Predictive Molecular Profiling in Human Pulmonary Allografts

• Applicant: Professor Dr. Danny David Jonigk
• Subject Area: Pathology
• Term: from 2012 to 2014
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 213074196

• Final Report Year: 2015

Final Report Abstract

Nicht nur die tumoröse Infiltration kann zu einer Zerstörung parenchymatöser Organe führen, sondern auch die aberrierende Proliferation und Matrixproduktion mesenchymaler Zellen im Rahmen eines dysregulierten Reparationsversuches. Wir konnten bei der Untersuchung der Fibrogenese im Rahmen des obliterativen Luftwegsumbaus als hauptsächliches morphologisches Korrelat des chronischen Lungentransplantatversagens erstmals eine zusammenfassende und vergleichende Beschreibung dieser (irreversiblen) Fibrogenese und des komplexen Steuerungsmechanismus in Tier-, Zell- und Menschenmodellen durchführen. Insbesondere gelang uns eine zusammenfassende Identifikation von potenziell diagnostisch wertvollen Biomarkern, welche wir erstmals im Rahmen einer prospektiven Studie in die klinische Erprobung einbringen konnten. Gleichsam gelang uns erstmals ein Zusammenbringen der morphologischen und molekularpathologischen Veränderungen im Rahmen des Transplantations-assoziierten obliterativen Luftwegsumbaus in der dritten Dimension. Die hierfür nötigen molekularpathologischen Techniken haben wir zusammen mit unseren deutschlandweiten Kooperationspartner erstmals beschrieben und erfolgreich patentiert. Zusammengenommen geben uns die Ergebnisse des hier beschriebenen DFG-Projektes die Möglichkeit, unsere translationale interdisziplinäre Lungenforschung zielgerichtet weiterzuführen.

Publications

• Kruppel-like zinc finger proteins in endstage COPD lungs with and without severe alphal-antitrypsin deficiency. Orphanet Journal of Rare Diseases 2012, 7:29
  Koczulla R, Jonigk D, Wolf T, Herr C, Noeske S, Klepetko W, Vogelmeier C, von Neuhoff N, Rische J, Wrenger S, Golpon H, Voswinckel R, Luisetti M, Ferrarotti I, Welte T, Janciauskiene S
  
• A relevant experimental model for human bronchiolitis obliterans syndrome. J Heart Lung Transplant. 2013, 32(11): 1131-9
  Atanasova S, Hirschburger M, Jonigk D, Obert M, Petri K, Evers A, Hecker A, Schmitz J, Kaufmann A, Wilhelm J, Chakraborty T, Warnecke G, Gottlieb J, Padberg W, Grau V
  
• Anti-inflammatory and immunomodulatory properties of α1-antitrypsin without inhibition of elastase. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2013, 110(37):15007-12
  Jonigk D, Al-Omari M, Maegel L, Müller M, Izykowski N, Hong J, Hong K, Kim SH, Dorsch M, Mahadeva R, Laenger F, Kreipe H, Braun A, Shahaf G, Lewis EC, Welte T, Dinarello CA, Janciauskiene S
  
• Functional testing of an inhalable nanoparticle based influenza vaccine using a human precision cut lung slice technique. PLoS One. 2013, 8(8)
  Neuhaus V, Schwarz K, Klee A, Seehase S, Förster C, Pfennig O, Jonigk D, Fieguth HG, Koch W, Warnecke G, Yusibov V, Sewald K, Braun A
  
• Aberrant reparative tissue remodeling: Histopathology and molecular pathology. Pathologe 2014, 35(2):254-63
  Jonigk D.
  
• Macrophage-inducible C-type lectin Mincle expressing dendritic cells contribute to control splenic Mycobacterium bovis BCG infection in mice. Infect Immun 2014 (Epub ahead of print)
  Behler F, Maus R, Bohling J, Knippenberg S, Kirchhof G, Nagata M, Jonigk D, Izykowski N, Mägel L, Welte T, Yamasaki S, Maus UA
  
• Nitration of tyrosine 247 inhibits protein kinase G-1α activity by attenuating cyclic guanosine monophosphate binding. J Biol Chem. 2014, 289(11):7948-61
  Aggarwal S, Gross CM, Rafikov R, Kumar S, Fineman JR, Ludewig B, Jonigk D, Black SM
  
• Z alpha-1 antitrypsin confers a pro-inflammatory phenotype that contributes to COPD. Am J Respir Crit Care Med. 2014 189(8):909-31
  Alam S, Li Z, Atkinson C, Jonigk D, Janciauskiene S, Mahadeva R
  
• Allogeneic CD4+CD25high T Cells Regulate Obliterative Bronchiolitis of Heterotopic Bronchus Allografts in Both Porcinized and Humanized Mouse Models. Transplantation March 2015 - Volume 99 - Issue 3, pp 482-491
  Sommer W, Knöfel AK, Madrahimov N, Avsar M, Jonigk D, Salman J, Dreckmann K, Jansson K, Salguero, Gustavo; Maus, Ulrich A.; Welte, Tobias, Haverich A, Warnecke G
  
• Correlating 3D morphology with molecular pathology: fibrotic remodelling in human lung biopsies. In: Thorax, 2015, Volume 70, Issue 12, 1197-1198
  Manuela Kellner, Judith Wehling, Gregor Warnecke, Marko Heidrich, Nicole Izykowski, Jens Vogel-Claussen, Raoul-Amadeus Lorbeer, Georgios Antonopoulos, Sabina Janciauskiene, Roman Grothausmann, Lars Knudsen, Tammo Ripken, Heiko Meyer, Hans Kreipe, Matthias
  
• Molecular Profiling in Lung Biopsies of Human Pulmonary Allografts to Predict Chronic Lung Allograft Dysfunction. American Journal of Pathology Volume 185, Issue 12, December 2015, Pages 3178-3188
  Danny Jonigk, Nicole Izykowski, Johanna Rische, Peter Braubach, Mark Kühnel, Gregor Warnecke, Torsten Lippmann, Hans Kreipe, Tobias Welte, Jens Gottlieb, Florian Laenger