Der Einfluss der Neuwelt-Arenaviren Junín und Tacaribe auf die Apoptose der Wirtszelle

Arenaviren gehören zu den segmentierten negativsträngigen RNA-Viren und werden in die zwei Serogruppen der Alt- und Neuwelt-Arenaviren unterteilt. Die in dieser Arbeit untersuchten Virusspezies Junín (JUNV) und Tacaribe (TCRV) werden den Neuwelt-Arenaviren zugeordnet und stellen die Prototypen für hämorrhagische Fieber-verursachende bzw. apathogene Neuwelt-Arenaviren dar. Das in Argentinien endemische JUNV löst im Menschen hämorrhagisches Fieber aus und ist mit einer Mortalitätsrate von 30% ein hochpathogenes Arenavirus, wohingegen das eng verwandte TCRV nicht humanpathogen ist. Den Hauptbestandteil der Virionen stellt das Nukleoprotein NP dar. NP spielt eine entscheidende Rolle für die virale Replikation/Transkription sowie für die Unterdrückung der Immunantwort. Die ersten Analysen dieser Arbeit zur JUNV und TCRV NP-Charakterisierung zeigten interessanterweise, trotz einer 78%igen Übereinstimmung in der NP-Aminosäuresequenz, einen deutlichen Unterschied bei der Expression von JUNV und TCRV NP. Für JUNV NP konnten sowohl bei rekombinanter NP-Expression als auch in der Infektion NP-spezifische Spaltprodukte mit einer Größe von etwa 62, 53, 47 und 40 kDa beobachtet werden, die im Falle von TCRV NP nicht auftraten. Die Analyse der JUNV NP-Aminosäuresequenz wies potentielle Caspase-Spaltmotive auf. Mittels Punktmutationen, die zu einer Veränderung im JUNV NP-Expressionsmuster und dem Ausbleiben bestimmter Spaltprodukte führten, wurden die Motive DVKD und QEHD als die Spaltstellen identifiziert, die für die Generierung der 47 kDa und 40 kDa Spaltprodukte genutzt werden. Es konnte ferner beobachtet werden, dass die Intensität der JUNV NP-Spaltung direkt mit der Caspase-Aktivität zusammenhängt, da eine Steigerung der Caspase-Aktivität zu einer verstärkten NP-Spaltung, die Inhibition der Caspase hingegen zu einer verringerten NP-Spaltung führte. Basierend auf diesen Ergebnissen konnte JUNV NP als ein spezifisches Substrat zellulärer Caspasen identifiziert werden. Interessanterweise zeigte sich, dass JUNV NP, nicht jedoch TCRV NP, in Abwesenheit weiterer viraler Proteine in der Lage ist, die Caspase 3-Spaltung in apoptotischen Zellen zu unterdrücken und dass diese anti-apoptotische Eigenschaft durch den Spaltungsprozess von JUNV NP vermittelt wird. Zusammengefasst zeigt sich, dass JUNV NP, im Gegensatz zu TCRV NP, ein Substrat von Caspasen darstellt und durch die Caspase-vermittelte JUNV NP-Spaltung eine anti-apoptotische Eigenschaft besitzt. Basierend auf diesen Beobachtungen wurde die Bedeutung der fehlenden NP-Spaltung und anti-apoptotischen Funktion für TCRV untersucht. Es konnte gezeigt werden, dass TCRV deutlich Apoptose in der infizierten Zelle induziert. In TCRV-infizierten Zellen wurden Apoptosemerkmale wie Caspase 3- und PARP-Spaltung, Chromatinkondensation sowie die Bildung von apoptotic bodies detektiert. Eine genauere Charakterisierung der TCRV-induzierten Apoptose ergab, dass die Induktion zu einem späten Zeitpunkt der Infektion erfolgt und Zelltyp-abhängig ist. Ferner wurde mittels UV-inaktiviertem TCRV demonstriert, dass die Apoptose vermutlich durch virale Replikation/Transkription und Akkumulation viraler Proteine im Zytoplasma und nicht durch die Bindung und den Eintritt in die Zelle ausgelöst wird. Die Spaltung von Caspase 8 und 9 in TCRV-infizierten Zellen deutete zudem daraufhin, dass die TCRV-induzierte Apoptose unter Beteiligung des extrinsischen und des intrinsischen Signalwegs vermittelt wird. Interessanterweise zeigten TCRV-Wachstumskinetiken, dass die Inhibition der Caspasen zu verminderten Virustitern, die Aktivierung von Caspasen hingegen zu erhöhten Virustitern führt. TCRV hat somit durch die fehlende NP-Spaltung als anti-apoptotischen Mechanismus keinen Nachteil während der Infektion, sondern benötigt im Gegenteil die apoptotischen Prozesse für eine effiziente Virusproduktion und -freisetzung. Mit der vorliegenden Arbeit konnte erstmals für Arenaviren eine anti-apoptotische Funktion identifiziert werden, die über die NP-Spaltung durch zelluläre Caspasen vermittelt wird. Zusätzlich zeigen die aufgeführten Daten zum ersten Mal, dass JUNV und TCRV, trotz enger phylogenetischer Verwandtschaft, unterschiedliche Mechanismen besitzen, um Apoptose in der Wirtszelle zu modulieren. Während JUNV mittels NP-Spaltung Apoptose in der infizierten Wirtszelle gezielt unterdrückt, benötigt TCRV apoptotische Prozesse, um zu vergleichbaren Titern wie JUNV heranzuwachsen. Durch die vergleichenden Analysen von JUNV und TCRV NP konnten in dieser Arbeit Funktionen und Unterschiede zwischen den beiden Spezies identifiziert werden, die eine entscheidende Auswirkung auf die Virus-Wirtszell-Interaktion haben und in Zukunft helfen könnten, die signifikanten Pathogenitätsunterschiede der Viren zu erklären

Altern nachfolgende Kohorten gesünder? Selbstberichtete Erkrankungen und funktionale Gesundheit im Kohortenvergleich

Trotz eines hohen Anteils von Personen mit Mehrfacherkrankungen berichten viele der 40- bis 85-Jährigen im Jahr 2014 von einer guten funktionalen Gesundheit. Bei der Gesundheit bestehen im Jahr 2014 große Bildungsunterschiede. Der Wandel hin zu weniger selbstberichteten Erkrankungen von 1996 zu 2008 setzt sich im Jahr 2014 nicht fort. Der Anteil an Personen mit guter funktionaler Gesundheit hat zwischen 2008 und 2014 zugenommen, allerdings nur bei den über 65-Jährigen

Implementation of graphene multilayer electrodes in quantum dot light-emitting devices

Graphene is a highly attractive candidate for implementation as electrodes in next-generation large-area optoelectronic devices thanks to its high electrical conductivity and high optical transparency. In this study, we show all-solution-processed quantum dot-based light-emitting devices (QD-LEDs) using graphene mono- and multilayers as transparent electrodes. Here, the effect of the number of graphene layers (up to three) on the QD-LEDs performance was studied. While the implementation of a second graphene layer was found to reduce the turn-on voltage from 2.6 to 1.8 V, a third graphene layer was observed to increase the turn-on voltage again, which is attributed to an increased roughness of the graphene layer stack

Heißt krank zu sein sich auch krank zu fühlen? Subjektive Gesundheit und ihr Zusammenhang mit anderen Gesundheitsdimensionen

Ein Großteil der 40- bis 85-Jährigen bewertet die eigene Gesundheit im Jahr 2014 als gut, wobei jedoch deutliche Alters- und Bildungsunterschiede bestehen. Nur bei den über 65-Jährigen zeigt sich zwischen 1996 und 2014 ein positiver Wandel der subjektiven Gesundheitsbewertung. Die subjektive Gesundheitsbewertung hängt im Jahr 2014 eng mit Erkrankungen, funktionalen Einschränkungen und depressiven Symptomen zusammen. Im Jahr 2014 zeigen sich deutliche Bildungsunterschiede in der subjektiven Gesundheitsbewertung bei mehrfach Erkrankten und Personen mit mindestens leichten depressiven Symptomen. Im Jahr 2014 zeigen sich deutliche Bildungsunterschiede in der subjektiven Gesundheitsbewertung bei mehrfach erkrankten und Personen mit mindestens leichten depressiven Symptomen

German Ageing Survey (DEAS): Instruments of the Fifth Wave 2014

Capi-Template for the face-to-face interview; Drop-off questionnaire; Short questionnaire for non-respondents; Occupational status card; Cards with personal codes; Answer options (excerpt); Digit-symbol test; Pulmonary function test

Deutscher Alterssurvey (DEAS): Instrumente der DEAS-Erhebung 2014

CAPI-Vorlage für das mündliche Interview; Schriftlicher Fragebogen (DROP-OFF); Kurzfragebogen für Nicht-Teilnehmende; Karte zur beruflichen Stellung; Personenkarte I und Personenkarte II; Auszug aus dem Listenheft; Ausfüllvorlage des Zahlen- und Zeichentests; Lungenfunktionstest

Tacaribe Virus but Not Junin Virus Infection Induces Cytokine Release from Primary Human Monocytes and Macrophages

The mechanisms underlying the development of disease during arenavirus infection are poorly understood. However, common to all hemorrhagic fever diseases is the involvement of macrophages as primary target cells, suggesting that the immune response in these cells may be of paramount importance during infection. Thus, in order to identify features of the immune response that contribute to arenavirus pathogenesis, we have examined the growth kinetics and cytokine profiles of two closely related New World arenaviruses, the apathogenic Tacaribe virus (TCRV) and the hemorrhagic fever-causing Junin virus (JUNV), in primary human monocytes and macrophages. Both viruses grew robustly in VeroE6 cells; however, TCRV titres were decreased by approximately 10 fold compared to JUNV in both monocytes and macrophages. Infection of both monocytes and macrophages with TCRV also resulted in the release of high levels of IL-6, IL-10 and TNF-α, while levels of IFN-α, IFN-β and IL-12 were not affected. However, we could show that the presence of these cytokines had no direct effect on growth of either TCRV of JUNV in macrophages. Further analysis also showed that while the production of IL-6 and IL-10 are dependent on viral replication, production of TNF-α also occurs after exposure to UV-inactivated TCRV particles and is thus independent of productive virus infection. Surprisingly, JUNV infection did not have an effect on any of the cytokines examined indicating that, in contrast to other viral hemorrhagic fever viruses, macrophage-derived cytokine production is unlikely to play an active role in contributing to the cytokine dysregulation observed in JUNV infected patients. Rather, these results suggest that an early, controlled immune response by infected macrophages may be critical for the successful control of infection of apathogenic viruses and prevention of subsequent disease, including systemic cytokine dysregulation