{"id":14947,"date":"2026-05-06T12:40:57","date_gmt":"2026-05-06T12:40:57","guid":{"rendered":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/portfolio\/bo-cao\/"},"modified":"2026-05-06T12:41:15","modified_gmt":"2026-05-06T12:41:15","slug":"bo-cao","status":"publish","type":"us_portfolio","link":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/en\/portfolio\/bo-cao\/","title":{"rendered":"Bo Cao"},"content":{"rendered":"","protected":true},"excerpt":{"rendered":"","protected":true},"author":7,"featured_media":14948,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","template":"","meta":{"_acf_changed":false,"footnotes":""},"us_portfolio_category":[45],"class_list":["post-14947","us_portfolio","type-us_portfolio","status-publish","post-password-required","hentry","us_portfolio_category-new-template"],"acf":{"naam_van_het_proefschift":"Macrophage\u2013Material Interactions","samenvatting":"Dit proefschrift beschrijft in detail de complexe interacties tussen de ruwheid van titaniumoppervlakken, met differentiatie van macrofagen, antimicrobi\u00eble activiteit en vorming van een bacteri\u00eble biofilm. Met behulp van een ge\u00efntegreerde experimentele aanpak, en de toepassing van geavanceerde analytische technieken, zijn nieuwe inzichten in de cellulaire en moleculaire processen onderzocht. In het bijzonder, werd het mechanisme van transcriptieregulatie als potenti\u00eble therapeutische middel voor immunomodulatie onderzocht.\n\nHet beschrijft de complexe wisselwerking tussen wijzigingen in de ruwheid van titaniumoppervlakken, immuunreacties van macrofagen, bacteri\u00eble biofilm vorming en nieuwe therapeutische strategie\u00ebn ter verbetering van de infectiebestendigheid van orthopedische implantaten. Deze studie biedt nieuwe inzichten in de rol van oppervlaktemorfologie bij het reguleren van de macrofaagfunctie en onderzoekt de mechanismen van transcriptieregulatie als een potentieel immuno modulerend aangrijpingspunt.\n\nHoofdstuk 1 beschrijft de klinische en biologische uitdagingen die verbonden zijn aan infecties van orthopedische implantaten, met bijzondere nadruk op de aanhoudende dreiging van bacteri\u00eble biofilms en de urgentie voor meer diepgaand onderzoek naar interacties tussen gastheer, pathogeen en materiaal, teneinde nieuwe benaderingen te vinden voor de behandeling van infecties in implantaatmaterialen. Het geeft ook een overzicht van de meest recente methoden binnen infectiebiologie en implantatieonderzoek, waaronder geavanceerde beeldvorming, transcriptomics en real-time in vitro infectiemodellering. Daarmee wordt een basis gelegd voor mechanistisch onderzoek naar interacties tussen gastheer, pathogeen en materiaal.\n\nHoofdstuk 2 onderzocht het effect van ge\u00efnfecteerde titaniumoppervlakteruwheid op macrofagen, en toonde aan dat een matig ruw oppervlak de hechting van macrofagen en hun polarisatie richting zowel M1-achtige als M2-fenotypes bevordert. Het M1-fenotype domineert, wat cruciaal is voor vroege antimicrobi\u00eble activiteit, met name in de context van lichaamsvreemd materiaal. Proteomics-analyses onthulden dat zowel metabole als NFATc1-gereguleerde immuun routes worden be\u00efnvloed door oppervlaktestructuur, wat suggereert dat oppervlakte-engineering via het sturen van macrofaagimmuunreacties een nieuwe benadering kan bieden voor de kritieke vroege behandelingsfase van implantaatinfecties.\n\nHoofdstuk 3 introduceert een complexer biologisch scenario, door interacties tussen macrofagen en bacteri\u00ebn op titaniumoppervlakken met verschillende topografie\u00ebn te onderzoeken. Door GFP-exprimerende S. aureus-stammen te gebruiken in combinatie met elektronenmicroscopie, laser confocale microscopie en proteomics, werd aangetoond dat de gecombineerde effecten van oppervlaktestructuur en Staphylococcus Aureus de bacteri\u00eble klaring door macrofagen aanzienlijk verminderen. door M1-polarisatie, toename van adhesie aan het oppervlak, verbeterde fagocytose en verhoogde productie van reactieve zuurstofsoorten (ROS). De resultaten tonen aan dat het aanpassen van de ruwheid van implantaatmaterialen nieuwe mogelijkheden biedt voor het ontwerp van bio-interfaces. Proteomics toonde ook aan dat de oppervlaktestructuur, zowel de NFATc1-signaleringsroute voor macrofaagpolarisatie als de metabole routes, die immuunreacties reguleren, be\u00efnvloedt.\n\nHoofdstuk 4 richt zich op de DNA-transcriptie factor NFATc1 een belangrijke regulator van macrofaagfunctie. Met behulp van SPR werd de co\u00f6peratieve DNA-bindingskinetiek van de transcriptiefactoren NFATc1 en c-Jun onderzocht. De resultaten tonen dat hoewel beide factoren onafhankelijk aan DNA binden, hun co\u00f6peratieve binding de bindingskinetiek aanzienlijk versterkt, wat wijst op een synergistisch mechanisme van genregulatie. Dit mechanistisch inzicht vormt een conceptuele basis voor immuun-gerichte interventies die verder gaan dan traditionele antimicrobi\u00eble strategie\u00ebn.\n\nHoofdstuk 5 bouwt direct voort op deze moleculaire bevindingen en introduceert een rationeel ontworpen peptide, MBB, dat structureel lijkt op c-Jun en selectief de NFATc1\/c-Jun DNA-co-binding remt. Functionele testen toonden aan dat MBB de fagocytose van S. aureus en de ROS-productie door macrofagen verhoogt. Dit vertegenwoordigt een nieuwe klasse immuno therapeutische middelen voor implantaatinfecties, aangezien dit peptide selectief interfereert met NFATc1\/c-Jun-co-binding en zo de macrofaagafhankelijke klaring versterkt.","summary":"This PhD thesis investigates the intricate interplay between titanium alloy surface characteristics, macrophage immune responses and novel therapeutic strategies to enhance the resistance of orthopedic implants to infection. The studies described provide new insights into the role of surface morphology in regulating macrophage function and explores the mechanisms of transcriptional regulation as a potential immunomodulatory target.\n\nChapter 1 describes the clinical and biological challenges associated with orthopedic implant infections, with particular emphasis on the enduring threat posed by bacterial biofilms and the urgent need for more in-depth host-pathogen-material studies to find a new approach to the treatment of infections in orthopedic implant materials. It also reviews the latest methods employed in infection biology and implantation studies, including advanced imaging, transcriptomics and real-time in vitro infection modelling. It acts as a foundation for the mechanistic exploration of host-pathogen-material interactions.\n\nChapter 2 investigated the effect of infected titanium surface characteristics on macrophages, revealing that a moderately rough surface promotes macrophage adhesion and polarization towards both M1 and M2 phenotypes. The M1 phenotype is dominant which is critical for early antimicrobial activity, particularly in the context of foreign body-associated infections. Proteomics revealed that key protein and NFATc1 immune pathways are influenced by the titanium disk surface roughness, suggesting that tailored surface engineering may provide a effective approach to the critical early treatment phase of orthopedic implant infections.\n\nChapter 3 extends this inquiry utilizing a more complex biological scenario, examining macrophage-bacteria interactions on different titanium surfaces. By constructing GFP-expressing S. aureus strains using electron microscopy, laser confocal, and proteomics techniques, it was revealed that the combined effects of surface roughness and S. aureus co-cultures can significantly reduce macrophage bacterial clearance by inducing macrophage M1 polarization, adhesion, improved phagocytic activity, and reactive oxygen species (ROS) generation. Altering the roughness of orthopedic implant materials opens new frontiers in the design of bio interfacesfor anti-infective implants. Proteomics proved that surface roughness modulates both NFATc1 macrophage polarization signaling pathway and key metabolic pathways that regulate immune responses.\n\nChapter 4 shifts towards molecular processes, describing the cooperative DNA binding kinetics of the transcription factors NFATc1 and c-Jun. Bases on the SPR data, itcan be concluded that although each factor binds DNA independently, their cooperative binding significantly enhances binding kinetics, suggesting a synergistic mechanism of gene regulation. This mechanistic insight provides a conceptual basis for immune-targeted immune interventions that go beyond traditional antimicrobial strategies.\n\nFinally, chapter 5 builds on these observations, introducing a rationally designed peptide, MBB, which structurally mimics c-Jun and selectively inhibits NFATc1\/c-Jun DNA co-binding. Functional tests demonstrated that MBB enhanced S. aureus phagocytosis and ROS generation by macrophages. This represents a novel class of immunotherapeutic agents for implant infections, as this peptide selectively interferes with NFATc1\/c-Jun DNA co-binding and enhances macrophage clearance of the pathogenic bacterium S. aureus in the case of implant infections without relying on antibiotics.","auteur":"Bo Cao","auteur_slug":"bo-cao","publicatiedatum":"22 juni 2026","taal":"EN","url_flipbook":"https:\/\/ebook.proefschriftmaken.nl\/ebook\/bocao?iframe=true","url_download_pdf":"https:\/\/ebook.proefschriftmaken.nl\/download\/adc4b5f3-4560-45ee-af34-a5cb6910c804\/optimized","url_epub":"","ordernummer":"18833","isbn":"978-94-6534-401-0","doi_nummer":"","naam_universiteit":"Universiteit Maastricht","afbeeldingen":14949,"naam_student:":"","binnenwerk":"","universiteit":"Universiteit Maastricht","cover":"","afwerking":"","cover_afwerking":"","design":""},"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/us_portfolio\/14947","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/us_portfolio"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/types\/us_portfolio"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/users\/7"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=14947"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/us_portfolio\/14947\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":14950,"href":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/us_portfolio\/14947\/revisions\/14950"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/media\/14948"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=14947"}],"wp:term":[{"taxonomy":"us_portfolio_category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/us_portfolio_category?post=14947"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}