Lentivirale Vektoren für den stabilen Gentransfer in primäre humane mononukleäre Blutzellen

Für bestimmte Gentherapiestrategien bieten sich retrovirale Vektoren auf Grund der stabilen Integration der von ihnen übertragenen genetische Information an. Mit bisher vorhandenen retro- und lentiviralen Vektorsystemen kann jedoch kein effizienter Gentransfer in ruhende primäre Zellen wie unstimulierte PBMC oder undifferenzierte Monozyten erreicht werden. Ziel dieser Arbeit war es daher, retrovirale Vektorsysteme zu etablieren, die naive primäre Zellen effizient transduzieren können. Zunächst wurden HIV-1-Vektoren mit den Hüllproteinen (Env) des amphotropen MLV, des MLV-Klons 10A1, des felinen endogenen Retrovirus RD114 und des VSV sowie einem modifizierten GaLV-Env pseudotypisiert, um ihre Eignung für die Transduktion von primären T-Lymphozyten zu untersuchen. Mit diesen Vektoren konnten primäre stimulierte humane T-Lymphozyten mit ähnlichen Transduktionsraten von ca. 20% transduziert werden. Im Gegensatz dazu wurden mit MLV-Vektoren, die mit den gleichen Hüllproteinen pseudotypisiert waren, bei gleichem Transduktionsprotokoll untereinander deutlich unterschiedliche Transduktionsraten zwischen 1 - 45% erreicht. Dieser unerwartete Unterschied ist möglicherweise auf eine längere, dabei untereinander ähnliche Halbwertszeit der HIV- 1-abgeleiteten Vektoren zurückzuführen. Unstimulierte PBMC konnten allerdings unabhängig vom verwendeten Hüllprotein weder von den MLV- noch von den HIV-1-abgeleiteten Vektoren transduziert werden. Demgegenüber hatte sich in meiner vorangegangenen Diplomarbeit die Transduzierbarkeit ruhender humaner Zellen durch Vektoren angedeutet, die von dem akut pathogenen simianen Immundefizienzvirus SIVsmmPBj1.9 abgeleitet waren. In der hier vorgestellten Arbeit zeigten die PBj-Vektoren, die nur im env-Gen eine Deletion aufwiesen, dass sie auch in der G0-Phase des Zellzyklus arretierte GHOST-Indikatorzellen oder diploide Fibroblasten effizient und unabhängig von dem zur Pseudotypisierung verwendeten Hüllprotein transduzieren können. Die korrespondierenden HIV-1-Vektoren waren dazu nicht in der Lage. Auch PBj- und HIV-1-Vektoren, die egfp als Markergen transferieren, zeigten das gleiche Transduktionsverhalten. Die egfp-transferierenden SIVsmmPBj-Vektoren konnten schließlich im Unterschied zu den entsprechenden HIV-1-Vektoren auch frisch isolierte primäre humane Monozyten sehr effizient transduzieren. Mit Nef-deletierten Mutanten wurde schließlich gezeigt, dass die beschriebenen Fähigkeiten PBj-abgeleiteter Vektoren nicht vom viralen Nef-Protein abhängen, obwohl dieses regulatorische Gen die pathogenen Eigenschaften und die Replikationsfähigkeit von SIVsmmPBj-Viren bestimmt. Für alle mit SIVsmmPBj-abgeleiteten Vektoren transduzierten Zellen konnte in der vorliegenden Arbeit ferner die chromosomale Integration des Transfervektors gezeigt werden. Schließlich gelang die Konstruktion eines ersten 3-Plasmid-Vektorsystems, mit dem transduktionsfähige Vektorpartikel generiert werden können. Mit SIVsmmPBj-abgeleiteten Vektoren steht somit ein neues retrovirales Vektorsystem zur Verfügung, mit dem auch ruhende primäre Zellen stabil genetisch modifiziert werden können. Durch die Erschließung dieser wichtigen Zielzellen werden die Perspektiven einer dauerhaften Gentherapie in vitro und in vivo beträchtlich erweitert

Neonatologie/Pädiatrie – Leitlinie Parenterale Ernährung, Kapitel 13

There are special challenges in implementing parenteral nutrition (PN) in paediatric patients, which arises from the wide range of patients, ranging from extremely premature infants up to teenagers weighing up to and over 100 kg, and their varying substrate requirements. Age and maturity-related changes of the metabolism and fluid and nutrient requirements must be taken into consideration along with the clinical situation during which PN is applied. The indication, the procedure as well as the intake of fluid and substrates are very different to that known in PN-practice in adult patients, e.g. the fluid, nutrient and energy needs of premature infants and newborns per kg body weight are markedly higher than of older paediatric and adult patients. Premature infants <35 weeks of pregnancy and most sick term infants usually require full or partial PN. In neonates the actual amount of PN administered must be calculated (not estimated). Enteral nutrition should be gradually introduced and should replace PN as quickly as possible in order to minimise any side-effects from exposure to PN. Inadequate substrate intake in early infancy can cause long-term detrimental effects in terms of metabolic programming of the risk of illness in later life. If energy and nutrient demands in children and adolescents cannot be met through enteral nutrition, partial or total PN should be considered within 7 days or less depending on the nutritional state and clinical conditions.Eine besondere Herausforderung bei der Durchführung parenteraler Ernährung (PE) bei pädiatrischen Patienten ergibt sich aus der großen Spannbreite zwischen den Patienten, die von extrem unreifen Frühgeborenen bis hin zu Jugendlichen mit einem Körpergewicht von mehr als 100 kg reicht, und ihrem unterschiedlichen Substratbedarf. Dabei sind alters- und reifeabhängige Veränderungen des Stoffwechsels sowie des Flüssigkeits- und Nährstoffbedarfs zu berücksichtigen sowie auch die klinische Situation, in der eine PE eingesetzt wird. Das Vorgehen unterscheidet sich deshalb ganz erheblich von der PE-Praxis bei erwachsenen Patienten, z.B. ist der Flüssigkeits-, Nährstoff- und Energiebedarf von Früh- und Neugeborenen pro kg Körpergewicht höher als bei älteren pädiatrischen und bei erwachsenen Patienten. In der Regel benötigen alle Frühgeborenen <35. SSW und alle kranken Reifgeborenen während der Phase des allmählichen Aufbaus der enteralen Nahrungszufuhr eine vollständige oder partielle PE. Die Zufuhrmengen der PE bei Neonaten müssen berechnet (nicht geschätzt) werden. Der Anteil der PE sollte zur Minimierung von Nebenwirkungen sobald wie möglich durch Einführung einer enteralen Ernährung vermindert (teilparenterale Ernährung) und schließlich komplett durch enterale Ernährung abgelöst werden. Eine unangemessene Substratzufuhr im frühen Säuglingsalter kann langfristig nachteilige Auswirkungen im Sinne einer metabolischen Programmierung des Krankheitsrisikos im späteren Lebensalter haben. Wenn bei älteren Kindern und Jugendlichen dagegen der Energie- und Nährstoffbedarf eines Patienten im Vorschul- oder Schulalter durch eine enterale Nährstoffzufuhr nicht gedeckt werden kann, ist abhängig von Ernährungszustand und klinischen Umständen spätestens innerhalb von 7 Tagen eine partielle oder totale PE zu erwägen

A Robust Open-source Tendon-driven Robot Arm for Learning Control of Dynamic Motions

A long-lasting goal of robotics research is to operate robots safely, while achieving high performance which often involves fast motions. Traditional motor-driven systems frequently struggle to balance these competing demands. Addressing this trade-off is crucial for advancing fields such as manufacturing and healthcare, where seamless collaboration between robots and humans is essential. We introduce a four degree-of-freedom (DoF) tendon-driven robot arm, powered by pneumatic artificial muscles (PAMs), to tackle this challenge. Our new design features low friction, passive compliance, and inherent impact resilience, enabling rapid, precise, high-force, and safe interactions during dynamic tasks. In addition to fostering safer human-robot collaboration, the inherent safety properties are particularly beneficial for reinforcement learning, where the robot's ability to explore dynamic motions without causing self-damage is crucial. We validate our robotic arm through various experiments, including long-term dynamic motions, impact resilience tests, and assessments of its ease of control. On a challenging dynamic table tennis task, we further demonstrate our robot's capabilities in rapid and precise movements. By showcasing our new design's potential, we aim to inspire further research on robotic systems that balance high performance and safety in diverse tasks. Our open-source hardware design, software, and a large dataset of diverse robot motions can be found at https://webdav.tuebingen.mpg.de/pamy2/

CD20 and CD19 targeted vectors induce minimal activation of resting B lymphocytes

B lymphocytes are an important cell population of the immune system. However, until recently it was not possible to transduce resting B lymphocytes with retro- or lentiviral vectors, making them unsusceptible for genetic manipulations by these vectors. Lately, we demonstrated that lentiviral vectors pseudotyped with modified measles virus (MV) glycoproteins hemagglutinin, responsible for receptor recognition, and fusion protein were able to overcome this transduction block. They use either the natural MV receptors, CD46 and signaling lymphocyte activation molecule (SLAM), for cell entry (MV-LV) or the vector particles were further modified to selectively enter via the CD20 molecule, which is exclusively expressed on B lymphocytes (CD20-LV). It has been shown previously that transduction by MV-LV does not induce B lymphocyte activation. However, if this is also true for CD20-LV is still unknown. Here, we generated a vector specific for another B lymphocyte marker, CD19, and compared its ability to transduce resting B lymphocytes with CD20-LV. The vector (CD19ds-LV) was able to stably transduce unstimulated B lymphocytes, albeit with a reduced efficiency of about 10% compared to CD20-LV, which transduced about 30% of the cells. Since CD20 as well as CD19 are closely linked to the B lymphocyte activation pathway, we investigated if engagement of CD20 or CD19 molecules by the vector particles induces activating stimuli in resting B lymphocytes. Although, activation of B lymphocytes often involves calcium influx, we did not detect elevated calcium levels. However, the activation marker CD71 was substantially up-regulated upon CD20-LV transduction and most importantly, B lymphocytes transduced with CD20-LV or CD19ds-LV entered the G1b phase of cell cycle, whereas untransduced or MV-LV transduced B lymphocytes remained in G0. Hence, CD20 and CD19 targeting vectors induce activating stimuli in resting B lymphocytes, which most likely renders them susceptible for lentiviral vector transduction

Nutrition issues in Codex: health claims, nutrient reference values and WTO agreements: a conference report

BACKGROUND: Codex documents may be used as educational and consensus materials for member governments. Also, the WTO SPS Agreement recognizes Codex as the presumptive international authority on food issues. Nutrient bioavailability is a critical factor in determining the ability of nutrients to provide beneficial effects. Bioavailability also influences the quantitative dietary requirements that are the basis of nutrient intake recommendations and NRVs. HEALTH CLAIMS: Codex, EFSA and some national regulatory authorities have established guidelines or regulations that will permit several types of health claims. The scientific basis for claims has been established by the US FDA and EFSA, but not yet by Codex. Evidence-based nutrition differs from evidence-based medicine, but the differences are only recently gaining recognition. Health claims on foods may provide useful information to consumers, but many will interpret the information to mean that they can rely upon the food or nutrient to eliminate a disease risk. NUTRIENT REFERENCE VALUES: NRVs are designed to provide a quantitative basis for comparing the nutritive values of foods, helping to illustrate how specific foods fit into the overall diet. The INL-98 and the mean of adult male and female values provide NRVs that are sufficient when used as targets for individual intakes by most adults. WORLD TRADE ORGANIZATION AGREEMENTS: WTO recognizes Codex as the primary international authority on food issues. Current regulatory schemes based on recommended dietary allowances are trade restrictive. A substantial number of decisions by the EFSA could lead to violation of WTO agreements

The Measles Virus Fusion Protein Transmembrane Region Modulates Availability of an Active Glycoprotein Complex and Fusion Efficiency▿

The glycoprotein complex of paramyxoviruses mediates receptor binding and membrane fusion. In particular, the measles virus (MV) fusion (F) protein executes membrane fusion, after receptor binding by the hemagglutinin (H) protein. Structures and single amino acids influencing fusion function have been identified in the F-protein ectodomain and cytoplasmic tail, but not in its transmembrane (TM) region. Since this region influences function of the envelope proteins of other viruses, we examined its role in the MV F protein. Alanine-scanning mutagenesis revealed that an F protein with a single mutation of a central TM region leucine (L507A) was more fusogenic than the unmodified F protein while retaining similar kinetics of proteolytic processing. In contrast, substitution of residues located near the edges of the lipid bilayer reduced fusion activity. This was true not only when the mutated F proteins were coexpressed with H but also in the context of infections with recombinant viruses. Analysis of the H-F complexes with reduced fusion activities revealed that more precursor (F0) than activated (F1+2) protein coprecipitated with H. In contrast, in complexes with enhanced fusion activity, including H-FL507A, the F0/F1+2 ratio shifted toward F1+2. Thus, fusion activity correlated with an active F-H protein complex, and the MV F protein TM region modulated availability of this complex