Universität zu Köln

Ercanoglu, Meryem Seda (2022). In-depth B cell analysis to determine pre-existing B cell immunity against SARS-CoV-2. PhD thesis, Universität zu Köln.

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Abstract

The B cell-mediated humoral immune response is a major part of the human immune system and shapes disease progression and severity. Hallmark of an effective B cell response is the development of pathogen-specific antibodies after an infection or vaccination. Understanding the B cell response is critical for improving vaccine design and implementation of vaccine- strategies. In the past, pathogen-specific, neutralizing antibodies have been successfully identified and demonstrated to be a promising new therapeutic option to treat infectious diseases. A comprehensive and in-depth B cell receptor repertoire analysis therefore expands our knowledge and provides new insights about how these antibodies evolve and how they can be elicited. In this thesis, I implemented and advanced techniques to study the B cell immune response and applied these to highly relevant infectious diseases. I investigated pathogen-driven alterations in the B cell receptor repertoire and isolated potent and broadly neutralizing antibodies as potential therapeutic agents. To this end, I co-established protocols for B cell subset identification and characterization on a cellular and sequence level by improving FACS sorting strategies and extracting B cell receptor sequence information on a single cell level and from bulk sorted cells. We revealed a convergent antibody evolution against an Ebola virus vaccine and SARS-CoV-2 and demonstrated that elicited antibodies show partly low levels of somatic hypermutation. Moreover, this thesis contributed critical techniques to identify and to analyze novel potential therapeutic antibodies against Ebola virus, HIV-1 and SARS-CoV-2. With the emerge of the COVID-19 pandemic, particular focus was set on the investigation of a pre-existing immunity against SARS-CoV-2 since these findings can be critical for vaccine strategies. Taken together, this thesis provides detailed insights into B cell immune responses against viral infections with important implications for the development of vaccines as well as new drugs for therapy and prevention.

Item Type:	Thesis (PhD thesis)
Translated abstract:	Abstract Language Die B-Zell abhängige Immunantwort stellt einen wesentlichen Bestandteil des menschlichen Immunsystems dar und bestimmt Verlauf und Schwere einer Erkrankung. Ein Merkmal für eine effektive B-Zell Antwort ist die Entwicklung von erregerspezifischen Antikörpern nach einer Infektion oder Impfung. Das Verständnis der B-Zell-Antwort ist entscheidend für die Herstellung von Impfstoffen und der Implementierung von Impfstoffstrategien. In der Vergangenheit wurden erregerspezifische, neutralisierende Antikörper erfolgreich identifiziert und als vielversprechende neue Therapieoption zur Behandlung von Infektionskrankheiten nachgewiesen. Eine umfassende und tiefgreifende Analyse des B-Zell-Rezeptor-Repertoires erweitert daher unser Wissen und liefert neue Erkenntnisse darüber, wie sich diese Antikörper entwickeln und wie sie freigesetzt werden können. Zielsetzung dieser Dissertation war es, Techniken zur Untersuchung der B-Zell-Immunantwort zu implementieren und weiterzuentwickeln, um sie auf relevante Infektionen anzuwenden. Ich untersuchte pathogen-bedingte Veränderungen im Repertoire von B-Zell-Rezeptoren und unterstützte die Analyse potenter und breit neutralisierender Antikörper. Dafür habe ich Protokolle zur Identifizierung und Charakterisierung von B-Zell-Subsets auf Zell- und Sequenzebene mit etabliert, indem ich FACS-Sortierstrategien verbessert und B-Zell- Rezeptorsequenzinformationen, auf Einzelzellebene und aus im Zellverband sortierten Zellen extrahiert habe. Wir konnten so eine konvergente Antikörperentwicklung gegen den Ebola- Virus Impfstoff rVSV-ZEBOV und SARS-CoV-2 zeigen und beobachteten dabei, dass die gebildeten Antikörper zum Teil wenige somatische Hypermutationen aufweisen. Diese Arbeit lieferte damit auch wesentliche Techniken zur Identifizierung potenzieller therapeutischer Antikörper gegen Ebola-Virus, HIV-1 und SARS-CoV-2. Mit Beginn der COVID-19-Pandemie wurde ein besonderer Fokus auf die Untersuchung einer vorbestehenden B Zell Immunität gegen SARS-CoV-2 gelegt, da diese Untersuchungen neue wertvolle Erkenntnisse für die Planung von Impfstoffen liefern können. Zusammengefasst liefert diese Dissertation detaillierte Einblicke in die B-Zell-Immunantwort gegen virale Infektionen mit wichtigen Implikationen für die Entwicklung von Impfstoffen sowie neuen Medikamenten für Therapie und Prävention. German
Creators:	Creators Email ORCID ORCID Put Code Ercanoglu, Meryem Seda seda_e@gmx.de UNSPECIFIED UNSPECIFIED
URN:	urn:nbn:de:hbz:38-616599
Date:	2022
Place of Publication:	Köln
Language:	English
Faculty:	Faculty of Mathematics and Natural Sciences
Divisions:	Faculty of Medicine > Virologie > Institut für Virologie
Subjects:	Life sciences
Uncontrolled Keywords:	Keywords Language B cells English UNSPECIFIED English
Date of oral exam:	18 March 2022
Referee:	Name Academic Title Klein, Florian Prof. Dr. Nothnagel, Michael Prof. Dr.
Refereed:	Yes
URI:	http://kups.ub.uni-koeln.de/id/eprint/61659