Nachweis von Herpesvirus Macaca arctoides im Kaninchen-Tumor-Modell

Mit der vorliegenden Dissertation wurden Arbeiten, die am Institut für Virologie und Antivirale Therapie der Friedrich-Schiller-Universität Jena im Rahmen des Projektes „Prävention und Therapie EBV-assoziierter lymphoproliferativer Erkrankungen durch elektive Virustatika und Impfstoffe in einem EBV-like (HVMA) Kaninchenmodell“ im Verbund für klinische Forschung (VKF) begonnen wurden, fortgeführt. In einem Teilprojekt war das neue Virustatikum Cidofovir an insgesamt 14 Kaninchen getestet worden. Dabei wurden nach Infektion mit dem Herpesvirus Macaca arctoides (HVMA), das mit dem Epstein-Barr-Virus (EBV) verwandt ist, sechs Tiere mit Cidofovir (Dosierung: 5 mg/kg/Woche) und fünf Tiere mit Phosphat-gepufferter Kochsalzlösung (PBS) behandelt. Zwei weitere Kaninchen erhielten nur Cidofovir und ein Kaninchen wurde als Kontrolle weder infiziert noch behandelt. Die Versuche erstreckten sich über 24 Wochen. Grundlage für die experimentellen Arbeiten der Dissertation bildeten je 279 Plasma- und Leukozyten- sowie 83 Gewebeproben, die von diesen Kaninchen im Versuchsverlauf gewonnen und konserviert worden waren. Die Proben wurden mittels qualitativer und zur Bestimmung der Anzahl der Virus-Genom-Kopien in den Leukozyten auch mittels quantitativer PCR und nested PCR unter Verwendung von Primern aus der Polymerasegenregion des EBV untersucht. Die Untersuchung der Gewebeproben erfolgte semiquantitativ mit PCR und Southern-Blot-Hybridisierung. Neun der elf infizierten Versuchstiere entwickelten maligne Lymphome, die histomorphologisch mit menschlichen Non-Hodgkin-Lymphomen hohen Malignitätsgrades vergleichbar sind. Bezüglich der virologischen Parameter war der Infektionsverlauf in den ersten drei Wochen unabhängig davon, ob die Tiere mit PBS oder mit Cidofovir behandelt wurden und ob sie später einen Tumor entwickelten oder nicht, relativ identisch. So konnte bei allen mit HVMA infizierten Tieren HVMA-DNA in den Leukozyten schon in der zweiten Woche p.i. festgestellt werden, während dies im Plasma erst in der dritten Woche p.i. der Fall war. Der Nachweis von viraler DNA im Plasma spricht dafür, dass es bei allen Tieren nach der Primärinfektion zur lytischen Phase der Virusreplikation in den Leukozyten und damit zur Freisetzung von Viren ins Plasma kam. In den folgenden Versuchswochen waren sowohl eine Virämie als auch kontinuierlich HVMA-positive Leukozyten bei allen Tieren mit späterer Tumorentwicklung, ein Kaninchen ausgenommen, nachweisbar. Zusammenfassung Unterschiede zwischen der Cidofovir- und der Plazebogruppe bestanden nicht. Diese Ergebnisse bestätigen die klinische Beobachtung dahingehend, dass Cidofovir entgegen den Erwartungen ein Fortschreiten der Infektion nicht verhindern konnte. Cidofovir hatte aber auch keinen Einfluss auf die gemessenen virologischen Parameter in der Frühphase der Infektion, obwohl es in vitro die Virus-DNA-Synthese deutlich zu reduzieren vermag. Bei den infizierten Kaninchen wurde von der zweiten bis zur vierten Versuchswoche eine deutlich höhere Anzahl von Virus-Genom-Kopien in den Leukozyten gemessen als in den folgenden Wochen. Das spricht für die in der Initialphase der Infektion besonders hohe Replikationsrate des Virus. Auch im späteren Versuchsverlauf war kein Unterschied bezüglich der virologischen Befunde zwischen mit Cidofovir und den mit PBS behandelten Tieren feststellbar. Im Plasma und in den Leukozyten waren acht der elf Tiere durchgehend positiv. Nur zwei Kaninchen hatten, von kurzzeitigen virämischen Phasen abgesehen, keine Virämie. Bemerkenswert ist, dass diese beiden Tiere bis zum Versuchsende tumorfrei blieben, obwohl die Leukozyten meist HVMA-positiv waren. Diese Kaninchen waren offenbar in der Lage, die Infektion zumindest teilweise zu kontrollieren, so dass es nur selten zur Freisetzung von Viruspartikeln ins Plasma kam. Bei einem Kaninchen, bei dem ein Tumor erst während der Sektion diagnostiziert wurde, trat erst in der 22. und 23. Woche p.i. eine Virämie auf. Die Virus-Genom-Kopien stiegen während dieser Zeit in den Leukozyten um zwei bis drei Zehnerpotenzen an. Dies könnte als Hinweis auf eine im Vergleich zu den anderen Kaninchen verspätet einsetzende Tumorentwicklung zu werten sein, klinisch war das Tier bis zu diesem Zeitpunkt unauffällig. Die wesentlichen Unterschiede zwischen den Tieren mit und ohne Tumor bestanden im Auftreten der Virämie und der Höhe der Virus-Genom-Kopien in den Leukozyten. Die Tiere mit Tumorbildung waren im Plasma in der Regel HVMA-positiv und wiesen über 1000 HVMA-Genom-Kopien/105 Leukozyten auf. Im Gegensatz dazu konnte bei den Kaninchen ohne Tumorbildung im Plasma nur selten Virus-DNA nachgewiesen werden und die Anzahl der Virus-Genom-Kopien lag unter 1000/105 Zellen oder unterhalb der Nachweisgrenze. Außerdem wiesen die Kaninchen mit Lymphomen im Tumorgewebe stets HVMA-DNA auf, während bei den Tieren ohne Tumor nur geringe Mengen oder keine Virus-DNA in den Organen gefunden wurde

A Spectroscopic and Cryo-Transmission Electron Microscopy Study

The aggregation behaviour of the cationic pinacyanol chloride in aqueous solution is investigated using absorption and linear dichroism spectroscopies, optical microscopy and cryogenic transmission electron microscopy (cryo-TEM). The investigations are focused on solutions in a concentration range from 50 μM up to 1 mM. At a concentration of 0.7 mM H-aggregates are detected that are characterized by a broad absorption band centred at [similar]511 nm. The aggregates possess a tubular architecture with a single-layer wall thickness of [similar]2.5 nm and an outer diameter of [similar]6.5 nm. Linear dichroism spectroscopy indicates that the molecules are packed with their long axis parallel to the tube axis. These H-aggregates are not stable, but transform into J-aggregates on the time scale of weeks. The kinetics of J-aggregation depends on the dye concentration and the route of sample preparation, but can also be enhanced by shear stress. J-aggregates possess a split absorption spectrum composed of two longitudinally polarized J-bands and one H-band that is polarized perpendicular to the aggregate axis. The J-aggregates are [similar]9 nm wide and several micrometer long fibrils consisting of stacked pairs of ribbons with a dumbbell-shaped density cross-section. Upon aging these ribbons laterally stack face-to-face to form tape-like aggregates

Coassembly Generates Peptide Hydrogel with Wound Dressing Material Properties

Multicomponent self-assembly of peptides is a powerful strategy to fabricate novel functional materials with synergetic properties that can be used for several nanobiotechnological applications. In the present study, we used a coassembly strategy to generate an injectable ultrashort bioactive peptide hydrogel formed by mixing a dipeptide hydrogelator with a macrophage attracting short chemotactic peptide ligand. Coassembly does not impede hydrogelation as shown by cryo-transmission electron microscopy (cryo-TEM), scanning electron microscopy, and rheology. Biocompatibility was shown by cytotoxicity assays and confocal microscopy. The hydrogels release the entrapped skin antibiotic ciprofloxacin, among others, in a slow and continuous manner. Such bioinspired advanced functional materials can find applications as wound dressing materials to treat chronic wound conditions like diabetic foot ulcer

Inspecting the Reliability of Geochemical Facies Identified for the Waterworks' Capture Zone in Germany

Little research attention has been given to validating clusters obtained from the groundwater geochemistry of the waterworks' capture zone with a prevailing lake-groundwater exchange. To address this knowledge gap, we proposed a new scheme whereby Gaussian finite mixture modeling (GFMM) and Spike-and-Slab Bayesian (SSB) algorithms were utilized to cluster the groundwater geochemistry while quantifying the probability of the resulting cluster membership against each other. We applied GFMM and SSB to 13 geochemical parameters collected during different sampling periods at 13 observation points across the Barnim Highlands plateau located in the northeast of Berlin, Germany; this included 10 observation wells, two lakes, and a gallery of drinking production wells. The cluster analysis of GFMM yielded nine clusters, either with a probability ≥0.8, while the SSB produced three hierarchical clusters with a probability of cluster membership varying from 0.8. The findings demonstrated that the clustering results of GFMM were in good agreement with the classification as per the principal component analysis and Piper diagram. By superimposing the parameter clustering onto the observation clustering, we could identify discrepancies that exist among the parameters of a certain cluster. This enables the identification of different factors that may control the geochemistry of a certain cluster, although parameters of that cluster share a strong similarity. The GFMM results have shown that from 2002, there has been active groundwater inflow from the lakes towards the capture zone. This means that it is necessary to adopt appropriate measures to reverse the inflow towards the lakes

Impact of multivalent charge presentation on peptide-nanoparticle aggregation

Strategies to achieve controlled nanoparticle aggregation have gained much interest, due to the versatility of such systems and their applications in materials science and medicine. In this article we demonstrate that coiled- coil peptide-induced aggregation based on electrostatic interactions is highly sensitive to the length of the peptide as well as the number of presented charges. The quaternary structure of the peptide was found to play an important role in aggregation kinetics. Furthermore, we show that the presence of peptide fibers leads to well-defined nanoparticle assembly on the surface of these macrostructures

Bisexuals surrounded by all-female clones: new records of Megabunus lesserti (Opiliones: Phalangiidae) in the northeastern Alps

New data on the sex ratio of 16 populations of the endemic harvestman Megabunus lesserti Schenkel, 1927 in the northeastern Alps confirm the previously assumed pattern of geographic parthenogenesis. Bisexuals inhabit a small area between the eastern margin of the Northern Calcareous Alps and the Ennstaler Alps, which was not covered by ice during the last (Würm) glaciations. Postglacially recolonized areas are occupied by parthenogenetic clones. Some all-female samples were found in close geographic proximity to bisexual populations. Apparently isolated occurrences at the western (Ammergau Alps) and southwestern (Carinthian) limits of the range proved to consist exclusively of females. A single male recorded in the Karwendel Mts. near Innsbruck is interpreted preferentially as a case of spanandry, being a fatherless "mistake" without any significant function

Responses to larval herbivory in the phenylpropanoid pathway of Ulmus minor are boosted by prior insect egg deposition

Main conclusion Elms, which have received insect eggs as a ‘warning’ of larval herbivory, enhance their anti-herbivore defences by accumulating salicylic acid and amplifying phenylpropanoid-related transcriptional and metabolic responses to hatching larvae. Abstract Plant responses to insect eggs can result in intensified defences against hatching larvae. In annual plants, this egg-mediated effect is known to be associated with changes in leaf phenylpropanoid levels. However, little is known about how trees—long-living, perennial plants—improve their egg-mediated, anti-herbivore defences. The role of phytohormones and the phenylpropanoid pathway in egg-primed anti-herbivore defences of a tree species has until now been left unexplored. Using targeted and untargeted metabolome analyses we studied how the phenylpropanoid pathway of Ulmus minor responds to egg-laying by the elm leaf beetle and subsequent larval feeding. We found that when compared to untreated leaves, kaempferol and quercetin concentrations increased in feeding-damaged leaves with prior egg deposition, but not in feeding-damaged leaves without eggs. PCR analyses revealed that prior insect egg deposition intensified feeding-induced expression of phenylalanine ammonia lyase (PAL), encoding the gateway enzyme of the phenylpropanoid pathway. Salicylic acid (SA) concentrations were higher in egg-treated, feeding-damaged leaves than in egg-free, feeding-damaged leaves, but SA levels did not increase in response to egg deposition alone—in contrast to observations made of Arabidopsis thaliana. Our results indicate that prior egg deposition induces a SA-mediated response in elms to feeding damage. Furthermore, egg deposition boosts phenylpropanoid biosynthesis in subsequently feeding-damaged leaves by enhanced PAL expression, which results in the accumulation of phenylpropanoid derivatives. As such, the elm tree shows similar, yet distinct, responses to insect eggs and larval feeding as the annual model plant A. thaliana