An optimized whole blood assay measuring expression and activity of NLRP3, NLRC4 and AIM2 inflammasomes

The proinflammatory protease caspase-1 plays pivotal roles in central pathways of innate immunity, thereby contributing to pathogen clearance. Beside its physiological role, dysregulated activity of caspase-1 is known to contribute to an increasing number of diseases. In this study, we optimized and validated a low-volume human whole blood assay facilitating the measurement of caspase-1 activation and inflammasome-related gene expression upon stimulation of the NLRP3, NLRC4 or AIM2 inflammasome. Using the NLRP3 inflammasome specific inhibitor MCC950, we were able to measure the activity of canonical or alternative NLRP3 pathways, AIM2 and NLRC4 inflammasomes in whole blood. Based on our data we assume a superposition of NLRP3 and NLRC4 inflammasome activities in human whole blood following stimulation with S. typhimurium. The optimized whole blood assay may be suitable for diagnostic and research purposes for pediatric patients who can only donate small amounts of blood

Molekularstrahlepitaxie von Eisensilizidschichten aus gasförmigen Quellen auf Si(100) und Si(111)

Im Rahmen dieser Arbeit wurden Eisensilizid/Silizium-Heterostrukturen mit Hilfe der Gasquellen-Molekularstrahlepitaxie (GSMBE) im Ultrahochvakuum (UHV) aufSi(100) und Si(111) hergestellt und charakterisiert. Das Hauptaugenmerk lag hierbei auf der Herstellung des halbleitenden $\beta$-FeSi$_{2}$. Als Prozeßgase kamen Silan (SiH$_{4}$) bzw. Disilan (Si$_{2}$H$_{6}$) und Eisenpentacarbonyl (Fe(CO)$_{5}$) zum Einsatz. Die Charakterisierung der Schichten erfolgte in-situ mit der Photoemissionsspektroskopie (XPS, UPS), der Beugung langsamer Elektronen (LEED), der Augerelektronenspektroskopie (AES) und der hochauflösenden Elektronenenergieverlustspektroskopie (HREELS). Darüber hinaus wurden verschiedene ex-situ Analysemethoden wie die Rutherford-Rückstreuung (RBS), die Rasterelektronenmikroskopie (SEM), die Transmissionselektronenmikroskopie (TEM, HRTEM), die Photothermische Deflektionsspektroskopie(PDS) und Hall-Messung eingesetzt. $\beta$-FeSi$_{2}$ konnte durch die GSMBE mit SiH$_{4}$ und Fe(CO)$_{4}$ als Prozeßgase in einem großen Temperaturbereich von 400-800°C bei verschiedenen Druckverhältnissen abgeschieden werden. Es zeigt sich insbesondere, daß man glatte, epitaktischeSchichten mit einer sehr hohen Qualität bei Temperaturen von 500-600°C erhalt. Das für dieses Wachstum optimale Druckverhältnis liegt dabei zwischen 1:2 und2:5 (Fe(CO)$_{5}$ zu SiH$_{4}$). Die Wachstumsraten sind im Vergleich zu Standard MBE- oder CVD-Verfahren sehr niedrig und betragen mit steigender Temperatur zwischen 2$\mathring{A}$/min und 8$\mathring{A}$/min. Auf Si(100) ist die Wachstumsrate bei gleicher Substrattemperatur immer etwas größer als auf Si(111). Auf beiden Substratorientierungen beobachtet man eine konstante, temperaturunabhängige Wachstumsrate im Bereich zwischen 450°C und 600°C. Bei höheren Temperaturen steigt die Rate thermisch aktiviert an. Der Anstieg kann auf die vollständige Desorption einer Wasserstoff-Passivierungsschichtzurückgeführt werden. Bei Temperaturen unterhalb von 600°C desorbiert der Wasserstoff nur zum Teil und hat bei der Epitaxie einen limitierenden Einfluß auf die Abscheiderate. Die epitaktische Orientierung des $\beta$-FeSi$_{2}$ auf dem Si-Substrat ist von der Wachstumstemperatur abhängig. Bei niedrigen Temperaturen (T< 600°C) erhält man auf Si(111) die Beziehung: $\beta$-FeSi$_{2}$(100)$\vert \vert$Si(111). Bei höherenTemperaturen ergibt sich die Beziehung: $\beta$-FeSi$_{2}$(101) bzw. $\beta$-FeSi$_{2}$(110)$\vert \vert$ Si(111). Auf den Si(100)-Substraten beobachtet man im ganzen Temperaturbereich dieOrientierung: $\beta$-FeSi$_{2}$(100)$\vert \vert$ Si(100). Bezüglich der azimutalen Ausrichtung gibt es jedoch temperaturabhängige Unterschiede. Bei höheren Temperaturen tritt [...

Photoemissionsstudien an Übergangsmetallsiliziden auf Silizium(111)

Im Rahmen dieser Arbeit werden sowohl das temperaturabhängige Bildungsverhalten als auch elektronische Eigenschaften dünner Eisen- und Chromsilizidschichten(600°C ) kommt es in ähnlicher Weise, wie beim Eisen/Silizium-System, zum Aufbrechen der CrSi$_{2}$-Schicht. Nach der Deposition von Chrom auf ein geheiztes Substrat (T=400°C) entsteht im Bereich von T=410°C-430°C epitaktisches CrSi. Das zugehörige LEED-Bild zeigt eine ($\sqrt{3}$ x $\sqrt{3}$)-Beugungsfigur. Den UPS-Untersuchungen zufolge ist die CrSi-Phase metallisch. Bei Temperaturen von T=450°C erfolgt der Übergang in die CrSi$_{2}$-Phase

Ischemic Preconditioning Phosphorylates Mitogen-activated Kinases and Heat Shock Protein 27 in the Diabetic Rat Heart

Diabetes mellitus blocks protection by ischernic preconditioning (IPC), but the mechanism is not known. We investigated the effect of ischemic preconditioning on mitogen-activated protein kinases (extracellular signal-regulated kinases I and 2, C-Jun N-terminal kinases, p38 mitogen-activated kinase) and heat shock protein 27 phosphorylation in diabetic and nondiabetic rat hearts in vivo. Two groups of anaesthetized nondiabetic and diabetic rats underwent a preconditioning protocol (3 cycles of 3 min coronary artery occlusion and 5 min of reperfusion). Two further groups served as untreated controls. Hearts were excised for protein measurements by Western blot. Four additional groups underwent 25 min of coronary occlusion followed by 2h of reperfusion to induce myocardial infarction. In these animals, infarct size was measured. IPC reduced infarct size in the nondiabetic rats but not in the diabetic animals. In diabetic rats, IPC induced phosphorylation of the mitogen-activated protein kinases and of heat shock protein 27. We conclude that protection by IPC is blocked by diabetes mellitus in the rat heart in vivo without affecting phosphorylation of mitogen-activated protein kinases or heat shock protein 27. Therefore, the blockade mechanism of diabetes mellitus is downstream of mitogen-activated kinases and heat shock protein 2

Consensus protocols for the diagnosis and management of the hereditary autoinflammatory syndromes CAPS, TRAPS and MKD/HIDS: a German PRO-KIND initiative

Abstract Background Rare autoinflammatory diseases (AIDs) including Cryopyrin-Associated Periodic Syndrome (CAPS), Tumor Necrosis Receptor-Associated Periodic Syndrome (TRAPS) and Mevalonate Kinase Deficiency Syndrome (MKD)/ Hyper-IgD Syndrome (HIDS) are genetically defined and characterized by recurrent fever episodes and inflammatory organ manifestations. Early diagnosis and early start of effective therapies control the inflammation and prevent organ damage. The PRO-KIND initiative of the German Society of Pediatric Rheumatology (GKJR) aims to harmonize the diagnosis and management of children with rheumatic diseases nationally. The task of the PRO-KIND CAPS/TRAPS/MKD/HIDS working group was to develop evidence-based, consensus diagnosis and management protocols including the first AID treat-to-target strategies. Methods The national CAPS/TRAPS/MKD/HIDS expert working group was established, defined its aims and conducted a comprehensive literature review synthesising the recent (2013 to 2018) published evidence including all available recommendations for diagnosis and management. General and disease-specific statements were anchored in the 2015 SHARE recommendations. An iterative expert review process discussed, adapted and refined these statements. Ultimately the GKJR membership vetted the proposed consensus statements, agreement of 80% was mandatory for inclusion. The approved statements were integrated into three disease specific consensus treatment plans (CTPs). These were developed to enable the implementation of evidence-based, standardized care into clinical practice. Results The CAPS/TRAPS/MKD/HIDS expert working group of 12 German and Austrian paediatric rheumatologists completed the evidence synthesis and modified a total of 38 statements based on the SHARE recommendation framework. In iterative reviews 36 reached the mandatory agreement threshold of 80% in the final GKJR member survey. These included 9 overarching principles and 27 disease-specific statements (7 for CAPS, 11 TRAPS, 9 MKD/HIDS). A diagnostic algorithm was established based on the synthesized evidence. Statements were integrated into diagnosis- and disease activity specific treat-to-target CTPs for CAPS, TRAPS and MKD/HIDS. Conclusions The PRO-KIND CAPS/TRAPS/MKD/HIDS working group established the first evidence-based, actionable treat-to-target consensus treatment plans for three rare hereditary autoinflammatory diseases. These provide a path to a rapid evaluation, effective control of disease activity and tailored adjustment of therapies. Their implementation will decrease variation in care and optimize health outcomes for children with AID