@phdthesis{Tischer2013,
  author    = {Tischer, Maximilian},
  title     = {Bisquart{\"a}re Bisnaphthalimide - Neue Wirkstoffe gegen Infektionskrankheiten},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-78527},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2013},
  abstract  = {Die vorliegende Arbeit, die im Rahmen des SFB 630 „Erkennung, Gewinnung und funktiona-le Analyse von Wirkstoffen gegen Infektionskrankheiten" erstellt worden ist, besch{\"a}ftigt sich mit der Entwicklung und Synthese der bisquart{\"a}ren Bisnaphthalimide und deren antimikro-biellen Eigenschaften, speziell gegen Erreger tropischer Infektionskrankheiten, wie Plasmo-dien und Trypanosomen aber auch Bakterien wie Staphylococcus aureus. Erste Testungen einer kleinen Bibliothek verschiedener mono- und bisquart{\"a}rer Phthal- und Naphthalimide im SFB 630 offenbarten deren antimikrobielles Potenzial. Daher war es das Hauptziel dieser Arbeit, durch systematische Variation der verschiedenen Strukturbestandteile diese Bibliothek zu erweitern. Dazu mussten zuerst die entsprechenden Naphthalin-1,8-dicarbons{\"a}ure-Anhydride hergestellt werden. Im n{\"a}chsten Schritt wurden diese mit einem N,N-Dimethylaminopropylamin-Derivat zum Imid kondensiert und abschließend mit einem Alkyl-Linker zur bisquart{\"a}ren Verbindung alkyliert. So konnte die Bibliothek um 25 Verbin-dungen erweitert werden. Dabei umfassten die Variationen die Alkylkettenl{\"a}nge zwischen den quart{\"a}ren Stickstoffen mit 3-14 Methylen-Einheiten, das aromatische Substitutionsmuster mit Amino- bzw. Nitrogruppen und symmetrische, wie asymmetrische Bisnaphthalimide. Durch anschließende antimikrobielle Testung und qualitativen Vergleich der ermittelten IC50-Werte konnten verschiedene strukturelle Merkmale der Bisnaphthalimide identifiziert werden, die einen positiven Einfluss auf die Aktivit{\"a}t gegen den untersuchten Mikroorganismus haben.},
  subject      = {Ammoniumverbindungen},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Querfurt2007,
  author    = {Querfurt, Alexander Pablo},
  title     = {Wertigkeit von Immunfluoreszenz und Polymerasekettenreaktion in der Diagnose und klinischen Bewertung bei der Afrikanischen Trypanosomiasis},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-31511},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2007},
  abstract  = {In der vorliegenden Arbeit wurde ein repr{\"a}sentatives Kollektiv von 97 Schlafkrankheitspatienten aus Angola klinisch untersucht und von je 96 Patienten Blut- und Liquorproben gewonnen. Hauptfragestellungen waren, ob die PCR-Technik zur Diagnose und Stadieneinteilung der HAT beitr{\"a}gt und ob sich aus dem qualitativen und quantitativen Nachweis von Immunglobulinen Zusammenh{\"a}nge mit dem klinischen Bild der Krankheit herstellen lassen. Da mehrfach von Inkonsistenzen bei den Ergebnissen einer von Moser et al. (1989) als sehr sensitiv publizierten PCR berichtet wurde und die viel versprechenden Resultate der von Kabiri et al. (1999) beschriebenen PCR nicht reproduziert werden konnten, wurde eine von Matovu et al. (2001) publizierte PCR zum Nachweis von trypanosomaler DNA (TbAT1-Gen) verwendet. Je nach analysiertem Medium und verwendetem Purifikations-Kit ergaben sich analytische Nachweisgrenzen von 10 bis 10² Parasiten/10 µl PCR-Ansatz, entsprechend rechnerischer Nachweisgrenzen von ca. 5000 Trypanosomen/ml Blut und ca. 3000 Trypanosomen/ml Liquor. Von 96 Blutproben waren 20 positiv in der PCR (20,8\%). Gemessen an den jeweiligen mikroskopischen Diagnostikmethoden kam dies einer Sensitivit{\"a}t von 31,1\% und einer Spezifit{\"a}t von 92,3\% gleich. Die Liquorproben von 55 Stadium-II-Patienten zeigten in 4 F{\"a}llen ein positives Resultat in der PCR (7,3\%), entsprechend einer Sensitivit{\"a}t von 21,4\% und einer Spezifit{\"a}t von 97,6\%. Alle Liquorproben von Stadium-I-Patienten waren negativ in der PCR. Die Ergebnisse der Blut- und Liquorproben waren in {\"u}ber 99\% der F{\"a}lle reproduzierbar. Es bestanden jeweils Zusammenh{\"a}nge zwischen den Resultaten der PCR mit denen der herk{\"o}mmlichen mikroskopischen Nachweismethoden wie LKP und Liquor-Mikroskopie. Neben der offensichtlich zu geringen analytischen Nachweisgrenze bei gleichzeitig niedriger Parasit{\"a}mie der Patienten kommen auch Faktoren wie DNA-Verlust durch das benutzte DNA-Purifikationskit oder Gen-Deletionen der Trypanosomen als Ursache f{\"u}r die hohe Anzahl der falsch-negativen PCR Ergebnisse in Betracht. Die Resultate der hier angewendeten PCR trugen nicht zur L{\"o}sung des diagnostischen Problems der serologisch positiven, aber aparasit{\"a}men Patienten bei, lieferten jedoch Hinweise, dass die Parasitenlast im Blut bei Patienten im fortgeschrittenen Stadium h{\"o}her ist als bei solchen im Anfangsstadium. Insgesamt stellt diese Methode aber keine Bereicherung in der Diagnosestellung oder der Stadieneinteilung bei der HAT dar und sollte speziellen Fragestellungen wie Melarsoprol-Resistenzbestimmungen vorbehalten werden. Der IFT wurde nach der von Wery et al. (1970) beschriebenen Methode in modifizierter Form durchgef{\"u}hrt. Im Serum fanden sich f{\"u}r spezifisches IgG hohe, f{\"u}r spezifisches IgM mittlere und f{\"u}r spezifisches IgA niedrige Titer. Die jeweiligen Titer waren in der vorliegenden Arbeit h{\"o}her als in der Referenzliteratur, wahrscheinlich bedingt durch die Subjektivit{\"a}t der Endpunktlesung. W{\"a}hrend insgesamt Patienten mit direktem Parasitennachweis signifikant h{\"o}here Serumspiegel an spezifischem IgM aufwiesen, konnte bei manchen Kranken trotz Trypanosomen-Pr{\"a}senz kein spezifisches IgM im Serum oder Liquor nachgewiesen werden. Bei Patienten im fortgeschrittenen Stadium waren die Spiegel der einzelnen Antik{\"o}rperklassen im Serum gegen{\"u}ber denen von Patienten im Anfangsstadium signifikant h{\"o}her. Dieses Ph{\"a}nomen k{\"o}nnte auf einer Akkumulation der spezifischen Immunglobuline gegen die st{\"a}ndig wechselnden Oberfl{\"a}chenantigene der Trypanosomen im Laufe der Krankheit beruhen. Die H{\"o}hen der jeweiligen spezifischen Antik{\"o}rperspiegel im Serum standen nicht in Zusammenhang mit pathologischen Befunden bei der Untersuchung von K{\"o}rpertemperatur, Blutdruck, Puls, Lymphadenopathien, Hepato- oder Splenomegalien, Bauchschmerz und Untergewicht. Das Fehlen eines Vergleichskollektives, die große Symptom-Variabilit{\"a}t und die Subjektivit{\"a}t einiger Untersuchungsmethoden erschwerten dabei allerdings die Objektivierung des klinischen Zustandes im Hinblick auf allgemeing{\"u}ltige Aussagen. Interessante Nebenfunde in dieser Arbeit waren die nach wie vor ungekl{\"a}rt hohe Pr{\"a}valenz von Untergewicht, Hinweise auf Kreislaufregulationsst{\"o}rungen und der Zusammenhang des Auftretens des Winterbottom-Zeichens mit der Zugeh{\"o}rigkeit zum Stadium II. Im Liquor konnte nur in wenigen F{\"a}llen bei Stadium-II-Patienten spezifisches IgG nachgewiesen werden. Das Vorkommen dieses Immunglobulins stand jedoch im Zusammenhang mit pathologischen Ergebnissen der Patienten in den Stand- und Gangversuchen. Aufgrund des Vorteils der einfachen und schnellen Durchf{\"u}hrbarkeit k{\"o}nnten sich diese Untersuchungen als sinnvolle Diagnostikerg{\"a}nzung in der Neuroinflammationsdetektion bei der HAT erweisen. Spezifisches IgM und IgA lagen im Liquor bei allen Proben unter der Testgrenze und bieten keine Anhaltspunkte f{\"u}r eine sinnvolle Verwendung als Diagnostik- oder Verlaufsparameter.},
  subject      = {Trypanosomiase},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Middendorf2008,
  author    = {Middendorf, Barbara},
  title     = {Einfluss von Melarsoprol in der Therapie der afrikanischen Trypanosomiasis auf den Glukosemetabolismus des Menschen},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-28312},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2008},
  abstract  = {Die afrikanische Schlafkrankheit f{\"u}ht unweigerlich zum Tod wenn sie unerkannt und somit unbehandelt bleibt. Zur Therapie stehen nur sehr wenige Medikamente zur Verf{\"u}gung, wovon die meisten bereits seit mehr als 50 Jahren im Einsatz sind. Unter der Therapie treten in ca. 5-10\% der F{\"a}lle Enzephalopathien auf, die in vielen F{\"a}llen t{\"o}dlich verlaufen. Bisher ist nicht sicher, wie der dahinterstehende Pathomechanismus verl{\"a}uft. Zu dieser Frage wurden Untersuchungen des Glukosemetabolismus an Patienten im 2. Stadium der Schlafkrankheit durchgef{\"u}hrt. Es zeigte sich ein signifikanter Anstieg des durchschnittlichen Glukoseniveaus im Verlauf der Therapie. Des weiteren wurden unterschiedliche Verl{\"a}ufe von arzneimittel-induzierter Enzephalopathie klinisch beobachtet und beschrieben.},
  subject      = {Trypanosomiasis},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Leyh2009,
  author    = {Leyh, Matthias},
  title     = {Strukturbiologische Experimente zur Charakterisierung von Rhodesain im Komplex mit Inhibitoren im Rahmen der strukturbasierten Wirkstoffentwicklung gegen den Erreger der Schlafkrankheit},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-47919},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2009},
  abstract  = {Die akute Form der afrikanischen Schlafkrankheit wird durch den Parasiten Trypanosoma brucei rhodesiense verursacht und f{\"u}hrt unbehandelt zum exitus letalis. Da derzeit nur wenige, zum Teil hoch toxische Substanzen mit zunehmender Resistenzlage klinische Anwendung finden, ist die Entwicklung neuer Medikamente dringend erforderlich. Rhodesain ist eine essenzielle Cysteinprotease des Erregers und wird als potentielles Zielmolek{\"u}l f{\"u}r die intelligente Wirkstoffentwicklung gehandelt. Inhibitoren, welche dieses Molek{\"u}l im niedrigen mikromolaren Bereich inhibieren, konnten bereits vom Institut f{\"u}r Pharmazie der hiesigen Universit{\"a}t synthetisiert werden. Um die Inhibitoren hinsichtlich ihrer Selektivit{\"a}t, Affinit{\"a}t und Toxizit{\"a}t zu optimieren, ist deren r{\"o}ntgenstrukturbiologische Analyse im Komplex mit dem Zielmolek{\"u}l Rhodesain notwendig. Rhodesain wurde in den Hefezellen Pichia pastoris, welche mit dem Vektor pPICZalphaB_RhodesainDeltaCmut transfiziert wurden, exprimiert und mittels Hydrophober-Wechselwirkungs- sowie Gr{\"o}ßenausschlußschromatographie gereinigt. Nadelf{\"o}rmige Kristalle konnten mit einer Reservoirl{\"o}sung aus 1.6 M Ammoniumsulfat, 10\% 1,4-Dioxan und 0.1 M MES pH6.9 sowie bei einer Temperatur von 20°C erhalten werden. Die Kristalle wurden mit dem Inhibitor UM112C getr{\"a}nkt und an der Europ{\"a}ischen Anlage f{\"u}r Synchrotronstrahlung ESRF (Grenoble) vermessen. Das Diffraktionsbild bei einer Wellenl{\"a}nge von 0.97625 {\AA} ergab ein f{\"u}r Proteine typisches Beugungsmuster mit einer Streuung bis 3.04 {\AA}. Zur weiteren Analyse und Optimierung der Kristalle wurde das Projekt von Dipl.-Biol. Uwe Dietz im Rahmen seiner Dissertation und des Sonderforschungsbereichs SFB-630 {\"u}bernommen.},
  subject      = {Trypanosomiasis},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Hiltensperger2013,
  author    = {Hiltensperger, Georg},
  title     = {4-Chinolon-3-carboxamide: Entwicklung neuer Wirkstoffe zur Behandlung der afrikanischen Schlafkrankheit},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-83416},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2013},
  abstract  = {Die humane afrikanische Trypanosomiasis (Schlafkrankheit, HAT) wird durch die Parasiten Trypanosoma brucei rhodesiense und Trypanosoma brucei gambiense ausgel{\"o}st und f{\"u}hrt unbehandelt zum Tod. Wegen begrenzter Therapiem{\"o}glichkeiten sowie vernachl{\"a}ssigter Kontrollprogramme ist HAT eine gegenw{\"a}rtige Bedrohung, was die Suche nach neuen Wirkstoffen notwendig macht. Ausgangspunkt f{\"u}r die Leitstrukturfindung war das 7-Amino-4-chinolon-3-carboxamid IV mit einem IC50-Wert (T. b. brucei) von 1.2 µM. Die 4-Chinolon-3-carboxamid-Grundstrukturen wurden unter Verwendung der Gould-Jacobs- (1-Alkyl-Derivate) bzw. der Grohe-Heitzer-Synthese (1-Aryl-Derivate) aufgebaut und anhand strukturierter Variation der Substituenten in Pos. 1, 3 und 7 die f{\"u}r die antitrypanosomale Wirksamkeit essenziellen Strukturelemente identifiziert: Pos.1: Die Alkylkettenverl{\"a}ngerung von Ethyl zu n-Butyl bewirkte eine stetige Aktivit{\"a}tssteigerung, welche auch einem Aryl-Rest in dieser Position {\"u}berlegen war. Pos.3: Benzylamide mit HBD-Funktionen f{\"u}hrten zur Aktivit{\"a}tsabnahme, w{\"a}hrend HBA-Funktionen und unsubstituierte Reste zur Steigerung der Wirksamkeit, teilweise in den nanomolaren Konzentrationsbereich, beitrugen. Pos.7: Neben cyclischen sek. Aminen wurden auch aliphatische prim. Amine via konventioneller oder Mikrowellen-unterst{\"u}tzter SNAr eingef{\"u}hrt. Dabei zeigten sich die sek. Amine mit einer antitrypanosomalen Aktivit{\"a}t im teilweise submikromolaren Bereich den acyclischen Aminen deutlich {\"u}berlegen. Vor allem der Morpholin-Rest bewirkte eine sprunghafte Wirksamkeitsverbesserung. Durch Kombination der Einzelresultate konnte schließlich die den Lipinski's „Rule of 5" entsprechende Leitstruktur 33 mit vielversprechender antitrypanosomaler Wirksamkeit (IC50 (T. b. brucei) = 47 nM, IC50 (T. b. rhodesiense) = 9 nM) und geringer Zytotoxizit{\"a}t erhalten werden (SI = 19000). Erste Untersuchungen zur Identifikation des Targets der 4-Chinolon-3-carboxamide ergaben folgende Erkenntnisse: Fluoreszenzmikroskopieuntersuchungen zeigten eine deutliche Ver{\"a}nderung der Morphologie des Mitochondriums bei behandelten BSF-T. b. brucei-Zellen. Anhand einer Zellzyklus-Analyse wurde die Beeintr{\"a}chtigung der Segregation des Kinetoplasten beobachtet, was zu einem Segregationsdefekt f{\"u}hrte. Die Topoisomerase (TbTopoIImt) wurde durch ein „Knockdown"-Experiment als Haupt-Target ausgeschlossen. Trotz der bemerkenswerten biologischen Aktivit{\"a}t war eine In-vivo-Untersuchung der Leitstruktur wegen zu geringer Wasserl{\"o}slichkeit nicht m{\"o}glich, welche auf eine hochgeordnete Schichtgitterstruktur zur{\"u}ckzuf{\"u}hren war. Da die L{\"o}slichkeit im Wesentlichen eine Funktion der Lipophilie und der intermolekularen Wechselwirkungen ist, wurden zur Verbesserung der Wasserl{\"o}slichkeit pharmazeutisch-technische Methoden angewandt sowie chemische Strukturmodifikationen vorgenommen: Es wurde eine Lipid-basierte, selbstemulgierende Formulierung entwickelt. Durch Ausbildung stabiler Emulsionen war 33 bis zu einer Konzentration von 10 mg/ml im W{\"a}ssrigen l{\"o}slich und somit f{\"u}r die In-vivo-Untersuchung zug{\"a}nglich. Nach 4-t{\"a}giger peroraler Behandlung von NMRI-M{\"a}usen mit einer w{\"a}ssrigen 1:1-Verd{\"u}nnung der Formulierung konnte keine In-vivo-Aktivit{\"a}t festgestellt werden. Die Spr{\"u}htrocknung von 33 resultierte in amorpher Modifikation, welche in Gegenwart von PVP bzw. Eudragit®L100 stabilisiert wurde. Beide Partikel erm{\"o}glichten die {\"U}bers{\"a}ttigung von 33 im W{\"a}ssrigen, was im Fall der Eudragit®L100-Partikel zu 200-facher L{\"o}slichkeitssteigerung gegen{\"u}ber der kristallinen Wirkstoffmodifikation f{\"u}hrte und somit die In-vivo-Untersuchung erm{\"o}glichte. Zusammen mit ersten Metabolismus-Untersuchungen von 33, welche die Berechnung einer Abbau-Kinetik bzw. Clearance erm{\"o}glichte, konnte mittels der Software Simcyp® ein Plasmakonzentrationsprofil der Verbindung 33 (Eudragit®L100-Partikel) erstellt werden. Basierend auf diesem Studiendesign wurde die In-vivo-Untersuchung von 33 an mit T. b. rhodesiense infizierten M{\"a}usen durchgef{\"u}hrt und zeigte nach 8-t{\"a}giger Behandlung einen deutlichen R{\"u}ckgang der Parasit{\"a}mie. Im Fokus der chemischen Strukturmodifikation stand das Einf{\"u}hren polarer und ionisierbarer Strukturelemente, um 4-Chinolon-3-carboxamid-Derivate mit erh{\"o}hter Hydrophilie (logP 1 - 3) bzw. Salz- und Co-Kristall-Strukturen zu erhalten. S{\"a}mtliche Strukturvariationen trugen zur Verbesserung der Wasserl{\"o}slichkeit und der „drug-like" Eigenschaften im Vergleich zu Verbindung 33 bei, waren allerdings von Aktivit{\"a}tsverlusten gegen{\"u}ber T. b. brucei begleitet. Anhand der „ligand efficiency"- und „lipophilic ligand efficiency"-Analyse wurden schließlich die vielversprechendsten Derivate (94 und 96) f{\"u}r die weitere Untersuchung ausgew{\"a}hlt. Mit IC50 (T. b. rhodesiense)-Werten von 4 nM (94) und 33 nM (96) und geringer Zytotoxizit{\"a}t wurden Selektivit{\"a}tsindizes bis zu 25000 gefunden, welche jene von 33 {\"u}bertrafen. Aufgrund einer L{\"o}slichkeit im millimolaren Bereich, einer moderaten Membranpermeabilit{\"a}t und einer Plasmastabilit{\"a}t von > 2 h k{\"o}nnen die Verbindungen 94 und 96 somit als erste Wirkstoffkandidaten angesehen werden. Die vollst{\"a}ndige physiko-chemische Charakterisierung wurde mittels eines Sirius-T3-Titrationssystems durchgef{\"u}hrt. Unter Verwendung dieser Parameter wurden f{\"u}r die Derivate 94 und 96 je zwei Plasmakonzentrationsprofile mit der Software Simcyp® simuliert. Basierend auf diesem Studiendesign wurde jeweils die hohe Dosis beider Derivate im Mausmodel (T. b. rhodesiense) untersucht. W{\"a}hrend nach 5-t{\"a}giger Behandlung mit 94 und 96 bei s{\"a}mtlichen Tiere keine Parasiten mehr nachweisbar waren, wurde ein leichter R{\"u}ckfall in beiden Versuchsgruppen an Tag 8 beobachtet. Gegenw{\"a}rtig wird die Behandlung mit beiden Derivaten fortgesetzt.},
  subject      = {Trypanosomiase},
  language  = {de}
}