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Recent Submissions

Training in normobaric hypoxia induces hematological changes that affect iron metabolism and immunity
(2025) Nolte, Svenja; Malhan, Deeksha; Klemmer, Anna; Kastner, Tom; Walter, Nico; Fleckenstein, Daniel; Keck, Johannes; Klügel, Simon; Maier, Celina; Gebhardt, Kristina; Stauber, Tobias; Relógio, Angela; Krüger, Karsten; Hollander, Karsten
Altitude training is a method among endurance athletes to enhance performance via hypoxia-induced adaptations. However, individual responses vary significantly, with some athletes even showing performance decrements. Iron metabolism and immune function may influence these adaptations, as hypoxia-induced erythropoiesis increases systemic iron demand, potentially affecting immune cells reliant on iron. This study investigated the interplay between hematological, iron, and immunological variables under controlled normobaric hypoxia. 15 highly trained athletes participated in a 21-day live-high-train-low training camp in a normobaric altitude house. Blood samples were collected pre- and post-camp and at four intermediate time points to measure hematological variables, iron metabolism variables, and immunological variables. Pre- and post-performance was assessed via VO2max tests. Statistical analyses included paired t-tests, Wilcoxon rank-sum test, Spearman correlations, and Granger causality analysis to explore systemic temporal interactions. VO2max increased significantly (p < 0.05) with large interindividual variability (2.4 ± 3.5 ml/min/kg). Hemoglobin concentration, erythrocytes, and the soluble transferrin receptor (sTfR) showed significant increases over time (p < 0.05), while ferritin peaked early and declined post-camp. Myeloperoxidase and lactoferrin exhibited dynamic correlations with iron variables (p < 0.05), reflecting competition between erythropoiesis and immune function for iron. The structure of the Granger causality network places transferrin in a central role, highlighting iron metabolism as one key regulator of these adaptations. Normobaric hypoxia training induces systemic physiological changes involving hematological, iron, and immune systems. Controlled hypoxic conditions enable detailed exploration of these interactions, providing insights into optimizing altitude training strategies for endurance performance enhancement.
Partial depletion of circulating neutrophil granulocytes in mice exacerbates the inflammatory response and hypothermia during LPS induced severe systemic inflammation
(2025) Hernandez, Jessica; Pflieger, Fabian Johannes; Schäffer, Julia; Bähr, Leona; Schneiders, Jenny; Reichel, Thomas; Meurer, Marita; Lamp, Benjamin; Bauer, Natali Bettina; Krüger, Karsten; Harden, Lois; von Köckritz-Blickwede, Maren; Rummel, Christoph
Introduction: During acute inflammation, immune-to-brain signaling plays a pivotal role in the generation of sickness responses such as fever or hypothermia. Neutrophil granulocytes (NG) are a crucial component of the immune system and modulate inflammation. Moreover, neutropenic fever is a severe condition for immunocompromised patients that can be life threatening. Using a mouse model of partial NG depletion, we aimed to investigate how neutropenia alters immune-to-brain signaling and the development of sickness responses during high-dose-LPS-induced inflammation. Methods: To deplete NGs, mice were injected intraperitoneally (IP) with heterologous anti-polymorphonuclear leukocyte serum at 1:4 ratio in PBS (PMN, 1.82 mg/kg IgG) or normal rabbit serum (NRS, 1 mg/kg IgG) as a control. To induce inflammation, mice were injected IP with lipopolysaccharide (LPS, 2.5 mg/kg) or PBS as a control 24 h after PMN or NRS. Physiological parameters were documented using a telemetric system that continuously recorded: food and water intake, locomotor activity, and core body temperature. At 4 h or 24 h after LPS-stimulation, brain and serum samples were collected and analyzed for peripheral and brain inflammatory markers. Results: After stimulation with LPS, PMN-pretreated mice showed neutropenia (significantly by ~25% of the control value) and attenuated NG recruitment to the brain in a structure dependent manner. LPS-induced hypothermia was more severe in PMN-pretreated mice while other physiological parameters were only altered by LPS alone. Additional analyses in NG depleted mice revealed that corticosterone levels showed an early reduced but late increased magnitude, and circulating cytokines like interleukin-10 were exacerbated during LPS-induced inflammation. Despite a weak overall impact on the brain, the hypothalamus of neutropenic mice presented exacerbated LPS-induced levels of IL-6, a key mediator of inflammation, compared to immunocompetent control mice. Discussion: Overall, we found that partial NG depletion exaggerates the peripheral inflammatory response and this strong peripheral reaction may contribute to the exacerbation of sickness symptoms most likely involving circulating IL-10 with strong implications for clinical cases of neutropenic patients.
Biofilmbildung bei Acinetobacter baumannii: Einfluss von Wirtsspezies, klinischer Herkunft, antimikrobieller Resistenz & molekularer Epidemiologie
(2026) Rühl-Teichner, Johanna
Acinetobacter baumannii zählt zu den bedeutendsten opportunistischen Krankheitserregern in der Human- und Veterinärmedizin. Insbesondere die zunehmende Verbreitung multi-resistenter (MDR) Isolate sowie die ausgeprägte Fähigkeit zur Biofilmbildung erschweren die Therapie und fördern die Persistenz des Erregers in klinischen Umgebungen. Im Rahmen dieser Dissertation wurden 507 A. baumannii-Isolate untersucht, die zwischen 2008 und 2024 im Rahmen der Routinediagnostik am Institut für Hygiene und Infektions-krankheiten der Tiere von Katzen (n = 134), Hunden (n = 289) und Pferden (n = 84) gewonnen wurden. Die Isolate stammten aus unterschiedlichen Infektionslokalisationen, darunter Wunden und Abszesse (n = 173), Harntrakt (n = 102), medizinisches Material (n = 40), Nasopharynx- (n = 39), Atemwege- (n = 38), Genitaltrakt (n = 24) sowie Haut, Haaren und Pfoten/Hufen (n = 24). Alle Isolate wurden hinsichtlich ihres MDR-Status untersucht. Die Ganzgenomsequenzierung diente der Bestimmung von Sequenztypen (ST), internationalen Klonen (IC) sowie Biofilm-assoziierten Genen (BAGs), darunter Gene des BfmRS-Regulationssystems (bfmR, bfmS), des Quorum-Sensings (abaI, abaR), des Csu-Pili-Systems (csuA/BABCDE), der Exopolysaccharidsynthese (pgaABCD) sowie weiterer Adhäsions- und Oberflächenproteine (ompA, bap, blp1 und blp2). Der Großteil der Isolate (79,5 %) wies einen MDR-Phänotyp auf, wobei insbesondere bei Katzen und Hunden hohe MDR-Raten von über 85 % beobachtet wurden, jedoch nur 42,9 % bei Pferden. Die Isolate zeigten eine hohe genetische Diversität mit 51 STs im equinen Teilkollektiv (Publikation 1), darunter 22 neu beschriebene STs. Auf klonaler Ebene dominierten im Gesamtkollektiv der 507 Isolate (Publikation 2) die internationalen Hochrisiko-klone IC1 (35,7 %) und IC2 (23,3 %), gefolgt von IC3 (7,7 %). Weitere ICs wurden nur vereinzelt nachgewiesen, während 27,2 % keinem bekannten IC zugeordnet werden konnten. IC1 und IC2 waren in allen Wirtsspezies nachweisbar und häufig mit MDR-Phänotypen assoziiert. Die Biofilmbildung wurde mittels Kristallviolett-Assay nach 24 und 48 Stunden Inkubation quantifiziert und anhand der spezifischen Biofilmbildung (specific biofilm formation, SBF) in die Kategorien kein, schwach, moderat und stark eingeteilt. Insgesamt stellte sie ein weit verbreitetes, jedoch stark heterogen ausgeprägtes Merkmal der untersuchten Isolate dar. Die Auswertung beider Zeitpunkte zeigte eine signifikante zeitabhängige Zunahme der Biofilmbildung. Während Hunde-Isolate den stärksten Anstieg der SBF-Werte aufwiesen und die Biofilmbildung bei Katzen weitgehend stabil blieb, zeigten Pferde-Isolate die deutlichste Verschiebung hin zu starken Biofilmproduzenten (1,2 % auf 23,8 %), verglichen mit Hunden (15,9 % auf 29,4 %) und Katzen (22,4 % auf 29,1 %). Moderate bis starke Biofilmbildung trat vor allem bei Isolaten aus Wund-, Harnwegs- und Geräte-assoziierten Infektionen auf. Darüber hinaus bestanden deutliche Unterschiede zwischen Wirtsspezies und IC. Während IC- und MDR-Isolate der equinen Isolate tendenziell geringere Biofilmwerte aufwiesen, zeigte das Gesamtkollektiv eine Verschiebung zu stärkerer Biofilmbildung bei MDR-Isolaten sowie bei IC1 und IC2. In der multivariaten Analyse erwiesen sich insbesondere die Wirtsspezies sowie die Zugehörigkeit zu IC1 als unabhängige Prädiktoren starker Biofilmbildung; der MDR-Status zeigte keinen unabhängigen Einfluss. Die BAG-Analyse zeigte eine hohe Konservierung zentraler Gene, insbesondere von bfmRS und blp2 (je 100 %). Auch abaI, abaR, csuCDE, ompA und pgaABCD waren in über 90 % der Isolate vorhanden, csuA und csuB in nur 68,4 % / 67,1 %. Der Biofilm-Phänotyp ließ sich jedoch nicht zuverlässig anhand einzelner Gene vorhersagen. Das für ein Biofilm-assoziiertes Oberflächenprotein kodierende Gen blp1 wurde in 78,5% der Isolate nachgewiesen, war linienabhängig in IC1–IC3 verteilt und in univariaten Analysen häufiger mit starker Biofilm-bildung assoziiert. Dieser Zusammenhang verlor jedoch im multivariaten Modell unter Berücksichtigung weiterer Einflussfaktoren seine Signifikanz. Demgegenüber zeigte das BAG bap, das in 38,9% der Isolate vorkam und mit IC2 assoziiert war, eine inverse Beziehung zur Biofilmbildung, die auch nach multivariater Adjustierung bestehen blieb. Insgesamt stellt die Biofilmbildung einen häufigen, jedoch stark kontextabhängigen Phänotyp dar. Die Ergebnisse sprechen gegen einen direkten Zusammenhang einzelner BAGs mit dem Biofilm-Phänotyp und vielmehr für einen komplexen, multifaktoriellen und überwiegend klon- und MDR-Status-abhängigen Vorgang. Die Arbeit liefert neue Erkenntnisse zu den Zusammenhängen zwischen Biofilmbildung, antimikrobieller Resistenz, klonaler Zugehörigkeit und genetischer Ausstattung veterinär-medizinischer A. baumannii-Isolate. Sie zeigt die enge Verknüpfung von Biofilm und MDR insbesondere in global verbreiteten Hochrisikoklonen und unterstreicht die Bedeutung veterinärmedizinischer Populationen als potenzielle Reservoirs im One-Health-Kontext. Die Ergebnisse bilden eine Grundlage für weiterführende Untersuchungen zu Mechanismen der Persistenz und Adaptation dieses klinisch relevanten Erregers.
High-resolution mapping of cell cycle dynamics during steady-state T cell development and regeneration in vivo
(2025) Kunze-Schumacher, Heike; Verheyden, Nikita A.; Grewers, Zoe; Meyer-Hermann, Michael; Greiff, Victor; Robert, Philippe A.; Krueger, Andreas
Control of cell proliferation is critical for the lymphocyte life cycle. However, little is known about how stage- specific alterations in cell cycle behavior drive proliferation dynamics during T cell development. Here, we employed in vivo dual-nucleoside pulse labeling combined with the determination of DNA replication over time as well as fluorescent ubiquitination-based cell cycle indicator mice to establish a quantitative high-resolution map of cell cycle kinetics of thymocytes. We developed an agent-based mathematical model of T cell developmental dynamics. To generate the capacity for proliferative bursts, cell cycle acceleration followed a ‘‘stretch model’’ characterized by the simultaneous and proportional contraction of both G1 and S phases. Analysis of cell cycle phase dynamics during regeneration showed tailored adjustments of cell cycle Phase dynamics. Taken together, our results highlight intrathymic cell cycle regulation as an adjustable system to maintain physiologic tissue homeostasis and foster our understanding of dysregulation of the T cell developmental program.
A geolocated dataset of German news articles
(2025) Kriesch, Lukas; Losacker, Sebastian
The emergence of large language models and the exponential growth of digitized text data have revolutionized research methodologies across a broad range of social sciences. News data is crucial for the social sciences as it provides real-time insights into public discourse and societal trends. In this paper, we provide insights into how news articles can be geolocated and how the texts can then be further analyzed. We collect data from the CommonCrawl News dataset and clean the text data. We then use a named-entity recognition model for geocoding. Finally, we transform the news articles into text embeddings using SBERT, enabling semantic searches within the news data corpus. In the paper, we apply this process to all German news articles and make the German location data, as well as the embeddings, available for download. We compile a dataset containing text embeddings for about 50 million German news articles, of which about 70% include geographic locations. The process can be replicated for news data from other countries.