@phdthesis{Maier2019,
  author    = {Maier, Jonathan},
  title     = {Biotinylierung und Drug-Target-Untersuchungen von Dioncochinon B sowie Entwicklung einer Syntheseroute zu 7,8'-gekuppelten Naphthylisochinolin-Alkaloiden},
  doi       = {10.25972/OPUS-18779},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-187792},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2019},
  abstract  = {In Deutschland starben im Jahr 2016 knapp 6 000 Menschen an den Folgen des Multiplen Myeloms. Die Zahl der Todesopfer dieser Krebsart ist in den letzten 16 Jahren um ca. 20\% gestiegen. Da das Multiple Myelom mit einem Durchschnittsalter von 73 Jahren bei Erstdiagnose zu den Erkrankungen des h{\"o}heren Lebensalters z{\"a}hlt, ist der Anstieg der Inzidenz und Todesf{\"a}lle am ehesten auf eine h{\"o}here Lebenserwartung der Menschen durch umfassende medizinische Versorgung zur{\"u}ckzuf{\"u}hren. Auch die Behandlungsm{\"o}glichkeiten des Multiplen Myeloms wurden in den letzten zwei Jahrzehnten kontinuierlich verbessert und bieten in Form von medikament{\"o}sen Therapien f{\"u}r alle Erkrankten und Knochenmarktransplantationen speziell f{\"u}r Patienten unter 70 Jahren die Chance auf eine Verl{\"a}ngerung der beschwerdefreien Krankheitsphase. Nach wie vor verl{\"a}uft das Multiple Myelom jedoch t{\"o}dlich, sodass die Erforschung und Entwicklung neuer potenter Wirkstoffe zur Verbesserung der Prognose oder zur vollst{\"a}ndigen Heilung essentiell ist. Ziel der vorliegenden Arbeit war daher die Biotinylierung von Dioncochinon B, einem nat{\"u}rlich vorkommenden Naphthochinon, erstmals isoliert aus Kallus-Kulturen von T. peltatum, das eine gute Aktivit{\"a}t (IC50 = 11 µM) gegen Zellen des Multiplen Myeloms aufweist. Der Affinit{\"a}tsmarker Biotin sollte dabei {\"u}ber einen kurzen Linker an die 7- oder 8-Position des Naturstoffs angebracht werden. Nach der Etablierung einer geeigneten Syntheseroute sollten nanoLC-MS/MS-Analysen Aufschluss {\"u}ber m{\"o}gliche Wirkstoff-Target-Interaktionen liefern. Des Weiteren wurde in dieser Arbeit die Synthese von 7,8'-gekuppelten Naphthylisochinolin-Alkaloiden im Allgemeinen und von Yaoundamin A und dessen M-Atropisomer im Speziellen untersucht. Die Naturstoffklasse der Naphthylisochinolin-Alkaloide ist neben ihrer strukturellen Vielfalt vor allem wegen ihrer Aktivit{\"a}ten gegen eine Vielzahl an Erregern von Infektionskrankheiten, wie z. B. der Malaria, der Afrikanischen Schlafkrankheit oder der Leishmaniose interessant. Strukturell sind Naphthylisochinolin-Alkaloide unter anderem durch eine meist rotationsgehinderte Biaryl-Achse gekennzeichnet. Der synthetische Aufbau dieser Verbindungsachse zwischen Naphthalin- und Isochinolin-Baustein war in der Literatur bereits ausf{\"u}hrlich behandelt worden. Da die Darstellung eines 7,8'-verkn{\"u}pften Naphthyldihydroisochinolin-Alkaloids allerdings noch nie beschrieben worden war, war das Ziel dieser Arbeit die erste Totalsynthese eines Naturstoffs dieses Typs.},
  subject      = {Naphthochinone},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Schies2019,
  author    = {Schies, Christine Lisa},
  title     = {Totalsynthese von Mbandakamin A und Weiteren Dimeren Naphthylisochinolin-Alkaloiden mit Antiplasmodialer Aktivit{\"a}t sowie HPLC-ECD-Analyse Inh{\"a}rent Chiraler Metallocorrole},
  doi       = {10.25972/OPUS-18501},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-185012},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2019},
  abstract  = {Tropische Infektionskrankheiten sind noch immer die Haupttodesurache in vielen L{\"a}ndern der Dritten Welt. Unter ihnen ist Malaria neben der Immunschw{\"a}chekrankheit AIDS und Tuberkulose am weitesten verbreitet. Laut WHO erkrankten allein im Jahr 2016 rund 216 Millionen Menschen an Malaria und weltweit verstarben 445.000 Menschen an den Folgen dieser Infektion. Solange die Wirksamkeit des Impfstoffs RTS,S/AS01 gegen Malaria noch Schwachstellen aufweist und andere Impfstoff-Kanditaten sich noch in pr{\"a}klinischen Testphasen befinden, ist vor allem die Entwicklung neuer Wirkstoffe, auch im Hinblick auf die rasante Ausbreitung von Resistenzen gegen herk{\"o}mmliche Medikamente, weiterhin eine dringende Aufgabe. Eine vielversprechende Wirkstoffklasse mit interessanten strukturellen Eigenschaften und einer ungew{\"o}hnlichen Biosynthese aus Acetat-Einheiten sind die Naphthylisochinolin-Alkaloide aus den beiden pal{\"a}otropischen Pflanzenfamilien der Dioncophyllaceae und Ancistrocladaceae. Die Naphthylisochinolin-Alkaloide sind hervozuheben aufgrund ihrer exzellenten Aktivit{\"a}t gegen Plasmodium falciparum, den Erreger der Malaria tropica, sowie wegen ihrer Wirksamkeit gegen Erreger weiterer Krankheiten wie beispielsweise AIDS, Leishmaniose und Afrikanische Trypanosomiasis. Auch im Kampf gegen maligne Erkrankungen wie Leuk{\"a}mie und pankreatischen Krebs werden sie aufgrund ihrer cytotoxischen Eigenschaften als vielversprechende Leitstrukturen betrachtet. Die strukturell beeindruckendsten Naphthylisochinolin-Alkaloide sind die dimeren Mbandakamine, die von unserer Arbeitsgruppe vor einiger Zeit aus einer kongolesischen Ancistrocladus-Liane isoliert wurden. Sie besitzen sieben stereogene Elemente und sind die ersten nat{\"u}rlich vorkommenden Dimere mit einer h{\"o}chst unsymmetrischen 6',1''-gekuppelten zentralen Biarylachse. Diese impliziert eine außergew{\"o}hnlich hohe sterische Hinderung an der zentralen Achse, wie sie noch in keinem anderen dimeren Naphthylisochinolin-Alkaloid gefunden wurde. Verbunden mit ihren bemerkenswerten und vielseitigen pharmakologischen Wirkeigenschaften sind sie ausgesprochen interessante Molek{\"u}le f{\"u}r eine synthetische Erschließung. Ziel dieser Arbeit war die erstmalige Totalsynthese von Mbandakamin A und B sowie die Synthese ihrer monomeren H{\"a}lften 5-epi-Korupensamin E und 8-O-Methylkorupensamin A. Zudem sollten weitere Naphthylisochinolin-Dimere, die bei der Synthese der Mbandakamine anfallen, isoliert und charakterisiert werden. Alle neuen mono- und dimeren Naphthylisochinoline sollten abschließend am Schweizerischen Tropen- und Public-Health-Institut auf ihre biologische Aktivit{\"a}t getestet werden. Zus{\"a}tzlich gelang im Rahmen eines Kooperationsprojekts erstmals die stereochemische Charakterisierung des strukturell ganz neuartigen, inh{\"a}rent chiralen Wolframbiscorrols durch online HPLC-ECD-Analyse in Kombination mit quantenchemischen Rechnungen.},
  subject      = {Naphthylisochinolin-Alkaloide},
  language  = {de}
}
@phdthesis{HebronMwalwisi2018,
  author    = {Hebron Mwalwisi, Yonah},
  title     = {Assessment of Counterfeit and Substandard Antimalarial Medicines using High Performance Thin Layer Chromatography and High Performance Liquid Chromatography},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-145821},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2018},
  abstract  = {Although the prevalence of substandard and counterfeit pharmaceutical products is a global problem, it is more critical in resource-constrained countries. The national medicines regulatory authorities (MNRA) in these countries have limited resources to cater for regular quality surveillance programmes aimed at ensuring that medicines in circulation are of acceptable quality. Among the reasons explained to hinder the implementation of these strategies is that compendial monographs are too complicated and require expensive infrastructures in terms of environment, equipment and consumables. In this study it was therefore aimed at developing simple, precise, and robust HPLC and HPTLC methods utilizing inexpensive, readily available chemicals (methanol and simple buffers) that can determine the APIs, other API than declared one, and which are capable of impurity profiling. As an outcome of this study, three isocratic and robust HPLC and two HPTLC methods for sulfadoxine, sulfalene, pyrimethamine, primaquine, artesunate, as well as amodiaquine have been developed and validated. All HPLC methods are operated using an isocratic elution mode which means they can be implemented even with a single pump HPLC system and standard C18 columns. The densitometric sulfadoxine/sulfalene and pyrimethamine method utilizes standard TLC plates as well as inexpensive, readily available and safe chemicals (toluene, methanol, and ethyl acetate), while that for artesunate and amodiaquine requires HPTLC plates as well as triethylamine and acetonitrile due to challenges associated with the analysis of amodiaquine and poorly the detectable artesunate. These HPTLC methods can be implemented as alternative to those requiring HPLC equipment e.g. in countries that already have acquired densitometer equipment. It is understood that HPTLC methods are less sensitive, precise and accurate when compared to HPLC methods, but this hindrance can easily be addressed by sending representative samples to third party quality control laboratories where the analytical results are verified using compendial HPLC methods on a regular basis. It is therefore anticipated that the implementation of these methods will not only address the problem of limited resources required for medicines quality control but also increase the number of monitored targeted antimalarial products as well as the number of resource- constrained countries participating in quality monitoring campaigns. Moreover, the experiences and skills acquired within this work will be applied to other API groups, e. g. antibiotics, afterwards.},
  subject      = {Instrumentelle Analytik},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Hoellein2015,
  author    = {H{\"o}llein, Ludwig},
  title     = {Entwicklung vereinfachter fl{\"u}ssigchromatographischer 
Untersuchungsmethoden zur Qualit{\"a}tskontrolle essentieller Antimalaria-Medikamente in Entwicklungs- und 
Schwellenl{\"a}ndern},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-113194},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2015},
  abstract  = {Im Rahmen dieser Arbeit wurden sehr einfache, fl{\"u}ssigchromatographische Methoden zur Qualit{\"a}tsanalytik gebr{\"a}uchlicher Antimalaria-Medikamente (Amodiaquin, Mefloquin, Proguanil sowie die Kombination Artemether/Lumefantrin) entwickelt, die nur wenige, g{\"u}nstig erh{\"a}ltliche Chemikalien (Phosphatpuffer, Methanol) sowie gew{\"o}hnliche, kommerzielle RP-18-S{\"a}ulen ben{\"o}tigen. Sie sind insbesondere zur Anwendung in Laboratorien in Entwicklungsl{\"a}ndern geeignet und erfordern keine komplexen HPLC-Instrumente wie beispielsweise Gradientenpumpen oder S{\"a}ulenthermostate. Der Verzicht auf Ionenpaarreagenzien erm{\"o}glicht es, dass eine station{\"a}re Phase f{\"u}r mehr als nur einen einzigen Einsatzzweck verwendet werden kann und dass langwierige {\"A}quilibrier- bzw. Sp{\"u}lschritte nicht notwendig sind. Alle Methoden arbeiten im isokratischen Elutionsmodus und durch die Verwendung kurzer S{\"a}ulen (125 mm) konnten die jeweiligen Analysenzeiten zus{\"a}tzlich verringert werden. Hierdurch ist zudem eine Reduzierung des Fließmittelverbrauches m{\"o}glich. W{\"a}hrend der Methodenentwicklung wurden charakteristische, aus dem Herstellungsweg des jeweiligen Arzneistoffes stammende potentielle Verunreinigungen ber{\"u}cksichtigt. Ihre Bestimmung erlaubt eine Aussage {\"u}ber die Herkunft eines Wirkstoffes bzw. eines Arzneimittels, da das Verunreinigungsmuster einer Substanz oftmals die Zuordnung zu einem bestimmten Herstellungs- bzw. Reinigungsprozess erm{\"o}glicht. Alle Methoden wurden hinsichtlich der Linearit{\"a}t innerhalb des Arbeitsbereiches sowie der Wiederholpr{\"a}zision charakterisiert. Es wurde eine gute Reproduzierbarkeit gefunden. Die Nachweis- und Bestimmungsgrenzen der untersuchten Verunreinigungen lagen bei einem Level von je 0.1 \%. Durch gezielte Variation wurde der Einfluss wechselnder Trenntemperaturen sowie schwankender pH-Werte der jeweiligen mobilen Phase und die hieraus resultierenden Effekte untersucht. Hierbei zeigte sich, dass die Methoden sehr robust gegen{\"u}ber diesen Einflussgr{\"o}ßen sind und somit f{\"u}r die Anwendung mit einfach ausgestatteten HPLC-Systemen sowie besonders f{\"u}r den Einsatz in tropische Gebieten mit wechselnden klimatischen Bedingungen gut geeignet sind. Fl{\"u}ssigchromatographische Methoden spielen heute in der pharmazeutischen Analytik vor allem zur Bestimmung der Reinheit eines Arzneistoffes eine herausragende Rolle und sind in nahezu jeder Monographie der wichtigsten Arzneib{\"u}cher (z. B. im Ph. Eur.) zu finden. Einfach durch-f{\"u}hrbare Untersuchungsmethoden, wie beispielsweise die im GPHF-Minilab® angewandte D{\"u}nnschichtchromatographie, erfordern im Vergleich zur HPLC weniger komplexe und teure Instrumente und k{\"o}nnen selbst in entlegenen Gebieten ohne Laboratorium durchf{\"u}hrt werden. Sie verf{\"u}gen allerdings {\"u}ber eine nur sehr geringe Genauigkeit und Reproduzierbarkeit, da sowohl die praktische Durchf{\"u}hrung als auch die anschließende Auswertung rein manuell bzw. visuell erfolgt und somit in hohem Maße einer Beeinflussung durch den jeweiligen Analytiker unterworfen ist. Die entwickelten HPLC-Methoden wurden mit d{\"u}nnschichtchromatographischen Verfahren verglichen, hierbei besonders unter dem Aspekt der visuellen und der instrumentellen Auswertung der Chromatogramme zur Bestimmung des Gehaltes einer unbekannten Probe. Hierbei konnte aufgezeigt werden, dass die D{\"u}nnschichtchromatographie der Fl{\"u}ssigchromatographie eindeutig unterlegen ist, insbesondere wenn die Auswertung nicht mittels eines entsprechenden Scanners sondern rein visuell erfolgt: Nur in den wenigsten F{\"a}llen ist es m{\"o}glich, eine ann{\"a}hernd pr{\"a}zise Aussage {\"u}ber den Gehalt zu treffen und zudem ist die Bestimmung der Verwandten Substanzen nur sehr bedingt m{\"o}glich. Durch den Einsatz von Auftrageger{\"a}ten bzw. Plattenscannern kann die Genauigkeit zwar signifikant erh{\"o}ht werden, allerdings sind solche Instrumente im Verh{\"a}ltnis wesentlich teurer als einfache, modulare HPLC-Systeme und z{\"a}hlen heute in den wenigsten Laboratorien zum Standardinventar. Vereinfachte chromatographische Methoden k{\"o}nnen ein wichtiges Hilfsmittel f{\"u}r Kontrolllaboratorien in Entwicklungsl{\"a}ndern sein, wenn komplexe, etablierte Protokolle nur eingeschr{\"a}nkt angewendet werden k{\"o}nnen. Durch die Kombination aus d{\"u}nnschichtchromatographischer Basisanalytik und einer fl{\"a}chendeckenden Untersuchung mittels HPLC l{\"a}sst sich die Arzneimittelqualit{\"a}t sehr gut {\"u}berpr{\"u}fen, die regulatorischen Organe eines Landes entsprechend zu entlasten und die Versorgung der Bev{\"o}lkerung mit qualitativ einwandfreien Medikamenten zu gew{\"a}hrleisten. Ein weiterer Teil der Arbeit befasst sich mit der Stabilit{\"a}tsanalytik individuell hergestellter, Noradrenalin-haltiger Injektionsl{\"o}sungen. Solche Rezepturen werden oftmals in Krankenhausapotheken im Rahmen der Defektur auf Vorrat durch Verd{\"u}nnen der entsprechenden kommerzieller Fertigarzneimittel mit isotonischer Kochsalzl{\"o}sung zubereitet, um z. B. f{\"u}r Notfallsituationen am Wochenende die Rezepturen vorr{\"a}tig zu haben. Durch die Untersuchungen wurde gepr{\"u}ft, inwieweit der {\"u}bliche Verd{\"u}nnungsgrad von 0.1 \% einen Einfluss auf die Stabilit{\"a}t des Noradrenalins hat und welche Lagerungsbedingungen f{\"u}r die Zubereitungen empfohlen werden k{\"o}nnen. Nach der Lagerung unter verschiedenen Bedingungen (gek{\"u}hlt, bei Raumtemperatur sowie jeweils mit bzw. ohne Lichtschutz) konnte gezeigt werden, dass die Gehalte an Noradrenalin bei keiner der untersuchten Lagerungsbedingungen unter einen Wert von 99.0 \% fielen. Individuell hergestellte Noradrenalin-Injektionsl{\"o}sungen k{\"o}nnen somit bis zu sieben Tage im Voraus hergestellt und f{\"u}r die Anwendung am Patienten bereit gehalten werden. Die L{\"o}sungen sollten dennoch gek{\"u}hlt und unter Lichtschutz aufbewahrt werden, um den Abbau des Arzneistoffes und eine mikrobielle Kontamination zu minimieren.},
  subject      = {HPLC},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Schaefer2014,
  author    = {Schaefer, Frauke},
  title     = {Diagnosis and therapy of malaria under the conditions of a developing country - the example of Burkina Faso},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-102863},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2014},
  abstract  = {Malaria is a challenging infection with increasing and wide-spread treatment failure risk due to resistance. With a estimated death toll of 1-3 Million per year, most cases of Malaria affect children under the age of five years in Sub-Saharan Africa. In this thesis, I analyse the current status of malaria control (focussing on diagnosis and therapy) in Burkina Faso to show how this disease burdens public health in endemic countries and to identify possible approaches to improvement. MB is discussed as a therapeutic option under these circumstances. Burkina Faso is used as a representative example for a country in Sub-Saharan Africa with high endemicity for malaria and is here portrayed, its health system characterised and discussed under socioeconomic aspects. More than half of this country's population live in absolute poverty. The burden that malaria, especially treatment cost, poses on these people cannot be under-estimated. A retrospective study of case files from the university pediatric hospital in Burkina Faso's capital, Ouagadougou, shows that the case load is huge, and especially the specific diagnosis of severe malaria is difficult to apply in the hospital's daily routine. Treatment policy as proposed by WHO is not satisfactorily implemented neither in home treatment nor in health services, as data for pretreatment clearly show. In the face of growing resistance in malaria parasites, pharmacological combination therapies are important. Artemisinins currently are the last resort of malaria therapy. As I show with homology models, even this golden bullet is not beyond resistance development. Inconsidered mass use has rendered other drugs virtually useless before. Artemisinins should thus be protected similar to reserve antibiotics against multi-resistant bacteria. There is accumulating evidence that MB is an effective drug against malaria. Here the biological effects of both MB alone and in combination therapy is explored via modeling and experimental data. Several different lines of MB attack on Plasmodium redox defense were identified by analysis of the network effects. Next, CQ resistance based on Pfmdr1 and PfCRT transporters as well as SP resistance were modeled in silico. Further modeling shows that MB has a favorable synergism on antimalarial network effects with these commonly used antimalarial drugs, given their correct application. Also from the economic point of view MB shows great potential: in terms of production price, it can be compared to CQ, which could help to diminuish the costs of malaria treatment to affordable ranges for those most affected and struk by poverty. Malaria control is feasible, but suboptimal diagnosis and treatment are often hindering the achievment of this goal. In order to achieve malaria control, more effort has to be made to implement better adjusted and available primary treatment strategies for uncomplicated malaria that are highly standardised. Unfortunately, campaigns against malaria are chronically underfinanced. In order to maximize the effect of available funds, a cheap treatment option is most important, especially as pharmaceuticals represent the biggest single matter of expense in the fight against malaria.},
  subject      = {Malaria},
  language  = {en}
}
@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{Buettner2013,
  author    = {B{\"u}ttner, Tobias},
  title     = {Totalsynthese mono- und dimerer Naphthylisochinolin-Alkaloide sowie Isolierung acetogeniner Sekund{\"a}rmetabolite aus Wurzelkulturen von Triphyophyllum peltatum},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-77371},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2013},
  abstract  = {Die pal{\"a}otropischen Pflanzenfamilien der Ancistrocladaceae und Dioncophyllaceae sind die bisher einzig bekannten Produzenten von Naphthylisochinolin-Alkaloiden. Diese spezielle Klasse acetogeniner Sekund{\"a}rmetabolite weist durch die verschiedenen Kupplungspositionen der beiden namensgebenden Molek{\"u}lbausteine eine breite strukturelle Diversit{\"a}t auf und zeichnet sich durch vielf{\"a}ltige pharmakologische Wirksamkeiten, z.B. antiplasmodiale, antileishmaniale oder antitrypanosomale Aktivit{\"a}ten, aus. Zur Synthese dieser Naturstoffe wurde im Arbeitskreis Bringmann eigens eine Methodik entwickelt, das Lacton -Konzept. Diese Methode erlaubt durch eine Vorfixierung der beiden Molek{\"u}lh{\"a}lften durch eine Esterbr{\"u}cke, anschließender intramolekularer Kupplungsreaktion und der stereoselektiven {\"O}ffnung des erhaltenen Lactons den atropselektiven Aufbau der Naphthylisochinoline. Als Ziele dieser Arbeit ergaben sich somit die Synthese pharmakologisch und strukturell interessanter Naphthylisochinolin-Alkaloide mittels des Lacton-Konzepts sowie die Isolierung und Strukturaufkl{\"a}rung weiterer Sekund{\"a}rmetabolite aus Triphyophyllum peltatum (Dioncophyllaceae), welche anschließend auf ihre Bioaktivit{\"a}t hin untersucht werden sollten, um potenziell neue Leitstrukturen f{\"u}r neue Wirkstoffe zu finden.},
  subject      = {Naphthylisochinolinalkaloide},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Kuehn2013,
  author    = {K{\"u}hn, Andrea},
  title     = {The molecular interplay of proteins expressed in the sexual stages and the induction of gamete formation in the malaria parasite Plasmodium falciparum},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-98028},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2013},
  abstract  = {Transmission of the malaria parasite from man to the mosquito requires the formation of sexual parasite stages, the gametocytes. The gametocytes are the only parasite stage that is able to survive in the mosquito midgut and to undergo further development - gamete formation and fertilization. Numerous sexual stage-specific proteins have been discovered, some of which play crucial roles for parasite transmission. However, the functions of many sexual stage proteins remain elusive. Amongst the sexual stage-specific proteins are the proteins of the PfCCp proteins family, which exhibit numerous adhesion domains in their protein structures. For four members of the protein family, PfCCp1 to PfCCp4 gene-disruptant parasite lines had been already studied. Amongst these, PfCCp2 and PfCCp3 showed an important role for development of the parasites in the mosquito. In the present work the study of gene-disrupted parasites of the PfCCp Protein family was completed. PfCCp5-KO and PfFNPA-KO parasite lines were characterized to a great extent and many properties were similar to those of other PfCCp proteins. The co-dependent expression previously reported to be a phenomenon of PfCCp proteins was also observed in these two mutants, although to lesser extent. When either PfCCp5 or PfFNPA were absent, all other proteins were detected in reduced abundance only. Co-dependent expression manifests exclusively on the protein level. Transcript levels were not altered as RT-PCR showed. Amongst PfCCp proteins numerous proteinproteins interactions are taking place. The previously described multimeric protein complexes also include further sexual stage-specific proteins like Pfs230, Pfs48/45 and Pfs25. Recently, a new component of PfCCp-based multimeric protein complexes had been identified. The protein was named PfWLP1 (WD repeat protein-like protein 1) due to its possession of several WD40 repeats. In the present study expression of this uncharacterized protein was investigated via indirect IFA. It was expressed in asexual blood stages and gametocytes. Upon gamete formation and fertilization its expression ceased. Another sexual stage protein studied in this work was PfactinII. It was shown to be exclusively expressed in sexual stages. In gametocytes it co-localizes with Pfs230 and correct localization of PfactinII depends on presence of Pfs230. Transcript analysis by means of RT-PCR revealed the expression of several components of the IMC in gametocytes. Furthermore, five or six myosin genes encoded in the P. falciparum genome were detected in gametocytes. Gametocyte egress was studied on the ultrastructural level via transmission electron microscopy and an inside-out type of egress was observed. Firstly, the membrane of the parasitophorous vacuole (PVM) was lysed and only thereafter the membrane of the red blood cell (RBCM) ruptured. Furthermore, a new inductor of gametogenesis was identified: The K+/H+ ionophore nigericin induced gametocytes activation in the absence of xanthurenic acid (XA), which is responsible for gamtetocyte activation in the mosquito midgut. Selective permeabilization of RBCM and PVM by the mild detergent saponin, showed that in the absence of these membranes male gametocytes were still able to perceive both XA and the drop in temperature. Thus, the receptors for both factors signaling the parasite transmission to the mosquito, seem to be of parasitic origin. LC/MS/MS analysis confirmed the ability of RBCs to take up XA. With malaria eradication on the agenda of malaria research targeting the sexual stages becomes a crucial part of intervention strategies. The sexual stages are especially attractive target as they represent a population bottleneck. The here reported findings on P. falciparum gametocytes provide several potential candidate proteins for developing tools to interrupt transmission from man to mosquito. Such tools might include Transmission blocking vaccines and drugs.},
  subject      = {Malaria},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Ngwa2013,
  author    = {Ngwa, Che Julius},
  title     = {The mosquito midgut-specific stages of the malaria parasite as targets for transmission blocking interventions},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-83594},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2013},
  abstract  = {Die Tropenkrankheit Malaria, wird durch eine Infektion mit einzelligen Parasiten der Gattung Plasmodium verursacht und durch den Stich der weiblichen Anopheles-M{\"u}cke von Mensch zu Mensch verbreitet. Dabei kann eine erfolgreiche {\"U}bertragung des Parasiten auf den Menschen nur dann stattfinden, wenn der Parasit seine sexuelle Entwicklungsphase im Mitteldarm der M{\"u}cke erfolgreich durchl{\"a}uft. Ziel dieser Arbeit war es daher, die Wechselwirkungen des Malariaparasiten im Mitteldarm der M{\"u}cke in Hinblick auf die Identifizierung m{\"o}glicher neuer transmissionsblockierender Strategien zu untersuchen. Der Zweck von transmissionsblockierende Strategien ist es, der Verbreitung der Malaria durch die M{\"u}cke entgegenzuwirken, indem die Entwicklung des Parasiten in der M{\"u}cke unterbunden und dadurch der Lebenszyklus des Parasiten unterbrochen wird. Der Schwerpunkt der vorliegenden Arbeit lag auf insgesamt drei Aspekten. Der erste Aspekt der Arbeit befasste sich mit der Wechselwirkung zwischen dem Para-siten und der mikrobiellen Darmflora der M{\"u}cke. Dabei sollte der m{\"o}gliche Einfluss des Parasiten auf die Darmflora untersucht werden und weiterf{\"u}hrend die potentielle Verwendung von Darmbakterien als Vehikel f{\"u}r die Herstellung paratransgener M{\"u}cken erforscht werden. Vergleichende16S-rRNA- und DGGE-Analysen an der Darmflora des asiatischen Malariavektors Anopheles stephensi zeigten eine deutliche Reduktion der mikrobiellen Diversit{\"a}t w{\"a}hrend der Entwicklung vom Ei zur adulten M{\"u}cke. Zudem konnte das gram-negative Bakterium Elizabethkingia meningoseptica, das sich stadien- und generations{\"u}bergreifend verbreitet, als dominante Darmspezies bei im Labor aufgezogenen weiblichen und m{\"a}nnlichen An. stephensi festgestellt werden. Die Dominanz von E. meningoseptica wurde zudem nicht durch die Aufnahme von infiziertem Blut oder einer ver{\"a}nderten Nahrung beeinflusst. F{\"u}r die Studien wurde sowohl der humanpathogene Parasit P. falciparum als auch der Nagermalariaerreger P. berghei verwendet. Weiterf{\"u}hrende Versuche zeigten, dass Extrakte von E. meningoseptica antibakterielle, antifungale und antiplasmodiale Aktivit{\"a}ten aufwiesen, die ein m{\"o}glicher Grund f{\"u}r die Dominanz dieser Spezies im Mitteldarm des Vektors waren. Isolate von E. meningoseptica sind im Labor kultivierbar; dadurch stellt das Bakterium einen potentiellen Kandidaten zur Generierung von paratransgenen Anopheles-M{\"u}cken dar. Ein zweites Ziel dieser Arbeit war es, m{\"o}gliche Unterschiede in der Genexpression von P. falciparum darzustellen, die in den ersten 30 Minuten nach dessen {\"U}bertragung auf die M{\"u}cke erfolgen. Dies hatte zum einen zum Zweck, die durch den Wirtswechsel hervorgerufenen Genregulationen besser zu verstehen, und bot zum anderen die M{\"o}glichkeit, neue Proteine zu identifizieren, die als potentielle transmissionsblockierende Ziele genutzt werden k{\"o}nnen. Mittels supression substractive hybridization (SSH) konnten insgesamt 126 Gene identifiziert werden, deren Expression sich w{\"a}hrend der Gametogenese ver{\"a}ndert. Die identifizierten Gene konnten einer Vielzahl von putativen Funktionen wie zum Beispiel in der Signaltransduktion (17,5\%), im Zellzyklus (14,3\%) oder im Zytoskelett (8,7\%) zugeordnet werden. Des Weiteren wurden 7,9\% der Gene eine Funktion in der Proteastase und 6,4\% in metabolischen Prozessen zugeordnet. 12,7\% der Gene kodierten f{\"u}r zelloberfl{\"a}chenassoziierte Proteine. 11,9\% der Gene hatten anderen Funktionen, w{\"a}hrend 20\% der Gene keine putative Funktion zugeordnet werden konnte. Etwa 40\% der identifizierten Genprodukte waren bisher nicht in Proteomstudien nachgewiesen worden. In weiterf{\"u}hrenden Analysen wurden 34 Gene aus jeder ontologischen Gruppe ausgew{\"a}hlt und deren Expressionsver{\"a}nderung per quantitativer real time RT-PCR im Detail untersucht. F{\"u}r 29 Gene konnte dabei eine Transkriptexpression in Gametozyten nachgewiesen werden. Zudem wiesen 20 Gene eine erh{\"o}hte Expression in Gametozyten im Vergleich asexuellen Stadien auf. Insgesamt zeigten 8 Gene besonders hohe Transkriptlevel in aktivierten Gametozyten, was auf eine Funktion dieser Proteine w{\"a}hrend der {\"U}bertragung des Parasiten auf die M{\"u}cke hindeutet und diese somit potentielle Angriffspunkte f{\"u}r transmissionsblockierende Strategien darstellen k{\"o}nnten. Im letzten Teil dieser Arbeit stand die Untersuchung verschiedener antimikrobieller Substanzen in Bezug auf ihre transmissionsblockierenden Eigenschaften im Vordergrund. Die Substanzen waren entweder direkt aus der H{\"a}molymphe verschiedener Insekten isoliert oder rekombinant in transgenem Tabak exprimiert worden. Dabei wurden die rekombinanten Peptide so ausgew{\"a}hlt, dass sie entweder gegen die Mitteldarmstadien des Parasiten wirken oder m{\"u}ckenspezifische Rezeptoren blockieren, die der Parasit f{\"u}r seine weitere Entwicklung ben{\"o}tigt. Dabei konnte gezeigt werden, dass das antimikrobielle Molek{\"u}l Harmonin, ein Abwehrmolek{\"u}l aus der H{\"a}molymphe des asiatischen Marienk{\"a}fers Harmonia axyridis, antiplasmodiale als auch transmissions-blockierende Eigenschaften besitzt. Harmonin stellt daher eine potentielle Leitstruktur f{\"u}r die Entwicklung neuer Malariawirkstoffe dar},
  subject      = {Malariam{\"u}cke},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Aminake2012,
  author    = {Aminake, Makoah Nigel},
  title     = {Towards malaria combination therapy: Characterization of hybrid molecules for HIV/malaria combination therapy and of thiostrepton as a proteasome-targeting antibiotic with a dual mode of action},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-71841},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2012},
  abstract  = {Malaria and HIV are among the most important global health problems of our time and together are responsible for approximately 3 million deaths annually. These two diseases overlap in many regions of the world including sub-Saharan Africa, Southeast Asia and South America, leading to a higher risk of co-infection. In this study, we generated and characterized hybrid molecules to target P. falciparum and HIV simultaneously for a potential HIV/malaria combination therapy. Hybrid molecules were synthesized by covalent fusion between azidothymidine (AZT) and dihydroartemisinin (DHA), tetraoxane or chloroquine (CQ); and a small library was generated and tested for antiviral and antimalarial activity. Our data suggest that dihyate is the most potent molecule in vitro, with antiplasmodial activity comparable to that of DHA (IC50 = 26 nM, SI > 3000), a moderate activity against HIV (IC50 = 2.9 µM; SI > 35) and safe to HeLa cells at concentrations used in the assay (CC50 > 100 µM). Pharmacokinetic studies further revealed that dihyate is metabolically unstable and is cleaved following an O-dealkylation once in contact with cytochrome P450 enzymes. The later further explains the uneffectiveness of dihyate against the CQ-sensitive P. berghei N strain in mice when administered by oral route at 20 mg/kg. Here, we report on a first approach to develop antimalarial/anti-HIV hybrid molecules and future optimization efforts will aim at producing second generation hybrid molecules to improve activity against HIV as well as compound bioavailability. With the emergence of resistant parasites against all the counterpart drugs of artemisinin derivatives used in artemisinin based combination therapies (ACTs), the introduction of antibiotics in the treatment of malaria has renewed interest on the identification of antibiotics with potent antimalarial properties. In this study we also investigated the antiplasmodial potential of thiostrepton and derivatives, synthesized using combinations of tail truncation, oxidation, and addition of lipophilic thiols to the terminal dehydroamino acid. We showed that derivatives SS231 and SS234 exhibit a better antiplasmodial activity (IC50 = 1 µM SI > 59 and SI > 77 respectively) than thiostrepton (IC50 = 8.95 µM, SI = 1.7). The antiplasmodial activity of these derivatives was observed at concentrations which are not hemolytic and non-toxic to human cell lines. Thiostrepton and derivatives appeared to exhibit transmission blocking properties when administered at their IC50 or IC90 concentrations and our data also showed that they attenuate proteasome activity of Plasmodium, which resulted in an accumulation of ubiquitinated proteins after incubation with their IC80 concentrations. Our results indicate that the parasite's proteasome could be an attractive target for therapeutic intervention. In this regard, thiostrepton derivatives are promising candidates by dually acting on two independent targets, the proteasome and the apicoplast, with the capacity to eliminate both intraerythrocytic asexual and transmission stages of the parasite. To further support our findings, we evaluated the activity of a new class of antimalarial and proteasome inhibitors namely peptidyl sulfonyl fluorides on gametocyte maturation and analogues AJ34 and AJ38 were able to completely suppress gametocytogenesis at IC50 concentrations (0.23 µM and 0.17 µM respectively) suggesting a strong transmission blocking potential. The proteasome, a major proteolytic complex, responsible for the degradation and re-cycling of non-functional proteins has been studied only indirectly in P. falciparum. In addition, an apparent proteasome-like protein with similarity to bacterial ClpQ/hslV threonine-peptidases was predicted in the parasite. Antibodies were generated against the proteasome subunits alpha type 5 (α5-SU), beta type 5 (β5-SU) and pfhslV in mice and we showed that the proteasome is expressed in both sexual and asexual blood stages of P. falciparum, where they localize in the nucleus and in the cytoplasm. However, expression of PfhslV was only observed in trophozoites and shizonts. The trafficking of the studied proteasome subunits was further investigated by generating parasites expressing GFP tagged proteins. The expression of α5-SU-GFP in transgenic parasite appeared to localize abundantly in the cytoplasm of all blood stages, and no additional information was obtained from this parasite line. In conclusion, our data highlight two new tools towards combination therapy. Hybrid molecules represent promising tools for the cure of co-infected individuals, while very potent antibiotics with a wide scope of activities could be useful in ACTs by eliminating resistant parasites and limiting transmission of both, resistances and disease.},
  subject      = {Malaria},
  language  = {en}
}