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Der Krimi: COVID-19 und das Immunsystem
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Prof. Dr. habil. Brigitte König
MMD GmbH & Co. KG, Magdeburg, auf dem Uni-Campus
22.02.2021
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DIE TÄTERBESCHREIBUNG
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DerTäter
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Täter – Familienstammbaum (Phylogenie)
Galipeau Y, Greig M, Liu G, Driedger M, Langlois MA. Humoral Responses and Serological Assays in SARS-CoV-2 Infections. Front Immunol. 2020;11:610688. Published 2020 Dec 18. doi:10.3389/fimmu.2020.610688
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DER TATORT
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Eintrittspforten von SARS-CoV-2
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ACE2 – das missbrauchte Multitalent
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Lukiw, W.J., Pogue, A. & Hill, J.M. SARS-CoV-2 Infectivity and Neurological Targets in the Brain. Cell Mol Neurobiol (2020). https://doi.org/10.1007/s10571-020-00947-7
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DER TATHERGANG
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ACE2 – das missbrauchte Multitalent
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Galipeau Y, Greig M, Liu G, Driedger M, Langlois MA. Humoral Responses and Serological Assays in SARS-CoV-2 Infections. Front Immunol. 2020;11:610688. Published 2020 Dec 18. doi:10.3389/fimmu.2020.610688
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ACE2 – das missbrauchte Multitalent
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Galipeau Y, Greig M, Liu G, Driedger M, Langlois MA. Humoral Responses and Serological Assays in SARS-CoV-2 Infections. Front Immunol. 2020;11:610688. Published 2020 Dec 18. doi:10.3389/fimmu.2020.610688
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ACE2 – das missbrauchte Multitalent
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UNSERE ABWEHR
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Clin Sci (Lond) Volume 131 Issue 14 2017 1737-1762 10.1042/CS20160259
Immunität gegen Viren im Respirationstrakt
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Clin Sci (Lond) Volume 131 Issue 14 2017 1737-1762 10.1042/CS20160259
Immunität gegen Viren im Respirationstrakt (BALT)
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Clin Sci (Lond) Volume 131 Issue 14 2017 1737-1762 10.1042/CS20160259
Immunität gegen Viren im Respirationstrakt
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Antikörperantwort bei SARS-CoV-2
Galipeau Y, Greig M, Liu G, Driedger M, Langlois MA. Humoral Responses and Serological Assays in SARS-CoV-2 Infections. Front Immunol. 2020;11:610688. Published 2020 Dec 18. doi:10.3389/fimmu.2020.610688
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Abwehrmechanismen
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Abwehrmechanismen
Jiang XL, Wang GL, Zhao XN, et al. Lasting antibody and T cell responses to SARS-CoV-2 in COVID-19 patients three months after infection. Nat Commun. 2021;12(1):897. Published 2021 Feb 9. doi:10.1038/s41467-021-21155-x
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Borges L, Pithon-Curi TC, Curi R, Hatanaka E. COVID-19 and Neutrophils: The Relationship between Hyperinflammation and Neutrophil Extracellular Traps. Mediators Inflamm. 2020 Dec 2;2020:8829674. doi: 10.1155/2020/8829674. PMID: 33343232; PMCID: PMC7732408.
Abwehrmechanismen
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Das Alter als Risikofaktor
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Blagosklonny MV. From causes of aging to death from COVID-19. Aging (Albany NY). 2020;12(11):10004-10021. doi:10.18632/aging.103493
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Das Alter als Risikofaktor für schwere COVID-19 Erkrankung
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Das Alter als Risikofaktor für chronische Erkrankungen
Altern ist im Wesentlichen ein Schaden, der sich im Laufe der Zeit ansammelt und das Risiko für Krankheiten, die die meisten Menschen töten, exponentiell erhöht (siehe Abbildung)
MMDMagdeburg Molecular DetectionsKennzeichen des Alterns
Dieser mit dem Altern verbundene „Schaden“ tritt im Wesentlichen in 9 Formen auf, die als Kennzeichen des Alterns bekannt sind:
Genomische Instabilität
Telomerenverkürzung
Epigenetische Veränderungen
Verlust der Proteostase
Deregulierte Nährstoffmessung
Mitochondriale Dysfunktion
Zellalterung (Seneszenz)
Erschöpfung der Stammzellen
Veränderte interzelluläre Kommunikation
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Mitochondriale Dysfunktion.
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López-Otín C, Blasco MA, Partridge L, Serrano M, Kroemer G. The hallmarks of aging. Cell. 2013;153(6):1194-1217. doi:10.1016/j.cell.2013.05.039
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MEHR ALS NUR ENERGIELIEFERANTDas Mitochondrion:
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Power SEX SUICIDE
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B
Power, Sex, Suicide: Mitochondria and the meaning of life – 26. Oktober 2006 von Nick Lane (Professor of Evolutionary Biochemistry, University College London)
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Das Mitochondrion – mehr als nur ein Energielieferant
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Patel J, Baptiste BA, Kim E, Hussain M, Croteau DL, Bohr VA. DNA Damage and Mitochondria in Cancer and Aging. Carcinogenesis. 2020 Nov 4:bgaa114. doi: 10.1093/carcin/bgaa114. Epub ahead of print. PMID: 33146705.
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Das Mitochondrion – mehr als nur ein Energielieferant
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EINE ALLGEMEINE BEEINTRÄCHTIGUNG DER T-ZELL-FUNKTION
trägt zu einer verminderten antiviralen T-Zell-Immunität während COVID-19 bei
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T-Zellfunktion
Immunological Memory and Protective Immunity: Understanding Their Relation Rafi Ahmed* and David Gray SCIENCE * VOL. 272 * 5 APRIL 1996
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Bioenergetik als T-Zell-Aktivierungsmarker
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Bioenergetik als T-Zell-Aktivierungsmarker
33www.annualreviews.org • T Lymphocyte Metabolism
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Mitochondrienfunktion in CD8+ T-Zellen
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Schurich et al., 2016, Cell Reports 16, 1243–1252 August 2, 2016 ª 2016 The Author(s).http://dx.doi.org/10.1016/j.celrep.2016.06.078
Unterschiedliche Stoffwechselanforderungen an virusspezifische CD8-T-Zellen
Nature Reviews Immunology | Published online 25 Aug 2016; doi:10.1038/nri.2016.98
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T-Zellaktivierungsmarker in der infektiologie
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DER BIOENERGETISCHE GESUNDHEITSINDEX (BHI)
ein dynamisches Maß der Mitochondrien-Funktion
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zelluläre bioenergetische Stoffwechselwege
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Dynamik der Mitochondrien-Funktion
OM & Ernährung 2016 | Nr. 156
MMDMagdeburg Molecular DetectionsBioenergetischer Gesundheitsindex (BHI) – CD8+ T-Zellen
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Glykolytischer Grundzustand Aerober Grundzustand
0
50
100
2 15 28 41 55 68Zeit [min]
OC
R (
pm
ol/
min
)
ATP-Produktion
maximaleAtmung
nicht-mitochondriale Atmung
Reserveatmungs-kapazität
Basalat-mung
0
50
100
150
200
2 15 28 41 55 68
Zeit [min]
OC
R (
pm
ol/
min
)ATP-Produktion
maximaleAtmung
nicht-mitochondriale Atmung
Reserveatmungs-kapazität
Basalat-mung
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T-Zellsensitivität in der Infektiologie – functional sensitivity
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"functional sensitvity" von CD8+-T-Zellen
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"functional sensitvity" von CD8+-T-Zellen
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In vivo binden Antigen-präsentierende Zellen an CD3 (T-Zell-Rezeptor) und CD28 auf der Oberfläche ruhender T-Zellen, aktivieren sie und lösen eine Immunantwort aus.
In-vitro
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Bioenergetische Echtzeitmessungen als Reaktion auf die Virus-Aktivierung
"functional sensitvity" von CD8+-T-Zellen Metabolischer Phänotyp
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0,00
20,00
40,00
60,00
80,00
100,00
120,00
2 8 15 21 28 35 41
PP
R [
pm
ol/
min
]
Zeit [min]]
CD3/CD28
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Bioenergetische Echtzeitmessungen als Reaktion auf die Virus-Aktivierung
"functional sensitvity" von CD8+-T-Zellen
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MITOCHONDRIEN: IM KREUZFEUER VON SARS-COV-2 UND IMMUNITÄT
Tathergang – Teil 2
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Manipulation der Mitochondrien
Burtscher J, Cappellano G, Omori A, Koshiba T, Millet GP. Mitochondria: In the Cross Fire ofSARS-CoV-2 and Immunity. iScience. 2020 Oct23;23(10):101631. doi: 10.1016/j.isci.2020.101631. Epub 2020 Sep 29. PMID: 33015593; PMCID: PMC7524535.
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Manipulation der Mitochondrien
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ZUSAMMENFASSUNG
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Das Alter als Risikofaktor
Moreno Fernández-Ayala DJ, Navas P, López-Lluch G. Age-related mitochondrial dysfunction as a key factor in COVID-19 disease. Exp Gerontol. 2020;142:111147. doi:10.1016/j.exger.2020.111147
Die Reaktionen des Wirts gegen Virusinfektionen hängen von den Mitochondrienfunktionen ab
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Manipulation von Mitochondrien durch SARS-CoV-2
Gatti P, Ilamathi HS, Todkar K, Germain M. Mitochondria Targeted Viral Replication and Survival Strategies-Prospective on SARS-CoV-2. Front Pharmacol. 2020;11:578599. Published 2020 Aug 28. doi:10.3389/fphar.2020.578599
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THERAPIEOPTIONEN
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Dynamik der Mitochondrien-Funktion
OM & Ernährung 2016 | Nr. 156
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OZON - Nrf2-Aktivierung
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Nrf2: nuclear factor erythroid 2-related factor
Galiè M, Covi V, Tabaracci G, Malatesta M. The Role of Nrf2 in the Antioxidant CellularResponse to Medical Ozone Exposure. Int J Mol Sci. 2019;20(16):4009. Published 2019 Aug 17. doi:10.3390/ijms20164009
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