Interaktionen des humanpathogenen Schimmelpilzes Aspergillus fumigatus mit Wirtszellen

Aspergillus fumigatus ist ein opportunistischer Krankheitserreger, der ubiquitär in der Umwelt vorhanden ist. Die schwerwiegende Krankheit, die er verursacht, ist die invasive Aspergillose, welche nur bei immungeschwächten Patienten auftritt und bis heute nur sehr schwierig zu diagnostizieren und zu heilen ist. Die Sporen von A. fumigatus können aufgrund ihrer geringen Größe bis in die Alveolen der Lunge gelangen. Dort bilden Makrophagen die erste Verteidigungslinie, indem sie die Sporen phagozytieren. Die Phagozytose ist Bestandteil der angeborenen Immunantwort und ein initialer Schritt bei der Bekämpfung von A. fumigatus-Sporen durch Makrophagen. Das Verstehen dieses Prozesses gewinnt durch die stetige Zunahme der Patienten mit invasiver Aspergillose immer größere Bedeutung und ist Gegenstand intensivster Forschung. Im Rahmen dieser Dissertation wurden die Interaktionen von murinen und humanen Makrophagen mit A. fumigatus-Sporen untersucht. Die Fragestellung wurde aus zwei unterschiedlichen Perspektiven betrachtet. Zum einen wurde die Oberfläche der A. fumigatus-Sporen analysiert; zum anderen wurden die Interaktionen von A. fumigatus mit phagozytierenden Zellen erforscht. Um die Phagozytose von A. fumigatus-Sporen in murinen und humanen Zellen genauer charakterisieren zu können, wurde in dieser Arbeit der so genannte „Biotin-Calcofluor Staining Assay“ (BCS-Assay) entwickelt. Mit Hilfe dieser Methode war es möglich, zwischen extra- und intrazellulären Sporen zu unterscheiden, ohne auf die Anwesenheit von Antikörpern angewiesen zu sein. Mit Hilfe von diversen Inhibitoren konnte der Mechanismus der Phagozytose genauer untersucht werden. So konnte gezeigt werden, dass die Aufnahme von A. fumigatus-Sporen ein Aktin-abhängiger Prozess ist und dass Makrophagen für die Phagozytose die Aktivierung der Phosphoinositid 3 Phosphat-Kinasen und von Tyrosin-Kinasen benötigen, insbesondere diejenigen der scr Familie. Butanedion Monoxim, ein Inhibitor der Myosinmotor-Aktivität, blockierte ebenfalls effizient die Sporenaufnahme. Die weiteren Untersuchungen der Phagozytoseprozesse von A. fumigatus-Sporen erfolgten u.a. mit Hilfe von Fluoreszenz- und elektronenmikroskopischer Aufnahmen. In der Immunfluoreszenz ließen sich Tyrosin-phosphorylierte Proteine in den Aufnahmestrukturen detektieren, und elektronenmikroskopische Aufnahmen infizierter Makrophagen zeigten so gennante „Ruffle“-Strukturen. Diese Tatsache deutet darauf hin, dass A. fumigatus-Sporen durch einen „Trigger“-ähnlichen Mechanismus aufgenommen werden. Im weiteren Verlauf der Arbeit wurden die Rezeptoren der Phagozytose von A. fumigatus-Sporen charakterisiert. Die Ergebnisse von Meier und ihren Kollegen zeigten bereits, dass die Erkennung von A. fumigatus durch Makrophagen mittels Toll-like Rezeptor 2 und TLR4 erfolgt. In der vorliegenden Arbeit wurde nun auch der Frage nachgegangen, welche Rolle TLR2 und TLR4 bei der Phagozytose von A. fumigatus-Sporen spielen. Hierzu wurden aus den Mausstämmen C3H/HeN (WT), C3H/HeJ (TLR4-), C3H/HeN TLR2-/- (TLR2-) und C3H/HeJ TLR2-/- (TLR2-/4-) murine Peritonealmakrophagen mittels Peritoneallavage entnommen, mit A. fumigatus-Sporen infiziert und mit Hilfe des BCS-Assays ausgewertet. Es konnte gezeigt werden, dass Toll-like Rezeptor 2 und nicht Toll-like Rezeptor 4 für eine effiziente Phagozytose benötigt wird. Dieses Ergebnis ließ sich wiederum mit Hilfe eines anti TLR2-Antikörpers bestätigen, da dieser auch die Phagozytose von A. fumigatus-Sporen, aber nicht von Kontrollbeads blockieren konnte. Des Weiteren wurde untersucht, ob der von Brown und seinen Mitarbeitern entdeckte Dectin-1 Rezeptor ein potentieller Phagozytoserezeptor von A. fumigatus-Sporen ist (Brown et al., 2001). Es konnte gezeigt werden, dass Laminarin, ein lösliches ß 1-3 Glucan, die Phagozytose von A. fumigatus-Sporen durch Makrophagen blockierte. Außerdem ließ sich mit einem anti-Dectin-1 Antikörper die Phagozytose von A. fumigatus-Sporen in Makrophagen hemmen. Zudem ließ sich Dectin-1 mit diesem Antikörper in infizierten Makrophagen in der Immunfluoreszenz detektieren. Mit einem weiteren Antikörper konnte beta-1-3 Glucan, ein wichtiger Bestandteil der pilzlichen Zellwand, auf ruhenden Sporen detektiert werden. Es zeigte sich, dass die Menge an 1-3 Glucan eine wichtige Rolle bei der Eliminierung von A. fumigatus-Sporen spielt. Vergleiche zwischen ruhenden und angeschwollenen Sporen zeigten, dass angeschwollene Sporen, welche größere Mengen an ß 1-3 Glucan auf ihrer Oberfläche besitzen, effizienter phagozytiert werden können. Auch die A. fumigatus pksP-Mutante, welche mehr 1-3 Glucan auf ihrer Oberfläche besaß, wurde effizienter phagozytiert. Betrachtet man die intrazelluläre Signaltransduktionskaskade, so deuten die Daten darauf hin, dass die Dectin-1-gesteuerte Phagozytose von A. fumigatus-Sporen abhängig von der Syk-Kinase verläuft. Die Ergebnisse der vorliegenden Arbeit zeigen, dass Dectin-1 und TLR2 für eine effiziente Phagozytose von A. fumigatus-Sporen benötigt werden. Die Ergebnisse legen allerdings nahe, dass außer Dectin-1 und TLR 2 noch weitere Rezeptoren bei der Phagozytose von A. fumigatus-Sporen beteiligt sind. Ein genaues Verständnis der bei der Phagozytose ablaufenden Erkennungsprozesse und der nachgeschalteten Signaltransduktionskaskaden könnte in Zukunft ausgenutzt werden, um die Effiziens der Phagozytose auch in immungeschwächten Patienten zu erhöhen und sie so zu schützen

Phagocytosis of Aspergillus fumigatus conidia by murine macrophages involves recognition by the dectin-1 beta-glucan receptor and Toll-like receptor 2

Aspergillus fumigatus is a fungal pathogen causing severe infections in immunocompromised patients. For clearance of inhaled conidia, an efficient response of the innate immune system is required. Macrophages represent the first line of defence and ingest and kill conidia. C-type lectins represent a family of receptors, which recognize pathogen-specific carbohydrates. One of them is beta1-3 glucan, a major component of the fungal cell wall. Here we provide evidence that beta1-3 glucan plays an important role for the elimination of A. fumigatus conidia. Laminarin, a soluble beta1-3 glucan and antibodies to dectin-1, a well known beta1-3 glucan receptor, significantly inhibited conidial phagocytosis. On resting conidia low amounts of surface accessible beta1-3 glucan were detected, whereas high amounts were found on small spores that appear early during germination and infection as well as on resting conidia of a pksP mutant strain. Swollen conidia also display larger quantities of beta1-3 glucan, although in an irregular spotted pattern. Resting pksP mutant conidia and swollen wild-type conidia are phagocytosed with high efficiency thereby confirming the relevance of beta1-3 glucans for conidial phagocytosis. Additionally we found that TLR2 and the adaptor protein MyD88 are required for efficient conidial phagocytosis, suggesting a link between the TLR2-mediated recognition of A. fumigatus and the phagocytic response

Transcription-dependent spatial arrangements of CFTR and adjacent genes in human cell nuclei

We investigated in different human cell types nuclear positioning and transcriptional regulation of the functionally unrelated genes GASZ, CFTR, and CORTBP2, mapping to adjacent loci on human chromosome 7q31. When inactive, GASZ, CFTR, and CORTBP2 preferentially associated with the nuclear periphery and with perinuclear heterochromatin, whereas in their actively transcribed states the gene loci preferentially associated with euchromatin in the nuclear interior. Adjacent genes associated simultaneously with these distinct chromatin fractions localizing at different nuclear regions, in accordance with their individual transcriptional regulation. Although the nuclear localization of CFTR changed after altering its transcription levels, the transcriptional status of CFTR was not changed by driving this gene into a different nuclear environment. This implied that the transcriptional activity affected the nuclear positioning, and not vice versa. Together, the results show that small chromosomal subregions can display highly flexible nuclear organizations that are regulated at the level of individual genes in a transcription-dependent manner

Intra/ Sections:Post-Anthropocentric Concepts of Multiplicity

The DFG-Network ‘Dispositiv der Menge’ (= crowd, mass, multitude) is based on the recognition that ‘the crowd’ has been constituted, classified, regulated, or dispersed throughout history in various, heterogenous, conflictual ways, which make it impossible to hold onto any understanding of the crowd as a clearly delimited and substantiated entity or to the forms in which it is represented as such. This workshop extends this approach by taking ‘the crowd’ itself as a multitude or multiplicity. It will address phenomena related to more fluctuating and in/determinate intra/sections of collectivities in order to transform the image of ‘the crowd’ from an in-divi-dual-ized One into a mani-fold multiplicity. Such a multiplicity in the singular plural is characterized by movement and motion, fragmentation and friction, ongoingness and inherent contestation. By focusing on this multiplicity, the workshop seeks to un-work a persistent conceptual anthropocentrism of the ways in which agentiality is conceptualized and imagined, instead searching for more dynamic relations with/in a variety of agencies (human, animal, plant, things, propositions) that can be seen as ‘intra-active’. Yet, while ‘the crowd’ will be approached from a critique of anthropomorphism, the turn towards ecological or relational co-existence cannot be a turn away from the violent asymmetrical relations of power and the continued flexibilization and hierarchical re- ordering of global social structures. The workshop sounds out conceptual and phenomenal resonances between what in Western academic discourses has of late become known as ‘New Materialism’ (in its different strands) and the long tradition of (but also always newly emerging) indigenous and decolonial epistemologies. The idea is to look for ways to concretize the potential for intra/sections in-between posthuman(ist) and indigenous/decolonial thought-practices, hoping for a dialogue between more Western-oriented approaches — e.g., actor-network theory (Bruno Latour), the figures of the cyborg and companion species (Donna Haraway), vital materialism (Jane Bennett), un/limited ecologies (Vicky Kirby), or agential realism (Karen Barad) — and alternative indigenous cosmologies and ethical praxes such as ‘buen vivir/sumac kawsay’ (Alberto Acosta/Eduardo Gudynas), Amerindian perspectivalism (Eduardo Viveiros de Castro) or shape-shifting border/lands (Anzaldúa). The workshop invites its participants to diffract heterogeneous ways of thinking and enacting multiplicity. Collecting insights from literary and cultural studies, natural sciences, sociology, non-western cosmologies, or religion, it hopes to produce a vision of how a post- anthropocentric perspective can enrich an understanding of ‘world’ as a plurivocal worlding process.Intra/ Sections: Post-Anthropocentric Concepts of Multiplicity, workshop, ICI Berlin, 24–25 March 2022 <https://doi.org/10.25620/e220324

Introduction

Introduction to the workshop Intra/ Sections: Post-Anthropocentric Concepts of Multiplicity, ICI Berlin, 24–25 March 2022, video recording, mp4, 14:54 <https://doi.org/10.25620/e220324_1

CCL21 mediates CD4+ T-cell costimulation via a DOCK2/Rac-dependent pathway

CD4+ T cells use the chemokine receptor CCR7 to home to and migrate within lymphoid tissue, where T-cell activation takes place. Using primary T-cell receptor (TCR)–transgenic (tg) CD4+ T cells, we explored the effect of CCR7 ligands, in particular CCL21, on T-cell activation. We found that the presence of CCL21 during early time points strongly increased in vitro T-cell proliferation after TCR stimulation, correlating with increased expression of early activation markers. CCL21 costimulation resulted in increased Ras- and Rac-GTP formation and enhanced phosphorylation of Akt, MEK, and ERK but not p38 or JNK. Kinase-dead PI3KδD910A/D910A or PI3Kγ-deficient TCR-tg CD4+ T cells showed similar responsiveness to CCL21 costimulation as control CD4+ T cells. Conversely, deficiency in the Rac guanine exchange factor DOCK2 significantly impaired CCL21-mediated costimulation in TCR-tg CD4+ T cells, concomitant with impaired Rac- but not Ras-GTP formation. Using lymph node slices for live monitoring of T-cell behavior and activation, we found that G protein-coupled receptor signaling was required for early CD69 expression but not for Ca2+ signaling. Our data suggest that the presence of CCL21 during early TCR signaling lowers the activation threshold through Ras- and Rac-dependent pathways leading to increased ERK phosphorylation