@article{SchusterKruegerSubotaetal.2017, author = {Schuster, Sarah and Kr{\"u}ger, Timothy and Subota, Ines and Thusek, Sina and Rotureau, Brice and Beilhack, Andreas and Engstler, Markus}, title = {Developmental adaptations of trypanosome motility to the tsetse fly host environments unravel a multifaceted in vivo microswimmer system}, series = {eLife}, volume = {6}, journal = {eLife}, doi = {10.7554/eLife.27656}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-158662}, pages = {e27656}, year = {2017}, abstract = {The highly motile and versatile protozoan pathogen Trypanosoma brucei undergoes a complex life cycle in the tsetse fly. Here we introduce the host insect as an expedient model environment for microswimmer research, as it allows examination of microbial motion within a diversified, secluded and yet microscopically tractable space. During their week-long journey through the different microenvironments of the fly´s interior organs, the incessantly swimming trypanosomes cross various barriers and confined surroundings, with concurrently occurring major changes of parasite cell architecture. Multicolour light sheet fluorescence microscopy provided information about tsetse tissue topology with unprecedented resolution and allowed the first 3D analysis of the infection process. High-speed fluorescence microscopy illuminated the versatile behaviour of trypanosome developmental stages, ranging from solitary motion and near-wall swimming to collective motility in synchronised swarms and in confinement. We correlate the microenvironments and trypanosome morphologies to high-speed motility data, which paves the way for cross-disciplinary microswimmer research in a naturally evolved environment.}, language = {en} } @phdthesis{Becker2010, author = {Becker, Friederike}, title = {Die afrikanische Schlafkrankheit in der Demokratischen Republik Kongo - Eine Analyse der Strategien ihrer Bek{\"a}mpfung durch Nationale Institutionen, die Weltgesundheitsorganisation und Nichtregierungsorganisationen}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-55684}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2010}, abstract = {Die Afrikanische Schlafkrankheit ist eine tropische Infektionskrankheit und geh{\"o}rt zu den vernachl{\"a}ssigten Krankheiten. Am st{\"a}rksten von Schlafkrankheit betroffen ist die Demokratische Republik Kongo. Anfang des 20. Jahrhunderts war ihre Bek{\"a}mpfung von großem Interesse f{\"u}r die Kolonialm{\"a}chte und eine wirkungsvolle Bek{\"a}mpfung konnte erreicht werden. Nach der Unabh{\"a}ngigkeit der afrikanischen Staaten kam es jedoch erneut zu Ausbr{\"u}chen. Diese Arbeit analysiert die historische Entwicklung und den aktuellen Stand der Bek{\"a}mpfung und Kontrolle der Schlafkrankheit in der DR Kongo und untersucht Charakteristiken und Aufgabenbereiche aktueller nationaler und internationaler Organisationen anhand von ver{\"o}ffentlichter Literatur, Site Visits und Experteninterviews vor Ort.}, 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} } @article{WorkuStichDaugschiesetal.2015, author = {Worku, Netsanet and Stich, August and Daugschies, Arwid and Wenzel, Iris and Kurz, Randy and Thieme, Rene and Kurz, Susanne and Birkenmeier, Gerd}, title = {Ethyl Pyruvate Emerges as a Safe and Fast Acting Agent against Trypanosoma brucei by Targeting Pyruvate Kinase Activity}, series = {PLoS ONE}, volume = {10}, journal = {PLoS ONE}, number = {9}, doi = {10.1371/journal.pone.0137353}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-150002}, pages = {e0137353}, year = {2015}, abstract = {Background Human African Trypanosomiasis (HAT) also called sleeping sickness is an infectious disease in humans caused by an extracellular protozoan parasite. The disease, if left untreated, results in 100\% mortality. Currently available drugs are full of severe drawbacks and fail to escape the fast development of trypanosoma resistance. Due to similarities in cell metabolism between cancerous tumors and trypanosoma cells, some of the current registered drugs against HAT have also been tested in cancer chemotherapy. Here we demonstrate for the first time that the simple ester, ethyl pyruvate, comprises such properties. Results The current study covers the efficacy and corresponding target evaluation of ethyl pyruvate on T. brucei cell lines using a combination of biochemical techniques including cell proliferation assays, enzyme kinetics, phasecontrast microscopic video imaging and ex vivo toxicity tests. We have shown that ethyl pyruvate effectively kills trypanosomes most probably by net ATP depletion through inhibition of pyruvate kinase (Ki = 3.0\(\pm\)0.29 mM). The potential of ethyl pyruvate as a trypanocidal compound is also strengthened by its fast acting property, killing cells within three hours post exposure. This has been demonstrated using video imaging of live cells as well as concentration and time dependency experiments. Most importantly, ethyl pyruvate produces minimal side effects in human red cells and is known to easily cross the blood-brain-barrier. This makes it a promising candidate for effective treatment of the two clinical stages of sleeping sickness. Trypanosome drug-resistance tests indicate irreversible cell death and a low incidence of resistance development under experimental conditions. Conclusion Our results present ethyl pyruvate as a safe and fast acting trypanocidal compound and show that it inhibits the enzyme pyruvate kinase. Competitive inhibition of this enzyme was found to cause ATP depletion and cell death. Due to its ability to easily cross the blood-brain-barrier, ethyl pyruvate could be considered as new candidate agent to treat the hemo-lymphatic as well as neurological stages of sleeping sickness.}, language = {en} } @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} } @article{SchusterLisackSubotaetal.2021, author = {Schuster, Sarah and Lisack, Jaime and Subota, Ines and Zimmermann, Henriette and Reuter, Christian and Mueller, Tobias and Morriswood, Brooke and Engstler, Markus}, title = {Unexpected plasiticty in the life cycle of Trypanosoma brucei}, series = {eLife}, volume = {10}, journal = {eLife}, doi = {10.7554/eLife.66028.sa2}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-261744}, year = {2021}, abstract = {African trypanosomes cause sleeping sickness in humans and nagana in cattle. These unicellular parasites are transmitted by the bloodsucking tsetse fly. In the mammalian host's circulation, proliferating slender stage cells differentiate into cell cycle-arrested stumpy stage cells when they reach high population densities. This stage transition is thought to fulfil two main functions: first, it auto-regulates the parasite load in the host; second, the stumpy stage is regarded as the only stage capable of successful vector transmission. Here, we show that proliferating slender stage trypanosomes express the mRNA and protein of a known stumpy stage marker, complete the complex life cycle in the fly as successfully as the stumpy stage, and require only a single parasite for productive infection. These findings suggest a reassessment of the traditional view of the trypanosome life cycle. They may also provide a solution to a long-lasting paradox, namely the successful transmission of parasites in chronic infections, despite low parasitemia.}, language = {en} }