@article{JanzWalzCirnuetal.2024,
  author    = {Janz, Anna and Walz, Katharina and Cirnu, Alexandra and Surjanto, Jessica and Urlaub, Daniela and Leskien, Miriam and Kohlhaas, Michael and Nickel, Alexander and Brand, Theresa and Nose, Naoko and W{\"o}rsd{\"o}rfer, Philipp and Wagner, Nicole and Higuchi, Takahiro and Maack, Christoph and Dudek, Jan and Lorenz, Kristina and Klopocki, Eva and Erg{\"u}n, S{\"u}leyman and Duff, Henry J. and Gerull, Brenda},
  title     = {Mutations in DNAJC19 cause altered mitochondrial structure and increased mitochondrial respiration in human iPSC-derived cardiomyocytes},
  series = {Molecular Metabolism},
  volume    = {79},
  journal   = {Molecular Metabolism},
  issn      = {2212-8778},
  doi       = {10.1016/j.molmet.2023.101859},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-350393},
  year      = {2024},
  abstract  = {Highlights • Loss of DNAJC19's DnaJ domain disrupts cardiac mitochondrial structure, leading to abnormal cristae formation in iPSC-CMs. • Impaired mitochondrial structures lead to an increased mitochondrial respiration, ROS and an elevated membrane potential. • Mutant iPSC-CMs show sarcomere dysfunction and a trend to more arrhythmias, resembling DCMA-associated cardiomyopathy. Background Dilated cardiomyopathy with ataxia (DCMA) is an autosomal recessive disorder arising from truncating mutations in DNAJC19, which encodes an inner mitochondrial membrane protein. Clinical features include an early onset, often life-threatening, cardiomyopathy associated with other metabolic features. Here, we aim to understand the metabolic and pathophysiological mechanisms of mutant DNAJC19 for the development of cardiomyopathy. Methods We generated induced pluripotent stem cell-derived cardiomyocytes (iPSC-CMs) of two affected siblings with DCMA and a gene-edited truncation variant (tv) of DNAJC19 which all lack the conserved DnaJ interaction domain. The mutant iPSC-CMs and their respective control cells were subjected to various analyses, including assessments of morphology, metabolic function, and physiological consequences such as Ca\(^{2+}\) kinetics, contractility, and arrhythmic potential. Validation of respiration analysis was done in a gene-edited HeLa cell line (DNAJC19tv\(_{HeLa}\)). Results Structural analyses revealed mitochondrial fragmentation and abnormal cristae formation associated with an overall reduced mitochondrial protein expression in mutant iPSC-CMs. Morphological alterations were associated with higher oxygen consumption rates (OCRs) in all three mutant iPSC-CMs, indicating higher electron transport chain activity to meet cellular ATP demands. Additionally, increased extracellular acidification rates suggested an increase in overall metabolic flux, while radioactive tracer uptake studies revealed decreased fatty acid uptake and utilization of glucose. Mutant iPSC-CMs also showed increased reactive oxygen species (ROS) and an elevated mitochondrial membrane potential. Increased mitochondrial respiration with pyruvate and malate as substrates was observed in mutant DNAJC19tv HeLa cells in addition to an upregulation of respiratory chain complexes, while cellular ATP-levels remain the same. Moreover, mitochondrial alterations were associated with increased beating frequencies, elevated diastolic Ca\(^{2+}\) concentrations, reduced sarcomere shortening and an increased beat-to-beat rate variability in mutant cell lines in response to β-adrenergic stimulation. Conclusions Loss of the DnaJ domain disturbs cardiac mitochondrial structure with abnormal cristae formation and leads to mitochondrial dysfunction, suggesting that DNAJC19 plays an essential role in mitochondrial morphogenesis and biogenesis. Moreover, increased mitochondrial respiration, altered substrate utilization, increased ROS production and abnormal Ca\(^{2+}\) kinetics provide insights into the pathogenesis of DCMA-related cardiomyopathy.},
  language  = {en}
}
@unpublished{BrennerZinkWitzingeretal.2024,
  author    = {Brenner, Marian and Zink, Christoph and Witzinger, Linda and Keller, Angelika and Hadamek, Kerstin and Bothe, Sebastian and Neuenschwander, Martin and Villmann, Carmen and von Kries, Jens Peter and Schindelin, Hermann and Jeanclos, Elisabeth and Gohla, Antje},
  title     = {7,8-Dihydroxyflavone is a direct inhibitor of pyridoxal phosphatase},
  series = {eLife},
  journal   = {eLife},
  doi       = {10.7554/eLife.93094.2},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-350446},
  year      = {2024},
  abstract  = {Vitamin B6 deficiency has been linked to cognitive impairment in human brain disorders for decades. Still, the molecular mechanisms linking vitamin B6 to these pathologies remain poorly understood, and whether vitamin B6 supplementation improves cognition is unclear as well. Pyridoxal phosphatase (PDXP), an enzyme that controls levels of pyridoxal 5'-phosphate (PLP), the co-enzymatically active form of vitamin B6, may represent an alternative therapeutic entry point into vitamin B6-associated pathologies. However, pharmacological PDXP inhibitors to test this concept are lacking. We now identify a PDXP and age-dependent decline of PLP levels in the murine hippocampus that provides a rationale for the development of PDXP inhibitors. Using a combination of small molecule screening, protein crystallography and biolayer interferometry, we discover and analyze 7,8-dihydroxyflavone (7,8-DHF) as a direct and potent PDXP inhibitor. 7,8-DHF binds and reversibly inhibits PDXP with low micromolar affinity and sub-micromolar potency. In mouse hippocampal neurons, 7,8-DHF increases PLP in a PDXP-dependent manner. These findings validate PDXP as a druggable target. Of note, 7,8-DHF is a well-studied molecule in brain disorder models, although its mechanism of action is actively debated. Our discovery of 7,8-DHF as a PDXP inhibitor offers novel mechanistic insights into the controversy surrounding 7,8-DHF-mediated effects in the brain.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Horn2024,
  author    = {Horn, Daniela},
  title     = {Kardiotoxizit{\"a}t von CTRPs und das Vorkommen der CTRP-Rezeptoren in Kardiomyozyten},
  doi       = {10.25972/OPUS-34902},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-349029},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2024},
  abstract  = {Die C1q/tumor necrosis factor-related proteins (CTRPs) sind eine Ligandenfamilie aus sezernierten Plasmaproteinen, welche sich in ihrem Grundbauplan {\"a}hneln. Daten aus der Literatur deuten darauf hin, dass sie zum Teil positive Effekte auf den Stoffwechsel und das Herz-Kreislaufsystem besitzen und somit eine m{\"o}gliche therapeutische Zielstruktur darstellen. W{\"a}hrend f{\"u}r manche CTRPs bereits Rezeptoren identifiziert werden konnten, ist f{\"u}r andere immer noch nicht gekl{\"a}rt, an welche Rezeptoren sie binden oder {\"u}ber welche sie diese Wirkungen erzielen. Um die CTRPs zuk{\"u}nftig therapeutisch nutzen zu k{\"o}nnen, muss die Wirkung der CTRPs auf verschiedene Zellen weiter analysiert werden. Daf{\"u}r wurden in dieser Arbeit Zellen, auf die Expression bereits bekannter CTRP-Rezeptoren hin, untersucht. Des Weiteren wurden die durch CTRP2, CTRP3, CTRP4, CTRP9A, CTRP10, CTRP11, CTRP13 und CTRP14 induzierten {\"A}nderungen in der ATP- und Laktatproduktion als Surrogatparameter f{\"u}r Kardiotoxizit{\"a}t in den Kardiomyozytenzelllinien H9c2 und AC16 getestet, um potenziell kardiotoxische Wirkungen fr{\"u}hzeitig erkennen zu k{\"o}nnen. Es konnte gezeigt werden, dass die CTRPs sicher f{\"u}r Kardiomyozyten zu sein scheinen, was eine wichtige Grundlage f{\"u}r die therapeutische Nutzbarkeit darstellt.},
  subject      = {Herzmuskelzelle},
  language  = {de}
}
@article{EberlRebsHoppeetal.2024,
  author    = {Eberl, Hanna and Rebs, Sabine and Hoppe, Stefanie and Sedaghat-Hamedani, Farbod and Kayvanpour, Elham and Meder, Benjamin and Streckfuss-B{\"o}meke, Katrin},
  title     = {Generation of an RBM20-mutation-associated left-ventricular non-compaction cardiomyopathy iPSC line (UMGi255-A) into a DCM genetic background to investigate monogenetic cardiomyopathies},
  series = {Stem Cell Research},
  volume    = {74},
  journal   = {Stem Cell Research},
  issn      = {1873-5061},
  doi       = {10.1016/j.scr.2023.103290},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-350565},
  year      = {2024},
  abstract  = {RBM20 mutations account for 3 \% of genetic cardiomypathies and manifest with high penetrance and arrhythmogenic effects. Numerous mutations in the conserved RS domain have been described as causing dilated cardiomyopathy (DCM), whereas a particular mutation (p.R634L) drives development of a different cardiac phenotype: left-ventricular non-compaction cardiomyopathy. We generated a mutation-induced pluripotent stem cell (iPSC) line in which the RBM20-LVNC mutation p.R634L was introduced into a DCM patient line with rescued RBM20-p.R634W mutation. These DCM-634L-iPSC can be differentiated into functional cardiomyocytes to test whether this RBM20 mutation induces development of the LVNC phenotype within the genetic context of a DCM patient.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Kaestner2023,
  author    = {Kaestner, Alexandra Annika Nadine},
  title     = {Charakterisierung pharmakologischer Phosphoglykolatphosphatase-Inhibitoren},
  doi       = {10.25972/OPUS-27239},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-272394},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2023},
  abstract  = {In dieser Arbeit geht es um die Phosphoglykolatphosphatase (PGP), die als Phosphatase vom Haloazid Dehalogenase-Typ (HAD-Phosphatase) zu der ubiquit{\"a}r vorkommenden Superfamilie der HAD-Hydrolasen geh{\"o}rt. In der Literatur ist eine in vitro Phosphatase-Aktivit{\"a}t gegen{\"u}ber 2-Phospho-L-Laktat (2PL), 4-Phospho-D-Erythronat (4PE), Phosphoglykolat (PG) und Glycerol-3-Phosphat (G3P) beschrieben. 2PL und 4PE entstehen in Nebenreaktionen w{\"a}hrend der Glykolyse und hemmen bei Akkumulation die Glykolyse bzw. den Pentosephosphatweg. PG kann auch in einer Nebenreaktion w{\"a}hrend der Glykolyse oder im Rahmen der Reparatur von oxidativen DNA-Sch{\"a}den entstehen. G3P entsteht aus Dihydroxyacetonphosphat und bildet das Kohlenhydratger{\"u}st der Triacylglyceride (TAG). Zellul{\"a}re Studien konnten Hinweise auf die Regulierung des epidermalen wachstumsfaktor-(EGF-)induzierten Zytoskelettumbaus durch die PGP liefern und die Untersuchung von M{\"a}usen mit PGP-Inaktivierung zeigte einen Einfluss auf die Zellproliferation und embryonale Entwicklung. Die Regulation der PGP-Expression f{\"u}hrte zu Ver{\"a}nderungen im Kohlenhydrat- und Fettstoffwechsel. Die Untersuchung der PGP-Funktionen erfolgte bislang ausschließlich mit genetischen Ans{\"a}tzen. Aufgrund von m{\"o}glichen Kompensationsmechanismen und Off-Target-Effekten m{\"u}ssen genetische und pharmakologische Methoden als sich erg{\"a}nzende Ans{\"a}tze verstanden werden. Um die Funktionen der PGP besser zu verstehen, fokussiert sich die vorliegende Arbeit auf die gezielte pharmakologische PGP-Inhibition. In Vorarbeiten wurden 41.000 Molek{\"u}le gescreent und f{\"u}nf potentielle Inhibitoren identifiziert. Ziele dieser Arbeit waren zum einen die Implementierung der Inhibitor \# 1-Behandlung in der Zellkultur, zum anderen die Charakterisierung der PGP-Hemmung durch Inhibitor \# 48 und die Durchf{\"u}hrung erster Selektivit{\"a}tstestungen mit Inhibitor \# 48. Zusammenfassend kann festgehalten werden, dass Inhibitor \# 1 in der Lage ist, die endogene PGP in Zelllysaten der murinen spermatogonialen Zelllinie (GC1) zu hemmen. Unter bestimmten Bedingungen f{\"u}hrte die Inhibitor \# 1-Behandlung der GC1-Zellen zur Hemmung der PGP. Erste Analysen zellul{\"a}rer Inhibitoreffekte konnten eine Steigerung der TAG-Konzentration in behandelten GC1-Zellen nachweisen. Die PGP-Hemmung durch Inhibitor \# 48 wurde als unkompetitive Inhibition charakterisiert und es zeigten sich keine relevanten Inhibitoreffekte auf die HAD-Phosphatasen Magnesium-abh{\"a}ngige Phosphatase 1 (MDP1), Lysin-Histidin-Pyrophosphat-Phosphatase (LHPP) und Polynukleotidase 5'-Kinase/3'-Phosphatase (PnkP). Dagegen konnte eine Aktivit{\"a}tssteigerung von Phospho 2 beobachtet werden. Die vorliegende Arbeit liefert somit erste Erkenntnisse {\"u}ber die Anwendung des PGP-Inhibitors \# 1 in der Zellkultur und schafft die Grundlage f{\"u}r nachfolgende Untersuchungen mit Inhibitor \# 48. Weitere Experimente sind notwendig, die die Inhibitorbehandlung in der Zellkultur optimieren und die Selektivit{\"a}t weiter charakterisieren, um mithilfe der Inhibitoren neue Erkenntnisse {\"u}ber die physiologische und pathophysiologische Rolle der PGP gewinnen zu k{\"o}nnen.},
  subject      = {Phosphoglykolatphosphatase},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Lotz2023,
  author    = {Lotz, Arietta Lucia},
  title     = {Eine in-vitro-Untersuchung des Einflusses von Angiotensin II und Sulforaphan auf die Modulation des oxidativen Stresses anhand der NFκB- und Nrf 2-Aktivit{\"a}t in LLC-PK1 Zellen},
  doi       = {10.25972/OPUS-31057},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-310573},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2023},
  abstract  = {Ausgangspunkt der Arbeit ist die klinische Beobachtung, dass Patienten mit arteriellem Hypertonus vermehrt Nierenerkrankungen entwickeln. Dabei zeigten sich in der Subgruppenanalyse vor allem erh{\"o}hte Inzidenzen der Niereninsuffizienz und der Nierenzellkarzinome. Als m{\"o}glicher Pathomechanismus steht das Renin-Angiotensin-Aldosteron-System (RAAS-System) im Vordergrund. Dabei wird postuliert, dass erh{\"o}hte Angiotensin II-Spiegel zu einem Missverh{\"a}ltnis zwischen den Oxidations- und Reduktionspartnern in der Zelle f{\"u}hren, wodurch sich das oxidative Potential der Zelle {\"a}ndert, und es vermehrt zur Bildung von Radikalen (ROS) kommt, die meist ungepaarte Elektronen in der Valenzschale oder instabile Verbindungen enthalten, wodurch sie besonders reaktionsfreudig mit Proteinen, Lipiden, Kohlenhydraten und auch der DNA interagieren. In der Folge kommt es zu DNA-Ver{\"a}nderungen in Form von Doppel- oder Einzelstrangbr{\"u}chen, DNA-Protein-Crosslinks, Basenmodifikationen und Basenverlusten, wodurch sich ein hohes mutagenes Potential ergibt. Dieser Ansatz zur Pathophysiologie best{\"a}tigte sich auch an den hier verwendeten porkinen Nierenzellmodell. Dabei zeigte sich nicht nur eine Ver{\"a}nderung der genomischen Stabilit{\"a}t nach Exposition gegen{\"u}ber erh{\"o}hten Angiotensin II-Spiegeln, sondern auch eine Ver{\"a}nderung der DNA in Abh{\"a}ngigkeit von der Expositionsdauer der Zellen. Als n{\"a}chster Schritt konnte die Modulation der Transkriptionsfaktoren Nrf 2 und NF-κB durch die Behandlung mit Angiotensin II und Sulforaphan nachgewiesen werden. Bei der Behandlung mit Sulforaphan ließ sich eine Nrf 2-Induktion nachweisen mit vermehrter Expression von antioxidativen und detoxifizierender Enzyme. Weiterhin zeigte sich im Rahmen der Behandlung erniedrigte NF-κB-Level. Bei der Modulation durch Angiotensin II stellte sich zun{\"a}chst ein signifikant erniedrigtes Level an Nrf 2 in den Zellen dar, das im Verlauf von 24 Stunden anstieg und konsekutiv ließ sich eine maximale Proteinexpression zwischen 24 und 48 Stunden messen. Weiterhin wiesen die Zellen, die mit Angiotensin II behandelt wurden, erh{\"o}hte NF-κB Mengen/Zelle auf. Zudem zeigte sich der Einfluss erh{\"o}hter Glucosekonzentrationen auf eine progrediente genomischen Instabilit{\"a}t, die Ver{\"a}nderung der Transkriptionsfaktoren mit erh{\"o}hter Nrf 2-Induktion und mit Deregulation des Transkriptionsfaktors NF-κB wurde durch die Behandlung mit Sulforaphan nachgewiesen. Aufgrund dieser Rolle in der Tumorgenese sind mittlerweile einige Bestandteile des NF-κB- und des Nrf 2-Signalweges und auch Nrf 2-Aktivatoren wie Sulforaphan wichtige Zielstrukturen f{\"u}r die Entwicklung neuer Medikamente und Therapieoptionen. Besonders zeigt sich hierbei die Wichtigkeit bei Diabetes induzierten kardiovaskul{\"a}ren Folgesch{\"a}den mit fr{\"u}hzeitiger medikament{\"o}ser Behandlung.},
  subject      = {Oxidativer Stress},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Reiser2023,
  author    = {Reiser, Pia},
  title     = {Das Adverse Outcome Pathway (AOP) - Konzept als Grundlage f{\"u}r die Entwicklung mechanistischer tierversuchsfreier Ans{\"a}tze: Eine Fallstudie {\"u}ber Nephrotoxizit{\"a}t initiiert durch rezeptorvermittelte Endozytose und lysosomalen Overload},
  doi       = {10.25972/OPUS-31804},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-318046},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2023},
  abstract  = {Zur Verbesserung der Pr{\"u}fung und Risikobewertung der zunehmenden Menge von Chemikalien und Arzneimitteln, gilt es neue Alternativen in Form von in vitro Pr{\"u}fmethoden mit mechanistisch relevanten Endpunkten zu finden. Einen solchen Rahmen bietet das konzeptionelle Konstrukt des Adverse Outcome Pathway (AOP)- Konzepts. Es erzeugt auf der Basis bestehenden Wissens einen mechanistischen und kausalen Zusammenhang mit Hilfe von mehreren Schl{\"u}sselereignissen (Key Event [KE]) zwischen einem initierenden molekularen Ereignis (Molecular Initiating Event [MIE]) und einem adversen Effekt (Adverse Outcome [AO]) auf biologischer Ebene. Im Rahmen dieser Arbeit wurde der AOP „Rezeptorvermittelte Endozytose und lysosomaler Overload f{\"u}hren zu Nephrotoxizit{\"a}t" am Zellkulturmodell proximaler Nierentubuluszellen weiterentwickelt. Es wurden in vitro Assays f{\"u}r die Zelllinien RPTEC/TERT1 (Mensch) und NRK-52 E (Ratte) f{\"u}r jedes KE etabliert. In dem AOP wird die Initiierung der Sch{\"a}digung des Nierengewebes durch rezeptorvermittelte Endozytose der Substanzen (MIE) mit folgendem lysosomalem Overload (KE 1) und der lysosomalen Membranruptur (KE 2) beschrieben. Es kommt zur Zellsch{\"a}digung (KE 3) und endet mit einem Schaden auf Organebene (AO). F{\"u}r KE 1 erfolgte die Visualisierung des lysosomal-assoziierten Membranproteins (lysosomal-associated Membranprotein [LAMP]) und in KE 2 die Darstellung der Protease Cathepsin D (CTSD) mittels Immunfluoreszenz. F{\"u}r KE 3 wurden spezifische Toxizit{\"a}tsdaten der Testsubstanzen mit dem CellTiter-Glo® Lumineszenz-Zellviabilit{\"a}tstest generiert. Gew{\"a}hlte Stressoren f{\"u}r den AOP war die Gruppe der Polymyxin-Antibiotika (Polymyxin B, Colistin, Polymyxin B Nonapeptid), das Aminoglykosid Gentamicin, das Glykopeptid Vancomycin sowie Cadmiumchlorid. In Zusammenschau der Ergebnisse der drei KEs war die Rangfolge der Auswirkungen der drei Polymyxin-Derivate {\"u}ber alle KEs konsistent. Polymyxin B erwies sich als aktivste Substanz, w{\"a}hrend Polymyxin B Nonapeptid die geringsten Auswirkungen zeigte. Als Ausblick in weiterf{\"u}hrenden Analysen der Arbeitsgruppe konnten bei Cadmiumchlorid trotz einer signifikanten Zytotoxizit{\"a}t (KE 3) nur geringe Auswirkungen in der LAMPExpression (KE 1) aufgezeigt werden. Des Weiteren erfolgte die Erstellung von Response-Response-Analysen, um mittels vorgeschalteter Schl{\"u}sselereignisse nachfolgende Effekte vorhersagen zu k{\"o}nnen. Projektpartner der Universit{\"a}t Utrecht entwickelten dar{\"u}ber hinaus eine quantitative in vitro in vivo Extrapolation (QIVIVE) mittels eines physiologisch basierten pharmakokinetischen (PBPK) Modells.},
  subject      = {Nephrotoxizit{\"a}t},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Eppli2023,
  author    = {Eppli, Nenad},
  title     = {Untersuchung des Einflusses der ERK1/2-Autophosphorylierung an Threonin 188 auf Mausherzen mittels transgener M{\"a}use mit ubiquit{\"a}rer {\"U}berexpression von ERK2\(^{T188D}\)},
  doi       = {10.25972/OPUS-21655},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-216558},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2023},
  abstract  = {Die ERK2Thr188-Autophosphoylierung stellt einen regulatorischen Signalweg dar, der infolge einer hypertrophen Stimulation die kardiale Hypertrophie beg{\"u}nstigt. Eine Hemmung dieser Phosphorylierung in Kardiomyozyten verhindert die Ausbildung der kardialen Hypertrophie ohne Beeinflussung der kardioprotektiven Funktionen von ERK1/2. Demgegen{\"u}ber f{\"u}hrt die dauerhafte Simulation zu einem gain-of-function-Ph{\"a}notypen mit ausgepr{\"a}gter Hypertophie, Fibrose und einer reduzierten Herzfunktion. In dieser Arbeit wurde die dauerhafte Simulation ERK2Thr188-Phosphorylierung (T188D) in einem Mausmodell mit ubiquit{\"a}rer Expression dieser Mutation untersucht. Dabei konnte gezeigt werden, dass sich nach Stimulation durch TAC in diesen Tieren ein etwas st{\"a}rkerer hypertropher Ph{\"a}notyp mit vergr{\"o}ßerten Kardiomyozyten, gesteigerter interstitieller Fibrosierung und reduzierter Herzfunktion ausbildet als in M{\"a}usen mit kardiomyozyten-spezifischer {\"U}berexpression diese Mutante. In Fibroblasten- und VSMC-Zelllinien wurde eine gesteigerte Proliferation der T188D-{\"u}berexprimierenden Zellen im Vergleich zu Kontrollen festgestellt. Somit scheint die ERK2Thr188-Phosphorylierung auch in kardialen Nicht-Myozyten einen maladaptiven Einfluss auf das Herz auszu{\"u}ben.},
  subject      = {Herzhypertrophie},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Zink2023,
  author    = {Zink, Christoph},
  title     = {Biochemische und strukturbiologische Charakterisierung der Inhibition der Pyridoxal 5´-Phosphat Phosphatase durch 7,8-Dihydroxyflavon},
  doi       = {10.25972/OPUS-25151},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-251511},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2023},
  abstract  = {Die Pyridoxal-5'-Phosphat Phosphatase (PDXP), auch bekannt als Chronophin (CIN), ist eine HAD-Phosphatase, die beim Menschen ubiquit{\"a}r exprimiert wird und eine entscheidende Rolle im zellul{\"a}ren Vitamin-B6-Metabolismus einnimmt. PDXP ist in der Lage Pyridoxal-5'-Phosphat (PLP), die co-enzymatisch aktive Form von Vitamin B6, zu dephosphorylieren. In-vivo Studien mit M{\"a}usen zeigten, dass die Abwesenheit von PDXP mit verbesserten kognitiven Leistungen und einem verringerten Wachstum von Hirntumoren assoziiert ist. Dies begr{\"u}ndet die gezielte Suche nach einem pharmakologischen Inhibitor f{\"u}r PDXP. Ein Hochdurchsatz-Screen legte nahe, dass 7,8-Dihydroxyflavon (7,8-DHF) hierf{\"u}r ein potenzieller Kandidat ist. Zahlreiche Studien beschreiben bereits vielf{\"a}ltige positive neurologische Effekte nach in-vivo Administration von 7,8-DHF, allerdings bleibt der genaue Wirkmechanismus umstritten und wird bis dato nicht mit PDXP in Zusammenhang gebracht. Ziel dieser Arbeit ist es, die Inhibition von PDXP durch 7,8-DHF n{\"a}her zu charakterisieren und damit einen Beitrag zur Beantwortung der Frage zu leisten, ob PDXP an den 7,8-DHF-induzierten Effekten beteiligt ist. Hierzu wurde der Effekt von 7,8-DHF auf die enzymatische Aktivit{\"a}t von rekombinant hergestelltem, gereinigtem PDXP in in-vitro Phosphatase-Assays charakterisiert. Um die Selektivit{\"a}t von 7,8-DHF gegen{\"u}ber PDXP zu untersuchen, wurden f{\"u}nf weitere HAD-Phosphatasen getestet. Unter den analysierten Phosphatasen zeigte einzig die dem PDXP nah verwandte Phosphoglykolat Phosphatase (PGP) eine geringer ausgepr{\"a}gte Sensitivit{\"a}t gegen 7,8-DHF. Ein Vergleich von 7,8-DHF mit sechs strukturell verwandten, hydroxylierten Flavonen zeigte, dass 7,8-DHF unter den getesteten Substanzen die h{\"o}chste Potenz und Effektivit{\"a}t aufwies. Außerdem wurde eine Co-Kristallisation von PDXP mit 7,8-DHF durchgef{\"u}hrt, deren Struktur bis zu einer Aufl{\"o}sung von 2,0 {\AA} verfeinert werden konnte. Die in der Kristallstruktur identifizierte Bindungsstelle von 7,8-DHF an PDXP wurde mittels verschiedener, neu generierter PDXP-Mutanten enzymkinetisch best{\"a}tigt. Zusammenfassend zeigen die hier beschriebenen Ergebnisse, dass 7,8-DHF ein direkter, selektiver und vorwiegend kompetitiver Inhibitor der PDXP-Aktivit{\"a}t ist, mit einer IC50 im submikromolaren Bereich. Die Ergebnisse dieser in-vitro Untersuchungen motivieren zu weiterer Forschung bez{\"u}glich der 7,8-DHF-vermittelten Inhibition der PDXP-Aktivit{\"a}t in Zellen, um die Frage beantworten zu k{\"o}nnen, ob PDXP auch in-vivo ein relevantes Target f{\"u}r 7,8-DHF darstellt.},
  subject      = {Pyridoxalphosphat},
  language  = {de}
}
@article{NwoghaAbtewRaveendranetal.2023,
  author    = {Nwogha, Jeremiah S. and Abtew, Wosene G. and Raveendran, Muthurajan and Oselebe, Happiness O. and Obidiegwu, Jude E. and Chilaka, Cynthia A. and Amirtham, Damodarasamy D.},
  title     = {Role of non-structural sugar metabolism in regulating tuber dormancy in white yam (Dioscorea rotundata)},
  series = {Agriculture},
  volume    = {13},
  journal   = {Agriculture},
  number    = {2},
  issn      = {2077-0472},
  doi       = {10.3390/agriculture13020343},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-304486},
  year      = {2023},
  abstract  = {Changes in sugar composition occur continuously in plant tissues at different developmental stages. Tuber dormancy induction, stability, and breaking are very critical developmental transitions in yam crop production. Prolonged tuber dormancy after physiological maturity has constituted a great challenge in yam genetic improvement and productivity. In the present study, biochemical profiling of non-structural sugar in yam tubers during dormancy was performed to determine the role of non-structural sugar in yam tuber dormancy regulation. Two genotypes of the white yam species, one local genotype (Obiaoturugo) and one improved genotype (TDr1100873), were used for this study. Tubers were sampled at 42, 56, 87, 101, 115, and 143 days after physiological maturity (DAPM). Obiaoturugo exhibited a short dormant phenotype and sprouted at 101-DAPM, whereas TDr1100873 exhibited a long dormant phenotype and sprouted at 143-DAPM. Significant metabolic changes were observed in non-structural sugar parameters, dry matter, and moisture content in Obiaoturugo from 56-DAPM, whereas in TDr1100873, significant metabolic changes were observed from 101-DAPM. It was observed that the onset of these metabolic changes occurred at a point when the tubers of both genotypes exhibited a dry matter content of 60\%, indicating that a dry matter content of 60\% might be a critical threshold for white yam tuber sprouting. Non-reducing sugars increased by 9-10-fold during sprouting in both genotypes, which indicates their key role in tuber dormancy regulation in white yam. This result implicates that some key sugar metabolites can be targeted for dormancy manipulation of the yam crop.},
  language  = {en}
}
@article{HadiBankogluStopper2023,
  author    = {Hadi, Naji Said Aboud and Bankoglu, Ezgi Eyluel and Stopper, Helga},
  title     = {Genotoxicity of pyrrolizidine alkaloids in metabolically inactive human cervical cancer HeLa cells co-cultured with human hepatoma HepG2 cells},
  series = {Archives of Toxicology},
  volume    = {97},
  journal   = {Archives of Toxicology},
  number    = {1},
  doi       = {10.1007/s00204-022-03394-z},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-324708},
  pages     = {295-306},
  year      = {2023},
  abstract  = {Pyrrolizidine alkaloids (PAs) are secondary plant metabolites, which can be found as contaminant in various foods and herbal products. Several PAs can cause hepatotoxicity and liver cancer via damaging hepatic sinusoidal endothelial cells (HSECs) after hepatic metabolization. HSECs themselves do not express the required metabolic enzymes for activation of PAs. Here we applied a co-culture model to mimic the in vivo hepatic environment and to study PA-induced effects on not metabolically active neighbour cells. In this co-culture model, bioactivation of PA was enabled by metabolically capable human hepatoma cells HepG2, which excrete the toxic and mutagenic pyrrole metabolites. The human cervical epithelial HeLa cells tagged with H2B-GFP were utilized as non-metabolically active neighbours because they can be identified easily based on their green fluorescence in the co-culture. The PAs europine, riddelliine and lasiocarpine induced micronuclei in HepG2 cells, and in HeLa H2B-GFP cells co-cultured with HepG2 cells, but not in HeLa H2B-GFP cells cultured alone. Metabolic inhibition of cytochrome P450 enzymes with ketoconazole abrogated micronucleus formation. The efflux transporter inhibitors verapamil and benzbromarone reduced micronucleus formation in the co-culture model. Furthermore, mitotic disturbances as an additional genotoxic mechanism of action were observed in HepG2 cells and in HeLa H2B-GFP cells co-cultured with HepG2 cells, but not in HeLa H2B-GFP cells cultured alone. Overall, we were able to show that PAs were activated by HepG2 cells and the metabolites induced genomic damage in co-cultured HeLa cells.},
  language  = {en}
}
@article{SchanbacherHermannsLorenzetal.2023,
  author    = {Schanbacher, Constanze and Hermanns, Heike M. and Lorenz, Kristina and Wajant, Harald and Lang, Isabell},
  title     = {Complement 1q/tumor necrosis factor-related proteins (CTRPs): structure, receptors and signaling},
  series = {Biomedicines},
  volume    = {11},
  journal   = {Biomedicines},
  number    = {2},
  issn      = {2227-9059},
  doi       = {10.3390/biomedicines11020559},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-304136},
  year      = {2023},
  abstract  = {Adiponectin and the other 15 members of the complement 1q (C1q)/tumor necrosis factor (TNF)-related protein (CTRP) family are secreted proteins composed of an N-terminal variable domain followed by a stalk region and a characteristic C-terminal trimerizing globular C1q (gC1q) domain originally identified in the subunits of the complement protein C1q. We performed a basic PubMed literature search for articles mentioning the various CTRPs or their receptors in the abstract or title. In this narrative review, we briefly summarize the biology of CTRPs and focus then on the structure, receptors and major signaling pathways of CTRPs. Analyses of CTRP knockout mice and CTRP transgenic mice gave overwhelming evidence for the relevance of the anti-inflammatory and insulin-sensitizing effects of CTRPs in autoimmune diseases, obesity, atherosclerosis and cardiac dysfunction. CTRPs form homo- and heterotypic trimers and oligomers which can have different activities. The receptors of some CTRPs are unknown and some receptors are redundantly targeted by several CTRPs. The way in which CTRPs activate their receptors to trigger downstream signaling pathways is largely unknown. CTRPs and their receptors are considered as promising therapeutic targets but their translational usage is still hampered by the limited knowledge of CTRP redundancy and CTRP signal transduction.},
  language  = {en}
}
@article{RebsStreckfussBoemeke2023,
  author    = {Rebs, Sabine and Streckfuss-B{\"o}meke, Katrin},
  title     = {How can we use stem cell-derived cardiomyocytes to understand the involvement of energetic metabolism in alterations of cardiac function?},
  series = {Frontiers in Molecular Medicine},
  volume    = {3},
  journal   = {Frontiers in Molecular Medicine},
  doi       = {10.3389/fmmed.2023.1222986},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-327344},
  year      = {2023},
  abstract  = {Mutations in the mitochondrial-DNA or mitochondria related nuclear-encoded-DNA lead to various multisystemic disorders collectively termed mitochondrial diseases. One in three cases of mitochondrial disease affects the heart muscle, which is called mitochondrial cardiomyopathy (MCM) and is associated with hypertrophic, dilated, and noncompact cardiomyopathy. The heart is an organ with high energy demand, and mitochondria occupy 30\%-40\% of its cardiomyocyte-cell volume. Mitochondrial dysfunction leads to energy depletion and has detrimental effects on cardiac performance. However, disease development and progression in the context of mitochondrial and nuclear DNA mutations, remains incompletely understood. The system of induced pluripotent stem cell (iPSC)-derived cardiomyocytes (CM) is an excellent platform to study MCM since the unique genetic identity to their donors enables a robust recapitulation of the predicted phenotypes in a dish on a patient-specific level. Here, we focus on recent insights into MCM studied by patient-specific iPSC-CM and further discuss research gaps and advances in metabolic maturation of iPSC-CM, which is crucial for the study of mitochondrial dysfunction and to develop novel therapeutic strategies.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Nemec2023,
  author    = {Nemec, Katarina},
  title     = {Modulation of parathyroid hormone 1 receptor (PTH1R) signaling by receptor activity-modifying proteins (RAMPs)},
  doi       = {10.25972/OPUS-28858},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-288588},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2023},
  abstract  = {The receptor activity-modifying proteins (RAMPs) are ubiquitously expressed membrane proteins that interact with several G protein-coupled receptors (GPCRs), the largest and pharmacologically most important family of cell surface receptors. RAMPs can regulate GPCR function in terms of ligand-binding, G-protein coupling, downstream signaling, trafficking, and recycling. The integrity of their interactions translates to many physiological functions or pathological conditions. Regardless of numerous reports on its essential importance for cell biology and pivotal role in (patho-)physiology, the molecular mechanism of how RAMPs modulate GPCR activation remained largely elusive. This work presents new insights that add to the common understanding of the allosteric regulation of receptor activation and will help interpret how accessory proteins - RAMPs - modulate activation dynamics and how this affects the fundamental aspects of cellular signaling. Using a prototypical class B GPCR, the parathyroid hormone 1 receptor (PTH1R) in the form of advanced genetically encoded optical biosensors, I examined RAMP's impact on the PTH1R activation and signaling in intact cells. A panel of single-cell FRET and confocal microscopy experiments as well canonical and non-canonical functional assays were performed to get a holistic picture of the signaling initiation and transduction of that clinically and therapeutically relevant GPCR. Finally, structural modeling was performed to add molecular mechanistic details to that novel art of modulation. I describe here that RAMP2 acts as a specific allosteric modulator of PTH1R, shifting PTH1R to a unique pre-activated state that permits faster activation in a ligand-specific manner. Moreover, RAMP2 modulates PTH1R downstream signaling in an agonist-dependent manner, most notably increasing the PTH-mediated Gi3 signaling sensitivity and kinetics of cAMP accumulation. Additionally, RAMP2 increases PTH- and PTHrP-triggered β-arrestin2 recruitment to PTH1R and modulates cytosolic ERK1/2 phosphorylation. Structural homology modeling shows that structural motifs governing GPCR-RAMP interaction originate in allosteric hotspots and rationalize functional modulation. Moreover, to interpret the broader role of RAMP's modulation in GPCRs pharmacology, different fluorescent tools to investigate RAMP's spatial organization were developed, and novel conformational biosensors for class B GPCRs were engineered. Lastly, a high throughput assay is proposed and prototyped to expand the repertoire of RAMPs or other membrane protein interactors. These data uncover the critical role of RAMPs in GPCR activation and signaling and set up a novel platform for studying GPCR modulation. Furthermore, these insights may provide a new venue for precise modulation of GPCR function and advanced drug design.},
  subject      = {G-Protein gekoppelter Rezeptor},
  language  = {en}
}
@article{HartmannKnierimMaureretal.2023,
  author    = {Hartmann, Nico and Knierim, Maria and Maurer, Wiebke and Dybkova, Nataliya and Hasenfuß, Gerd and Sossalla, Samuel and Streckfuss-B{\"o}meke, Katrin},
  title     = {Molecular and functional relevance of Na\(_V\)1.8-induced atrial arrhythmogenic triggers in a human SCN10A knock-out stem cell model},
  series = {International Journal of Molecular Sciences},
  volume    = {24},
  journal   = {International Journal of Molecular Sciences},
  number    = {12},
  issn      = {1422-0067},
  doi       = {10.3390/ijms241210189},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-362708},
  year      = {2023},
  abstract  = {In heart failure and atrial fibrillation, a persistent Na\(^+\) current (I\(_{NaL}\)) exerts detrimental effects on cellular electrophysiology and can induce arrhythmias. We have recently shown that Na\(_V\)1.8 contributes to arrhythmogenesis by inducing a I\(_{NaL}\). Genome-wide association studies indicate that mutations in the SCN10A gene (Na\(_V\)1.8) are associated with increased risk for arrhythmias, Brugada syndrome, and sudden cardiac death. However, the mediation of these Na\(_V\)1.8-related effects, whether through cardiac ganglia or cardiomyocytes, is still a subject of controversial discussion. We used CRISPR/Cas9 technology to generate homozygous atrial SCN10A-KO-iPSC-CMs. Ruptured-patch whole-cell patch-clamp was used to measure the I\(_{NaL}\) and action potential duration. Ca\(^{2+}\) measurements (Fluo 4-AM) were performed to analyze proarrhythmogenic diastolic SR Ca\(^{2+}\) leak. The I\(_{NaL}\) was significantly reduced in atrial SCN10A KO CMs as well as after specific pharmacological inhibition of Na\(_V\)1.8. No effects on atrial APD\(_{90}\) were detected in any groups. Both SCN10A KO and specific blockers of Na\(_V\)1.8 led to decreased Ca\(^{2+}\) spark frequency and a significant reduction of arrhythmogenic Ca\(^{2+}\) waves. Our experiments demonstrate that Na\(_V\)1.8 contributes to I\(_{NaL}\) formation in human atrial CMs and that Na\(_V\)1.8 inhibition modulates proarrhythmogenic triggers in human atrial CMs and therefore Na\(_V\)1.8 could be a new target for antiarrhythmic strategies.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Ramge2023,
  author    = {Ramge, Vanessa Magali},
  title     = {Untersuchung der Genotoxizit{\"a}t von Pyrrolizidinalkaloiden \(in\) \(vitro\) am Beispiel von Riddelliin und Lasiocarpin},
  doi       = {10.25972/OPUS-31979},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-319793},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2023},
  abstract  = {PA sind nat{\"u}rliche Pflanzeninhaltsstoffe, die wegen ihres genotoxischen Potentials bekannt sind. Nach Applikation mikromolarer Konzentrationen k{\"o}nnen bei in vitro Untersuchungen von Leberzellen chromosomale Sch{\"a}den detektiert werden. PA stehen im Verdacht nach Aufnahme bei Menschen hepatotoxische und kanzerogene Wirkungen nach sich zu ziehen. In dieser Studie wurden Lasiocarpin und Riddelliin an der humanen Leberkarzinomzelllinie Huh6 auf Genotoxizit{\"a}t getestet. Die ausgew{\"a}hlten Methoden waren der MK-Test, der alkalische und der FPG Comet Assay und die γ-H2AX-F{\"a}rbung. In den Vorversuchen mit BaP und CPA wurde gezeigt, dass die Zellen durch Prodrugs genotoxisch gesch{\"a}digt werden. Zusammenfassend kann gesagt werden, dass Riddelliin und Lasiocarpin im MK-Test eine dosisabh{\"a}ngige, genotoxische Wirkung auf die Huh6 Zellen haben. Der Einfluss von Lasiocarpin war im MK-Test im Vergleich zum Einfluss von Riddelliin bei geringerer Konzentration detektierbar. Nach einer simultanen Behandlung der Huh6 Zellen mit verschiedenen PA kann konkludiert werden, dass keine signifikante Erh{\"o}hung an DNA-Sch{\"a}den im Vergleich zu Behandlungen mit den Einzelsubstanzen festgestellt werden konnte, was m{\"o}glicherweise auf eine Ersch{\"o}pfung der metabolischen Kapazit{\"a}t der Zellen zur{\"u}ckzuf{\"u}hren ist. Insgesamt ist es den Ergebnissen zufolge wahrscheinlich, dass die Entstehung von Crosslinks durch Lasiocarpin und Riddelliin eher eine Rolle in der Genotoxizit{\"a}tsinduktion auf Huh6 Zellen spielen als oxidativer Stress. Doppelstrangbr{\"u}che konnten nicht als sicherer Induktor von Genotoxizit{\"a}t identifiziert werden. Die Besonderheiten der Stoffwechselwege einzelner PA und die Spezifizierung einzelner, f{\"u}r die Metabolisierung relevanter Enzyme sollte in Zukunft Gegenstand der Forschung sein, um die kumulativen Wirkungen von PA besser nachzuvollziehen und die f{\"u}r den Menschen entstehenden Risiken durch die Aufnahme von PA konkretisieren zu k{\"o}nnen.},
  subject      = {Pyrrolizidinalkaloide},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Soliman2022,
  author    = {Soliman, Alexander},
  title     = {Einfluss des Gewichtsverlusts auf den oxidativen Stress und den DNS-Schaden in adip{\"o}sen Patient*innen nach bariatrischer Chirurgie},
  doi       = {10.25972/OPUS-25973},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-259737},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2022},
  abstract  = {Einfluss des Gewichtsverlusts auf den oxidativen Stress und den DNS-Schaden in adip{\"o}sen Patient*innen nach bariatrischer Chirurgie Adipositas ist eine Erkrankung, die durch ein erh{\"o}htes Krebsrisiko neben zahlreichen anderen Komorbidit{\"a}ten mit weitreichenden Folgen f{\"u}r die Gesundheit adip{\"o}ser Patient*innen einhergeht. In der Pathogenese der adipositas-assoziierten Krebsarten sind dabei ein erh{\"o}hter oxidativer Stress sowie die damit einhergehende Sch{\"a}digung der DNS maßgeblich beteiligt. Im Umkehrschluss wurde in der vorliegenden Arbeit der Einfluss eines durch bariatrische Chirurgie induzierten Gewichtsverlusts auf den oxidativen Stress und DNS-Schaden in adip{\"o}sen Patient*innen anhand von Blutproben pr{\"a}operativ sowie 6 und 12 Monate postoperativ untersucht. In einer Subpopulation der Patient*innen konnte eine tendenzielle Verringerung des DNS-Schadens anhand des Comet-Assays in peripheren Lymphozyten beobachtet werden. Im Hinblick auf den oxidativen Stress wurde im Plasma die Eisenreduktionsf{\"a}higkeit als Maß f{\"u}r antioxidative Kapazit{\"a}t sowie Malondialdehyd als Surrogatmarker f{\"u}r das Ausmaß an Lipidperoxidation bestimmt. Weiterhin wurde in Erythrozyten das Gesamtglutathion und oxidierte Glutathion bestimmt. Die oxidativen Stressparameter zeigten insgesamt nach einer initialen Zunahme im oxidativen Stress 6 Monate postoperativ eine r{\"u}ckl{\"a}ufige Tendenz im oxidativen Stress am Studienende. Somit geben die Beobachtungen dieser Arbeit Anlass zur Hoffnung, dass adip{\"o}se Patient*innen durch einen bariatrisch induzierten Gewichtsverlust von einer Verringerung des Krebsrisikos profitieren k{\"o}nnten.},
  subject      = {Magenchirurgie},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Jarzina2022,
  author    = {Jarzina, Sebastian Oskar},
  title     = {Assessment of systemic toxicity in vitro using the Adverse Outcome Pathway (AOP) concept: nephrotoxicity due to receptor-mediated endocytosis and lysosomal overload and inhibition of mtDNA polymerase-ɣ as case studies},
  doi       = {10.25972/OPUS-26484},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-264842},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2022},
  abstract  = {The US National Research Council (NRC) report "Toxicity Testing in the 21st Century: A Vision and a strategy (Tox21)", published in 2007, calls for a complete paradigm shift in tox-icity testing. A central aspect of the proposed strategy includes the transition from apical end-points in in vivo studies to more mechanistically based in vitro tests. To support and facilitate the transition and paradigm shift in toxicity testing, the Adverse Outcome Pathway (AOP) concept is widely recognized as a pragmatic tool. As case studies, the AOP concept was ap-plied in this work to develop AOPs for proximal tubule injuries initiated by Receptor-mediated endocytosis and lysosomal overload and Inhibition of mtDNA polymerase-. These AOPs were used as a mechanistic basis for the development of in vitro assays for each key event (KE). To experimentally support the developed in vitro assays, proximal tubule cells from rat (NRK-52E) and human (RPTEC/TERT1) were treated with model compounds. To measure the dis-turbance of lysosomal function in the AOP - Receptor-mediated endocytosis and lysosomal overload, polymyxin antibiotics (polymyxin B, colistin, polymyxin B nonapeptide) were used as model compounds. Altered expression of lysosomal associated membrane protein 1/2 (LAMP-1/2) (KE1) and cathepsin D release from lysosomes (KE2) were determined by im-munofluorescence, while cytotoxicity (KE3) was measured using the CellTiter-Glo® cell via-bility assay. Importantly, significant differences in polymyxin uptake and susceptibility be-tween cell lines were observed, underlining the importance of in vitro biokinetics to determine an appropriate in vitro point of departure (PoD) for risk assessment. Compared to the in vivo situation, distinct expression of relevant transporters such as megalin and cubilin on mRNA and protein level in the used cell lines (RPTEC/TERT1 and NRK-52E) could not be con-firmed, making integration of quantitative in vitro to in vivo extrapolations (QIVIVE) neces-sary. Integration of QIVIVE by project partners of the University of Utrecht showed an im-provement in the modelled biokinetic data for polymyxin B. To assess the first key event, (KE1) Depletion of mitochondrial DNA, in the AOP - Inhibition of mtDNA polymerase-, a RT-qPCR method was used to determine the mtDNA copy number in cells treated with mod-el compounds (adefovir, cidofovir, tenofovir, adefovir dipivoxil, tenofovir disoproxil fumarate). Mitochondrial toxicity (KE2) was measured by project partners using the high-content imaging technique and MitoTracker® whereas cytotoxicity (KE3) was determined by CellTiter-Glo® cell viability assay. In contrast to the mechanistic hypothesis underlying the AOP - Inhibition of mtDNA polymerase-, treatment with model compounds for 24 h resulted in an increase rather than a decrease in mtDNA copy number (KE1). Only minor effects on mitochondrial toxicity (KE2) and cytotoxicity (KE3) were observed. Treatment of RPT-EC/TERT1 cells for 14 days showed only a slight decrease in mtDNA copy number after treatment with adefovir dipivoxil and tenofovir disoproxil fumarate, underscoring some of the limitations of short-term in vitro systems. To obtain a first estimation for risk assessment based on in vitro data, potential points of departure (PoD) for each KE were calculated from the obtained in vitro data. The most common PoDs were calculated such as the effect concentra-tion at which 10 \% or 20_\% effect was measured (EC10, EC20), the highest no observed effect concentration (NOEC), the lowest observed effect concentration (LOEC), the benchmark 10 \% (lower / upper) concentrations (BMC10, BMCL10, BMCU10) and a modelled non-toxic con-centration (NtC). These PoDs were then compared with serum and tissue concentrations de-termined from in vivo studies after treatment with therapeutic / supratherapeutic doses of the respective drugs in order to obtain a first estimate of risk based on in vitro data. In addition, AOPs were used to test whether the quantitative key event relationships between key events allow prediction of downstream effects and effects on the adverse outcome (AO) based on measurements of an early key event. Predictions of cytotoxicity from the mathematical rela-tionships showed good concordance with measured cytotoxicity after treatment with colistin and polymyxin b nonapeptide. The work also revealed uncertainties and limitations of the ap-plied strategy, which have a significant impact on the prediction and on a risk assessment based on in vitro results.},
  language  = {en}
}
@article{JeanclosSchloetzerHadameketal.2022,
  author    = {Jeanclos, Elisabeth and Schl{\"o}tzer, Jan and Hadamek, Kerstin and Yuan-Chen, Natalia and Alwahsh, Mohammad and Hollmann, Robert and Fratz, Stefanie and Yesilyurt-Gerhards, Dilan and Frankenbach, Tina and Engelmann, Daria and Keller, Angelika and Kaestner, Alexandra and Schmitz, Werner and Neuenschwander, Martin and Hergenr{\"o}der, Roland and Sotriffer, Christoph and von Kries, Jens Peter and Schindelin, Hermann and Gohla, Antje},
  title     = {Glycolytic flux control by drugging phosphoglycolate phosphatase},
  series = {Nature Communications},
  volume    = {13},
  journal   = {Nature Communications},
  number    = {1},
  doi       = {10.1038/s41467-022-34228-2},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-300928},
  year      = {2022},
  abstract  = {Targeting the intrinsic metabolism of immune or tumor cells is a therapeutic strategy in autoimmunity, chronic inflammation or cancer. Metabolite repair enzymes may represent an alternative target class for selective metabolic inhibition, but pharmacological tools to test this concept are needed. Here, we demonstrate that phosphoglycolate phosphatase (PGP), a prototypical metabolite repair enzyme in glycolysis, is a pharmacologically actionable target. Using a combination of small molecule screening, protein crystallography, molecular dynamics simulations and NMR metabolomics, we discover and analyze a compound (CP1) that inhibits PGP with high selectivity and submicromolar potency. CP1 locks the phosphatase in a catalytically inactive conformation, dampens glycolytic flux, and phenocopies effects of cellular PGP-deficiency. This study provides key insights into effective and precise PGP targeting, at the same time validating an allosteric approach to control glycolysis that could advance discoveries of innovative therapeutic candidates.},
  language  = {en}
}
@article{MallyJarzina2022,
  author    = {Mally, Angela and Jarzina, Sebastian},
  title     = {Mapping adverse outcome pathways for kidney injury as a basis for the development of mechanism-based animal-sparing approaches to assessment of nephrotoxicity},
  series = {Frontiers in Toxicology},
  volume    = {4},
  journal   = {Frontiers in Toxicology},
  issn      = {2673-3080},
  doi       = {10.3389/ftox.2022.863643},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-284405},
  year      = {2022},
  abstract  = {In line with recent OECD activities on the use of AOPs in developing Integrated Approaches to Testing and Assessment (IATAs), it is expected that systematic mapping of AOPs leading to systemic toxicity may provide a mechanistic framework for the development and implementation of mechanism-based in vitro endpoints. These may form part of an integrated testing strategy to reduce the need for repeated dose toxicity studies. Focusing on kidney and in particular the proximal tubule epithelium as a key target site of chemical-induced injury, the overall aim of this work is to contribute to building a network of AOPs leading to nephrotoxicity. Current mechanistic understanding of kidney injury initiated by 1) inhibition of mitochondrial DNA polymerase γ (mtDNA Polγ), 2) receptor mediated endocytosis and lysosomal overload, and 3) covalent protein binding, which all present fairly well established, common mechanisms by which certain chemicals or drugs may cause nephrotoxicity, is presented and systematically captured in a formal description of AOPs in line with the OECD AOP development programme and in accordance with the harmonized terminology provided by the Collaborative Adverse Outcome Pathway Wiki. The relative level of confidence in the established AOPs is assessed based on evolved Bradford-Hill weight of evidence considerations of biological plausibility, essentiality and empirical support (temporal and dose-response concordance).},
  language  = {en}
}