Microenvironment-dependent phenotypes of human macrophages

Makrophagen sind ein essentieller Teil der angeborenen Immunabwehr. Hierbei sind sie verantwortlich für die Erkennung und Phagozytose von Bakterien. Zusätzlich führen Gewebemakrophagen viele homöostatische Funktionen aus, die vom jeweiligen Gewebe abhängen. Dadurch sind sie häufig involviert in der Entstehung und Progression von Krankheiten, wie zum Beispiel in Tumoren, Arthritis, Präeklampsie und Asthma. Außerdem können Makrophagen durch die Vielzahl an exprimierten Rezeptoren auf ihrer Oberfläche, kleinste Veränderungen in ihrer Umgebung wahrnehmen und darauf mit einem veränderten Phänotyp reagieren. Eine Untersuchung der möglichen Veränderungen der Zellen könnte helfen, ihren Beitrag zu verschiedenen Krankheiten besser zu verstehen und neue therapeutische Möglichkeiten zu eröffnen. Dementsprechend wurden in dieser Arbeit Monozyten aus dem periphären Blut von gesunden Spendern in verschiedenen Konditionen zu Makrophagen differenziert. Um die resultierenden Makrophagen eingehend zu studieren wurde ihr Transkriptom mittels RNA Sequenzierung und die offene Chromatinstruktur mit ATAC-seq analysiert. Von allen analysierten Konditionen, hatte Kollagen den gr ̈oßten Einfluss auf die Zellen. Es induzierte Gene, die mit der Komplement Kaskade, Chemotaxis und der Endozytose assoziiert sind, wohingegen es inflammatorische Gene und Gene der Extrazellulären Matrix inhibierte. Um mehr über die Regulatoren, die hinter diesen Unterschieden in der Genexpression stehen, zu erfahren, haben wir das offene Chromatin der Zellen analysiert. Kollagen-spezifische zugängliche Regionen waren angereichert für ETS, ETS:IRF, NFAT und MAF Motive. Da Kollagen-Makrophagen eine signifikant erhöhte Expression von MAF, IRF4, ETS2 und NFATC2 aufwiesen, wurden diese als mögliche Kandidaten weiter analysiert. Mit Hilfe von ChIP-seq Daten für c-MAF und so genannten Footprint Analysen der restlichen Motive, konnten wir leider keinen der Faktoren als Verantwortlichen für die Genexpressionsunterschiede identifizieren. Allerdings k ̈onnten nicht nur induzierte, sondern auch inhibierte Faktoren für die Regulation der Genexpression verantwortlich sein. Zwei Transkriptionsfaktoren, Dec2 und EGR2, k ̈amen dafu ̈r in Frage, da sie in Kollagen-Makrophagen nicht exprimiert wurden. Da die Bindungssequenzen der Faktoren im Standardmakrophagen spezifisch offenen Chromatin angereichert waren, analysierten wir die Bindungseigenschaften der beiden Faktoren mittels ChIP-seq. Dabei konnten wir zeigen, das sie diese Regionen im Chromatin binden und somit in der Regulation von Genen w ̈ahrend der Differenzierung eine Rolle spielen könnten. Um die Auswirkung der reduzierten Expression dieser zuletzt genannten Transkriptionsfaktoren weiter zu untersuchen, wurden Knock-Down Experimente für beide in humanen Monozyten durchgeführt. Reduktion des Dec-2 Levels zeigte lediglich einen geringeren Effekt auf den Phänotyp von Makrophagen, wohingegen der Verlust von EGR2 einen stärkeren Einfluss zeigte. EGR2 knock down Makrophagen wiesen eine ähnliche Morphologie wie Kollagen-Makrophagen auf. Des weiteren zeigten sie ebenfalls reduzierte Expression von Makrophagen spezifischen Genen, zum Beispiel CSF1 und CHI3L1. Daraus lässt sich schließen, dass EGR2 während der Differenzierung notwendig ist um Makrophagen spezifische Gene zu aktivieren. In der Analyse des aktiven Chromatins nach EGR2 knock down fanden wir ebenfalls eine hohe Ähnlichkeit zwischen den mit Kollagen behandelten Makrophagen und den EGR2 Knock Down Zellen. Im Vergleich mit Plastik-Makrophagen zeigten beide eine verringerte Zugänglichkeit in speziellen Chromatin Regionen. Dies deutet darauf hin, dass die Induktion von EGR2, durch die Adhäsion der Zellen auf Plastik, notwendig ist für eine Öffnung des Chromatins und der Expression vieler Makrophagen spezifischer Gene. Im zweiten Teil dieser Arbeit wurde das Transkriptom und die Chromatinlandschaft von CD163 positiv sortierten Hofbauer Zellen analysiert. Mittels RNA Sequenzierung konnten wir zeigen, dass sie eine erhöhte Expression von Wachstumsfaktoren, zum Beispiel VEGFA oder M-CSF, aufweisen. Im Gegensatz dazu inhibieren Hofbauer Zellen Gene, die mit Immunabwehr und der viralen Abwehr zusammenhängen. Interessanterweise exprimierten Kollagen-Makrophagen und Hofbauer Zellen zum Teil ähnliche Gene, diese umfassten unter anderem den Komplement C1q Komplex und CD163, was darauf hinweist das die Interaktion mit Kollagen auch in residenten Gewebemakrophagen eine Rolle spielt. Um Kandidaten für die Regulation der Genexpression zu entdecken, analysierten wir die Motiv Signatur des offenen Chromatins in Hofbauer Zellen, wobei wir eine Anreicherung von ETS, bZIP, MAF und NR4A1 Motiven entdeckten. Da die Transkriptionsfaktoren MAF und NR4A1 in Hofbauer Zellen stark exprimiert waren, k ̈onnten sie verantwortlich sein für die beschriebenen Expressionsmuster. Zusammenfassend konnten wir feststellen, dass Hofbauer Zellen essentiell fu ̈r die korrekte Entwicklung der Plazenta sind. Dabei weisen sie ein anti-inflammatorischen Phänotyp auf, der für die Toleranz der Mutter zum Fötus eine wichtige Rolle spielt. Darüberhinaus exprimieren sie aber auch viele Rezeptoren, welche verantwortlich für die Erkennung von Pathogenen sind. Dies deutet darauf hin, dass diese Makrophagen auch in der Lage sind eine inflammatorische Reaktion einzuleiten. Des weiteren haben wir zwei Transkriptionsfaktoren, MAF und NR4A1, gefunden, die möglicherweise für die Regulation der Genexpression verantwortlich sein könnten

The epigenetic pioneer EGR2 initiates DNA demethylation in differentiating monocytes at both stable and transient binding sites

The differentiation of human blood monocytes (MO), the post-mitotic precursors of macrophages (MAC) and dendritic cells (moDC), is accompanied by the active turnover of DNA methylation, but the extent, consequences and mechanisms of DNA methylation changes remain unclear. Here, we profile and compare epigenetic landscapes during IL-4/GM-CSF-driven MO differentiation across the genome and detect several thousand regions that are actively demethylated during culture, both with or without accompanying changes in chromatin accessibility or transcription factor (TF) binding. We further identify TF that are globally associated with DNA demethylation processes. While interferon regulatory factor 4 (IRF4) is found to control hallmark dendritic cell functions with less impact on DNA methylation, early growth response 2 (EGR2) proves essential for MO differentiation as well as DNA methylation turnover at its binding sites. We also show that ERG2 interacts with the 5mC hydroxylase TET2, and its consensus binding sequences show a characteristic DNA methylation footprint at demethylated sites with or without detectable protein binding. Our findings reveal an essential role for EGR2 as epigenetic pioneer in human MO and suggest that active DNA demethylation can be initiated by the TET2-recruiting TF both at stable and transient binding sites.info:eu-repo/semantics/publishedVersio

Challenging the Postwar Narrative: The Art and Agenda of Boris Lurie

Art history is shaped, studied, and taught based on narratives, artistic movements, and the biographies of celebrated artists. While contributing to an understanding of prevalent traditions and artists working in those traditions, these narratives are also constructions of inclusion and exclusion that establish art historical placement for certain artists while relegating others to historical obscurity. It is clear what happens to the critical fortunes of artists who are placed within these narratives. Yet what happens to the artists who do not fit within any of the categories established by these constructions? Are they then to be understood as simply minor artists or perhaps even “outsider artists?” Using the example of Boris Lurie and his critical fortune within the context of the standard art historical narrative of American art of the post World War Two period, this thesis argues for an expanded vision of modern and contemporary art that would accommodate lesser-known artists and offer a nuanced understanding of what American art has been after 1945

The 2020 report of The Lancet Countdown on health and climate change: responding to converging crises

The Lancet Countdown is an international collaboration, established to provide an independent, global monitoring system dedicated to tracking the emerging health profile of the changing climate. The 2020 report presents 43 indicators across five sections: climate change impacts, exposures, and vulnerability; adaptation, planning, and resilience for health; mitigation actions and health co-benefits; economics and finance; and public and political engagement. This report represents the findings and consensus of the 35 leading academic institutions and UN agencies that make up the Lancet Countdown, and draws on the expertise of climate scientists, geographers, and engineers; of energy, food, and transport experts; and of economists, social and political scientists, data scientists, public health professionals, and doctors

Patients' perception of types of errors in palliative care - results from a qualitative interview study

Background: Medical errors have been recognized as a relevant public health concern and research efforts to improve patient safety have increased. In palliative care, however, studies on errors are rare and mainly focus on quantitative measures. We aimed to explore how palliative care patients perceive and think about errors in palliative care and to generate an understanding of patients' perception of errors in that specialty. Methods: A semistructured qualitative interview study was conducted with patients who had received at least 1 week of palliative care in an inpatient or outpatient setting. All interviews were transcribed verbatim and analysed according to qualitative content analysis. Results: Twelve patients from two centers were interviewed (7 women, median age 63.5 years, range 22-90 years). Eleven patients suffered from a malignancy. Days in palliative care ranged from 10 to 180 days (median 28 days). 96 categories emerged which were summed up under 11 umbrella terms definition, difference, type, cause, consequence, meaning, recognition, handling, prevention, person causing and affected person. A deductive model was developed assigning umbrella terms to error-theory-based factor levels (definition, type and process-related factors). 23 categories for type of error were identified, including 12 categories that can be considered as palliative care specific. On the level of process-related factors 3 palliative care specific categories emerged (recognition, meaning and consequence of errors). Conclusion: From the patients' perspective, there are some aspects of errors that could be considered as specific to palliative care. As the results of our study suggest, these palliative care-specific aspects seem to be very important from the patients' point of view and should receive further investigation. Moreover, the findings of this study can serve as a guide to further assess single aspects or categories of errors in palliative care in future research

Implementing remote collaboration in a virtual patient platform: usability study

BACKGROUND: Learning with virtual patients is highly popular for fostering clinical reasoning in medical education. However, little learning with virtual patients is done collaboratively, despite the potential learning benefits of collaborative versus individual learning. OBJECTIVE: This paper describes the implementation of student collaboration in a virtual patient platform. Our aim was to allow pairs of students to communicate remotely with each other during virtual patient learning sessions. We hypothesized that we could provide a collaborative tool that did not impair the usability of the system compared to individual learning and that this would lead to better diagnostic accuracy for the pairs of students. METHODS: Implementing the collaboration tool had five steps: (1) searching for a suitable software library, (2) implementing the application programming interface, (3) performing technical adaptations to ensure high-quality connections for the users, (4) designing and developing the user interface, and (5) testing the usability of the tool in 270 virtual patient sessions. We compared dyad to individual diagnostic accuracy and usability with the 10-item System Usability Scale. RESULTS: We recruited 137 students who worked on 6 virtual patients. Out of 270 virtual patient sessions per group (45 dyads times 6 virtual patients, and 47 students working individually times 6 virtual patients minus 2 randomly selected deleted sessions) the students made successful diagnoses in 143/270 sessions (53%, SD 26%) when working alone and 192/270 sessions (71%, SD 20%) when collaborating (P=.04, η(2)=0.12). A usability questionnaire given to the students who used the collaboration tool showed a usability score of 82.16 (SD 1.31), representing a B+ grade. CONCLUSIONS: The collaboration tool provides a generic approach for collaboration that can be used with most virtual patient systems. The collaboration tool helped students diagnose virtual patients and had good overall usability. More broadly, the collaboration tool will provide an array of new possibilities for researchers and medical educators alike to design courses for collaborative learning with virtual patients