The Inflammatory Response to Enterotoxigenic E. coli and Probiotic E. faecium in a Coculture Model of Porcine Intestinal Epithelial and Dendritic Cells

The gut epithelium constitutes an interface between the intestinal contents and the underlying gut-associated lymphoid tissue (GALT) including dendritic cells (DC). Interactions of intestinal epithelial cells (IEC) and resident DC are characterized by bidirectional crosstalk mediated by various factors, such as transforming growth factor-β (TGF-β) and thymic stromal lymphopoietin (TSLP). In the present study, we aimed (1) to model the interplay of both cell types in a porcine in vitro coculture consisting of IEC (cell line IPEC-J2) and monocyte-derived DC (MoDC) and (2) to assess whether immune responses to bacteria are altered because of the interplay between IPEC-J2 cells and MoDC. With regard to the latter, we focused on the inflammasome pathway. Here, we propose caspase-13 as a promising candidate for the noncanonical inflammasome activation in pigs. We conducted challenge experiments with enterotoxigenic Escherichia coli (ETEC) and probiotic Enterococcus faecium (E. faecium) NCIMB 10415. As potential mediators of IEC/DC interactions, TGF-β and TSLP were selected for analyses. Cocultured MoDC showed attenuated ETEC-induced inflammasome-related and proinflammatory interleukin (IL)-8 reactions compared with MoDC monocultures. Caspase-13 was more strongly expressed in IPEC-J2 cells cocultured with MoDC and upon ETEC incubation. We found that IPEC-J2 cells and MoDC were capable of releasing TSLP. The latter cells secreted greater amounts of TSLP when cocultured with IPEC-J2 cells. TGF-β was not modulated under the present experimental conditions in either cell types. We conclude that, in the presence of IPEC-J2 cells, porcine MoDC exhibited a more tolerogenic phenotype, which might be partially regulated by autocrine TSLP production. Noncanonical inflammasome signaling appeared to be modulated in IPEC-J2 cells. Our results indicate that the reciprocal interplay of the intestinal epithelium and GALT is essential for promoting balanced immune responses

Altered Cytokine Expression and Barrier Properties after In Vitro Infection of Porcine Epithelial Cells with Enterotoxigenic Escherichia coli and Probiotic Enterococcus faecium

The aim of the present study was to elucidate the effects of the probiotic feed additive Enterococcus faecium NCIMB 10415 (E. faecium) on porcine jejunal epithelial cells (IPEC-J2) during an in vitro challenge with enterotoxigenic Escherichia coli (ETEC). Cells were incubated with E. faecium, ETEC, or both, and the effects on barrier function and structure and intra- and intercellular signaling were determined. Coincubation with E. faecium abolished the ETEC- induced decrease in transepithelial resistance (Rt). No differences were seen in the expression levels of the intercellular connecting tight junction proteins examined. However, for the first time, a reorganization of the monolayer was observed in ETEC-infected cells but not in coincubated cells. ETEC induced an increase in cytotoxicity that was prevented by coincubation, whereas apoptosis rates were not affected by bacterial treatment. ETEC increased the mRNA expression and release of proinflammatory cytokines TNF-α, IL-1α, and IL-6 which could be prevented by coincubation for TNF-α mRNA expression and IL-6 protein. Likewise, cAMP concentrations elevated by ETEC were reduced in coincubated cells. These findings indicate a protective effect of the probiotic E. faecium on inflammatory responses during infection with ETEC

How Does the Analysis of Mann Enrich the ‘Capabilities Approach’ to Social Innovation?

Chapter 9 of: Deliverable D1.1: Report on Institutions, Social Innovation & System Dynamics from the Perspective of the Marginalised

effects of an increased osmotic pressure and feeding conditions

Titelblatt, Inhaltsverzeichnis, Lebenslauf 1\. Einleitung 2\. Literatur 3\. Material und Methoden 4\. Ergebnisse 5\. Diskussion 6\. Zusammenfassung / Summary 7\. Anhang LiteraturverzeichnisDie Untersuchung beschäftigt sich mit dem Effekt des luminalen osmotischen Druckes auf Eigenschaften der Pansenepithelien in Abhängigkeit von der Fütterung. Die Schafe wurden ca. 3 Wochen mit vier verschiedenen Diäten gefüttert: (1) Heu ad libitum, (2) 600 g Kraftfutter/d, (3) 1200 g Kraftfutter/d und (4) 1800 g Kraftfutter/d. Zusätzlich zum Kraftfutter wurde Heu ad libitum angeboten. Die Versuche wurden in vitro mit Hilfe der Ussing-Kammer-Methode an der isolierten Pansenschleimhaut durchgeführt. Dabei wurde die luminale Osmolarität in den Kontrollgruppen auf 300 mosmol/l eingestellt und in den Versuchsgruppen mit Mannit auf 375 bzw. 450 mosmol/l erhöht. 1\. Der Na-Nettotransport (Jnet Na) wurde insgesamt durch die Kraftfuttergaben erhöht. Dies ist auf eine Steigerung des Transports von mukosal nach serosal (Jms Na), wahrscheinlich auf eine Zunahme der Aktivität des apikalen Na/H-Austauschers zurückzuführen. 2\. Die Erhöhung der Osmolarität führte zu einem Anstieg der Leitfähigkeit (Gt) in allen Fütterungsgruppen. Diese Auswirkung war bei hohen Kraftfuttergaben deutlich geringer. Die Gt-Veränderungen sind bei Heu und 600 g Kraftfutter/d auf parazelluläre, bei hohen Kraftfuttergaben wahrscheinlich auf transzelluläre Effekte zurückzuführen. Die osmotische Resistenz des Epithels nimmt also mit steigenden Kraftfuttergaben zu. 3\. Der Na-Nettotransport wurde durch einen erhöhten osmotischen Druck reduziert, die Abnahme war am ausgeprägtesten bei hohen Kraftfuttergaben. 4\. In der Fütterungsgruppe Heu und 600 g Kraftfutter/d wurde der Na-Transport von serosal nach mukosal (Jsm Na) erhöht, in den Gruppen 1200 und 1800 g Kraftfutter/d veränderte sich Jsm Na dagegen nicht. 5\. In den Gruppen 1200 und 1800 g Kraftfutter/d wurde Jms Na durch den erhöhten osmotischen Druck vermindert. Diese Reduktion erfolgt wahrscheinlich durch eine Hemmung der Aktivität des Na/H-Austauschers. 6\. Die Ergebnisse werden im Hinblick auf ihre mögliche praktische Bedeutung diskutiert.The intention of this study was to test the possible dietary dependent effect of luminal osmotic pressure on characteristics of the ruminal epithelium. Sheep were kept under different dietary trials for at least three weeks: (1) hay ad libitum, (2)600 g concentrate/d, (3) 1200 g concentrate/d and (4) 1800 g concentrate/d. In addition to the concentrate, sheep were offered hay ad libitum. The experiments were conducted in vitro with isolated ruminal epithelial tissues using conventional Ussing chamber technique. In these experiments, luminal osmolarity was adjusted by mannitol to 300 mosmol/l in the control group and to 375 or 450 mosmol/l in the experimental groups. 1\. Concentrate feeding led to an increase of net Na transport (Jnet Na); this is due to the stimulation of the mucosal to serosal sodium transport (Jms Na) and most probably due to an increase in the apical Na/H exchanger activity. 2\. Under all dietary trials, increasing the luminal osmolarity resulted in an elevation of the tissue conductance (Gt). This increase in conductance was lowest at higher concentrate feeding. This modification of Gt could be attributed to paracellular effects under hay and 600 g concentrate dietary trials and probably to transcellular effects under higher concentrate dietary trials. Thus, the osmotic resistance of the epithelium seems to increase with higher concentrate intake. 3\. Increasing luminal osmotic pressure resulted in a reduction of net Na transport, this reduction was most pronounced at higher concentrate intake. 4\. Hay and 600 g concentrate/d feeding led to a stimulation of the serosal to mucosal Na flux (Jsm Na); however, higher concentrate intake (1200 and 1800 g concentrate/d) did not show any effect. 5\. At higher concentrate intake (1200 and 1800 g concentrate/d) increasing luminal osmotic pressure resulted in a reduction of the mucosal to serosal Na flux. This is probably due to the inhibition of the Na/H exchanger activity. 6\. The results are discussed regarding their possible practical meaning

How Can Resilience Theory Inform Social Innovation for the Marginalized?

Deliverable D1.1: Report on Institutions, Social Innovation & System Dynamics from the Perspective of the Marginalise

Modellierung und Verifikation von Eisenbahn-Infrastrukturen mit semantischen Technologien

Diese Arbeit zeigt, wie semantische Technologien (Sprachen und Werkzeuge) genutzt werden können, um Eisenbahn-Infrastrukturen zu modellieren und zu verifizieren. Dazu wurde ein semantisches Domänen-Modell entworfen und implementiert, das sowohl die Elemente von Eisenbahn-Infrastrukturen und deren Eigenschaften als auch die Beziehungen dieser Elemente untereinander darstellen kann. Zur Modellierung wurde die Web Ontology Language (OWL) in Kombination mit der Semantic Web Rule Language (SWRL) verwendet. Im Rahmen der Arbeit wurden Planungsrichtlinien von Eisenbahn-Infrastrukturen analysiert und exemplarisch in SWRL formalisiert. So wurde es ermöglicht, konkrete Eisenbahn-Infrastruktur-Planungsdaten in Instanzen des semantischen Domänenmodells zu transformieren, um diese Instanzen hinsichtlich ihrer Konformität mit Planungsrichtlinien zu verifizieren. Dieser Prozess wird anhand mehrerer Beispiele veranschaulicht. Ein weiterer Teil der Arbeit befasst sich mit einem Verfahren, mit dem Eisenbahn-Ingenieure bei der Suche nach Fehlern in Planungsdaten unterstützt werden können. Während OWL- und SWRL-Reasoner lediglich eine allgemeine Eingrenzung von Fehlern im zu verifizierenden Modell ermöglichen, wird durch Verwendung des in dieser Arbeit vorgestellten Konzepts der Semantic Constraints eine Eingrenzung auf konkrete fehlerhafte Axiome in Bezug auf die modellierten Planungsrichtlinien realisiert. Das Konzept basiert auf der Regelsprache SWRL und ermöglicht die Formulierung von Bedingungen, die dazu verwendet werden, Eisenbahn-Infrastruktur-Elemente in Form von OWL-Individuen zu überprüfen. Verstoßen einzelne Individuen gegen eine Bedingung, wird diese systematisch reduziert, um die Ursachen für den Verstoß gegen die Bedingung und die damit zusammenhängende Planungsrichtlinie zu ermitteln. In der Diskussion wird die Vergleichbarkeit des vorgestellten Ansatzes mit aktuell verwendeten XML-basierten Verfahren untersucht. Die Arbeit schließt mit einem Ausblick auf mögliche Weiterentwicklungen der vorgestellten Verfahren ab