Zur Initiation, Progression und Chronifikation des allergischen Asthma bronchiale

Das allergische Asthma ist eine chronisch entzündliche Erkrankung der Atemwege, die mit einer erhöhten Mukusproduktion, verschiedenen strukturellen Veränderungen der Atemwege und der Entwicklung einer Atemwegshyperreagibilität einhergeht. Die Vielfalt der Faktoren, die zur Initiation, Progression und Chronifizierung dieser Erkrankung beitragen ist ebenso komplex, wie ihr Phänotyp. In epidemiologischen Studien konnten bislang neben genetischen Faktoren auch Umweltfaktoren, wie der Lebens- und Hygienestandard, mit der Entwicklung dieser Erkrankung assoziiert werden. Daneben wurden im Rahmen der Hygiene-Hypothese Einflüsse identifiziert, die eher mit einem erniedrigten Risiko für die Entwicklung dieser Erkrankung einhergehen. Ganz besonders kontrovers wird in diesem Zusammenhang die Rolle viraler Infektionen der Atemwege beschrieben, wie sie durch das Respiratory Syncytial Virus (RSV) oder Rhinoviren verursacht werden. Solche Infektionen verursachen zumeist eine Exazerbation des bereits etablierten Asthmas, werden allerdings, zumal wenn sie im Kindesalter auftreten, sowohl mit einer initialisierenden wie auch mit einer protektiven Wirkung in Zusammenhang gebracht. Möglicherweise spielen dabei virale Toll-like Rezeptor- (TLR-) Liganden, wie virale einzel- bzw. doppelsträngige RNA eine bedeutende Rolle. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurde speziell die Wirkung dieser TLR-3- bzw. TLR-7-Liganden auf die allergische Sensibilisierungs- bzw. Entzündungsreaktion untersucht. Im Mausmodell für das allergische Asthma konnte durch die systemische Applikation von synthetische TLR-3- oder TLR-7-Liganden die allergische Sensibilisierungsreaktion vollständig verhindert werden. Bei bereits erfolgter allergischer Sensibilisierung war die sekundäre Entzündungsreaktion in der Lunge nach Allergen-Rechallenge deutlich vermindert, wenn zuvor virale TLR-Liganden appliziert wurden. Sowohl die Infiltration eosinophiler Granulozyten, wie auch der Lymphozyten in das Lungengewebe als auch die bronchiale Hyperreagibilität waren signifikant erniedrigt. Daneben fanden sich Hinweise auf die Initiation einer allergenspezifischen TH1-Antwort. Da nach intra-peritonealer Injektion synthetischer TLR-3- bzw. TLR-7-Liganden Peritonealmakrophagen mit der Produktion von Interleukin 12 (IL-2) reagierten, wurde weiterhin die Rolle von IL-12 in diesem Zusammenhang näher charakterisiert. In sensibilisierten IL-12p35 defizienten Tieren hatte die Applikation viraler TLR-Liganden keine Verminderung der allergischen Entzündungsreaktion in der Lunge zur Folge. Auch die Atemwegshyperreagibilität blieb unverändert. Somit könnte die protektive Wirkung viraler Infektionen im Kindesalter auf eine durch virale TLR-Liganden induzierte TH1-Antwort basieren, die auf eine allergenspezifische TH2-Antwort gegenregulatorisch wirkt. Dieser Effekt scheint zumindest zum Teil durch IL-12 mediiert zu sein. Um die Rolle weiterer Faktoren innerhalb des Chronifizierungsprozesses des allergischen Asthmas zu charakterisieren wurde innerhalb der vorliegenden Arbeit ein Mausmodell etabliert, das den Phänotyp dieser Erkrankung möglichst komplett widerspiegelt. Durch eine zwölf-wöchige Allergenexposition wurde in sensibilisierten Mäusen eine chronische Entzündung der Atemwege induziert, die lymphozyten-domininiert ist und über einen Zeitraum von mindestens sechs Wochen nach Allergenkontakt persistiert. Die chronische Atemwegsentzündung ist dabei mit umfangreichen strukturellen Veränderungen der Atemwege, wie einer subepithelialen Fibrose, einer Becherzellhyperplasie und dem vermehrten Vorkommen von Fibroblasten und Myofibroblasten in der Atemwegswand assoziiert. Im Gegensatz zu vergleichbaren Modellen waren wiesen diese Tiere eine deutlich verstärkte Atemwegshyperreabilität sowie eine persistierende Atemweflusslimitation auf. In diesem Modell wurde nach vierwöchiger Allergnprovokation, die eine profunde Atemwegsentzündung allerdings ohne strukturelle Atemwegsveränderungen hervorrief, die weitere Infiltration eosinophiler Graulozyten durch die Applikation eines CCR-3-Antagonisten verhindert, um die Rolle dieser Zellen innerhalb des Chronifizierungsprozesses zu untersuchen. Durch die Applikation des CCR-3-Antagonisten konnte nicht nur die Infiltration eosinophiler Granulozyten, sondern auch eine subepitheliale Fibrose verhindert werden. Weiterhin zeigten diese Tiere eine erhebliche Verbesserung der Atemwegsreabilität. Somit spielen eosinophile Granulozyten eine entscheidende Rolle innerhalb der Prozesse, die sowohl in einem strukturellen Umbau der Atemwege wie auch in einer gesteigerten Atemwegsreagibilität resultieren

Diffusion properties of single FoF1-ATP synthases in a living bacterium unraveled by localization microscopy

FoF1-ATP synthases in Escherichia coli (E. coli) bacteria are membrane-bound enzymes which use an internal proton-driven rotary double motor to catalyze the synthesis of adenosine triphosphate (ATP). According to the 'chemiosmotic hypothesis', a series of proton pumps generate the necessary pH difference plus an electric potential across the bacterial plasma membrane. These proton pumps are redox-coupled membrane enzymes which are possibly organized in supercomplexes, as shown for the related enzymes in the mitochondrial inner membrane. We report diffusion measurements of single fluorescent FoF1-ATP synthases in living E. coli by localization microscopy and single enzyme tracking to distinguish a monomeric enzyme from a supercomplex-associated form in the bacterial membrane. For quantitative mean square displacement (MSD) analysis, the limited size of the observation area in the membrane with a significant membrane curvature had to be considered. The E. coli cells had a diameter of about 500 nm and a length of about 2 to 3 \mum. Because the surface coordinate system yielded different localization precision, we applied a sliding observation window approach to obtain the diffusion coefficient D = 0.072 \mum2/s of FoF1-ATP synthase in living E. coli cells.Comment: 12 pages, 6 figure

Value of Star Players in the Digital Age

International professional football has become a billion dollar market worldwide. Up to half of the world\u27s inhabitants watch major events such as the FIFA World Cup or the UEFA Champions League Final. Central players and elements in this global advertising market are the clubs\u27 teams and the players themselves. Social media platforms today allow professional footballers to reach millions of people through private marketing as individuals, thereby creating their own brand. The brand and reach of each player is also a valuable resource for clubs in terms of player value and transfer activity. The outlined results in the following article show indicate a positive correlation between the social media value of professional players and the transfer activities of football clubs. Consequently, the impact of digitization on professional football can be shown by a relationship which has not been investigated in research to date

High Quality Biowaxes from Fatty Acids and Fatty Esters: Catalyst and Reaction Mechanism for Accompanying Reactions

[EN] Biowaxes are interesting materials for pharmaceutical industry and consumer goods. Here the production of waxes from alternative renewable resources has been evaluated on the basis of the ketonic decarboxylation of fatty acids. The latter converts carboxylic acids (or their derivatives) into ketones with almost double chain length. Hence, sunflower oil was employed as starting material and passed over monoclinic zirconium. A wax fraction of 43% yield was obtained, though high content of molecules with more than 30 carbon atoms was not achieved due to prevalent carbon chain degradation. However, reaction of methyl stearate over zirconium oxide gave 60% wax fraction. Together with the waxes, an almost oxygen-free diesel fraction was obtained in more than 25% yield. Labeling experiments showed that the ketone intermediate is degraded by a radical chain mechanism. It is further concluded that methyl stearate radical formation is induced by carbon carbon bond scission at high temperature whereas the glycerol part of the triglyceride may act as radical initiator. As a consequence, long linear alkane waxes should be produced in the absence of glycerol (moieties). The exploitation of the side-product as high quality diesel together with the waxes improves the economic feasibility of the process.The authors thank MINECO (CTQ2015-67591-P and Severo Ochoa program, SEV-2016-0683) and Generalitat Valenciana (PROMETEO II/2013/011 Project) for funding this work. B.O.-T. is grateful to the CSIC (JAE program) for his Ph.D. fellowship.Oliver-Tomás, B.; Renz, M.; Corma Canós, A. (2017). High Quality Biowaxes from Fatty Acids and Fatty Esters: Catalyst and Reaction Mechanism for Accompanying Reactions. Industrial & Engineering Chemistry Research. 56(45):12871-12878. https://doi.org/10.1021/acs.iecr.7b01794S1287112878564

Diatom biostratigraphic correlation of Deep Sea Drilling Project Sites 270, 272, Ross Sea, Antarctica

Drilling Sites 270, 272, and 271 of the Deep Sea Drilling Project, (DSDP) were intended to sample a thick continuous sequence of sediments in the Ross Sea. This objective was not achieved due to the fact that the requisite depths were not reached. Diatom assemblages from DSDP Sites 270 and 272 are used to determine the temporal relationship between these holes. Diatoms reported here from Site 270, represent the first pre-Pleistocene diatoms recovered at this locality. Ages and diatom zonations of earlier studies of these sites are confirmed, although some revisions are made. A maximum age for the lower most portion of hole 272 is determined at 17.5 m.y., 1,7 m.y. younger than what had been previously accepted. A minimum age of 20.7 m.y. for the top of hole 270 is proposed here, which agrees with the ages derived from the foraminiferal studies of Leckie and Webb (1983). A 3.5 m.y. gap separates the sections cored in Sites 270 and 272, as indicated by the Early - Middle Neogene diatom zonations of Weaver and Gombos (1981) and Harwood (in press) used in this study. This unsampled interval represents a significant data gap in the Early Neogene sedimentary record of this region.No embarg

Environmental Performance of Hydrothermal Carbonization of Four Wet Biomass Waste Streams at Industry-Relevant Scales

[EN] Hydrothermal carbonization (HTC) of green waste, food waste, organic fraction of municipal solid waste (MSW), and digestate is assessed using life cycle assessment as a potential technology to treat biowaste. Water content of the biowaste and composition of the resulting hydrochar are important parameters influencing environmental performance. Hydrochar produced from green waste performs best and second best in respectively 2 and 10 out of 15 impact categories, including climate change, mainly due to low transportation needs of the biowaste and optimized pumping efficiency for the feedstock. By contrast, hydrochar produced from the organic fraction of MSW performs best in 6 impact categories, but has high potential impacts on human health and ecosystems caused by emissions of toxic elements through ash disposal. The greatest potential for environmental optimization for the HTC technology is in the use of heat and electricity with increasing plant size, but its overall environmental performance is largely influenced in a given geographic location by the incumbent waste management system that it replaces. Impact scores are within the range of existing alternative treatment options, suggesting that despite being relatively immature technology, and depending on the geographic location of the plant, HTC may be an attractive treatment option for biowaste.This research was funded by the European Commission under the seventh framework program; SME-2013-2: NEWAPP, grant agreement 605178.Owsianiak, M.; Ryberg, MW.; Renz, M.; Hitzl, M.; Hauschildt, MZ. (2016). Environmental Performance of Hydrothermal Carbonization of Four Wet Biomass Waste Streams at Industry-Relevant Scales. ACS Sustainable Chemistry and Engineering. 4(12):6783-6791. https://doi.org/10.1021/acssuschemeng.6b01732S6783679141