@phdthesis{Loedige2012,
  author    = {Loedige, Melanie},
  title     = {Synthese und Evaluierung neuartiger Wirkstoffklassen gegen Infektionskrankheiten : antimalariale Hybrid-Verbindungen bestehend aus etablierten Arzneistoffen sowie aus Nphthylisochinolin-Alkaloiden und bekannten Arzneistoffen, Struktur-Wirkungs-Beziehungen der neuartigen, antileishmanial wirksamen tert-Butyloxycarbonylbenzylamino-Strukturelemente, Aminochinolinium-Verbindungen gegen bin{\"a}re Toxine aus Bacillus anthracis, Clostridium perfringens und Clostridium botulinum},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-76412},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2012},
  abstract  = {Infektionskrankheiten geh{\"o}ren weltweit immer noch zu den h{\"a}ufigsten Todesursachen, und auch wenn die Gef{\"a}hrdung in den Industriestaaten erheblich reduziert werden konnte, nimmt die Bedeutung von {\"u}bertragbaren Krankheiten wieder zu. Verursacht wird dies zum einen durch die F{\"a}higkeit der Keime gegen die eingesetzten Arzneistoffe verschiedenartige Resistenzmechanismen zu entwickeln, zum anderen auch dadurch, dass neuartige Infektionskrankheiten entstehen. Aus diesem Grund bleibt die Entwicklung neuer Medikamente ein st{\"a}ndiger Wettlauf mit der Anpassungsf{\"a}higkeit der Infektionserreger, und gerade dies spielt eine große Rolle f{\"u}r vernachl{\"a}ssigte und armutsassoziierte Krankheiten wie z.B. Tuberkulose, Malaria und HIV/AIDS, die in den Entwicklungsl{\"a}ndern große Krankheitslasten und so auch hohen volkswirtschaftlichen Schaden verursachen. Protozoische Parasiten wie die Erreger der Malaria und der Leishmaniose sind besonders trickreich, denn sie wechseln zwischen Vektor (z.B. M{\"u}cke) und Wirt (z.B. Mensch) und durchleben so verschiedene Stadien eines komplexen Entwicklungszyklus, von denen sich jedes einzelne Stadium wie ein 'anderer' Organismus verh{\"a}lt. Hierdurch ist die therapeutische Behandlung erschwert, und f{\"u}r die dauerhafte Eradikation der Parasiten und f{\"u}r die Hemmung ihrer Transmission, um letztlich eine Resistenzentwicklung der Medikamente zu verhindern, m{\"u}ssen Wirkstoffe m{\"o}glichst gegen alle Stadien {\"a}hnlich gut wirken. Die Konzeptionierung solcher Verbindungen, ihr strukturelles Design und schließlich ihre Synthesen waren Ziel der hier vorliegenden Arbeit, um neue aktive Vertreter gegen protozoische und bakterielle Erreger und Toxine bereitzustellen. Die Konzeptionierung und Synthese von Hybridmolek{\"u}len aus bew{\"a}hrten Arzneistoffen wurde als innovativer Ansatz zur Behandlung der Malaria verfolgt. Eine strukturell neue Wirkstoffklasse mit sehr guten spezifischen Aktivit{\"a}ten und interessanten Struktur-Aktivit{\"a}ts-Beziehungen gegen Promastigoten und gegen Amastigoten von L. major wurde entdeckt. Auf der Suche nach neuen Verbindungen, die bin{\"a}re Toxine von Bacillus anthracis Anthrax-Toxin), Clostridium perfringens (Iota-Toxin) und Clostridium botulinum C2-Toxin) hemmen k{\"o}nnen, wurden neben 4-Aminochinolin-Verbindungen neue Aminochinolinium-Salze konzipiert, synthetisiert und in Target-basierten Assays durch Titrationsexperimente und Stromfluktuationsanalysen bzw. in In-vitro-Experimenten auf ihre Wirksamkeit getestet.},
  subject      = {Malaria},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Bischof2012,
  author    = {Bischof, Sebastian Klaus},
  title     = {Qsar-geleitete Synthese von strukturell vereinfachten antiplasmodialen Naphthylisochinolinen und Synthese von antiprotozoischen Arylchinolinium-Salzen},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-76601},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2012},
  abstract  = {Die Malaria und andere Infektionskrankheiten sind immer noch die Haupttodesursache in Entwicklungsl{\"a}ndern. Durch das jahrzehntelange Vers{\"a}umnis, neue Wirkstoffe zu entwickeln, und durch die rasante Ausbreitung von Resistenzen gegen herk{\"o}mmliche Medikamente sind in vielen Regionen der Erde besorgniserregende Zahlen {\"u}ber Neuinfektionen und Todesf{\"a}lle zu beobachten. Die Suche nach neuen Wirkstoffen ist daher dringend erforderlich und die Hauptaufgabe des Sonderforschungsbereichs 630 an der Universit{\"a}t W{\"u}rzburg. An diesem interdisziplin{\"a}ren Projekt beteiligt sich unsere Forschungsgruppe vor allem mit der Naturstoffklasse der Naphthylisochinolin-Alkaloide. Neben ihren interessanten strukturellen Eigenschaften haben mehrere Vertreter dieser Sekund{\"a}rmetabolite vielversprechende Aktivit{\"a}ten gegen Plasmodien, Leishmanien und Trypanosomen. Dioncophyllin C (24), das bisher wirksamste Naphthylisochinolin gegen P. falciparum, zeigt nicht nur eine exzellente Aktivit{\"a}t in vitro, sondern auch in vivo. In Kooperation mit der Forschergruppe von K. Baumann (Braunschweig) f{\"u}hrte man QSAR-Studien durch, um die f{\"u}r die biologische Wirkung entscheidenden Strukturmerkmale zu identifizieren und neue vereinfachte Analoga der Leistruktur 24 vorzuschlagen. Ziel der vorliegenden Arbeit war aufbauend auf Vorarbeiten in unserer Gruppe die Darstellung von strukturell vereinfachten Derivaten des Naturstoffs 24. Die Ergebnisse der biologischen Untersuchungen sollten ausgewertet und somit neue Struktur-Wirkungs-Beziehungen aufgestellt werden. Weiterhin sollten auch Chinolinium-Salze, die man als Analoga der N,C-verkn{\"u}pften Naphthylisochinoline ansehen kann, synthetisiert werden und innerhalb des SFB 630 und bei unseren Partnern am Schweizerischen Tropen- und Public-Health-Institut auf ihre biologische Aktivit{\"a}t untersucht werden. Man erhoffte sich neben m{\"o}glichen antiinfektiven Eigenschaften auch R{\"u}ckschl{\"u}sse auf Struktur-Wirkungs-Beziehungen. Zus{\"a}tzlich sollte die synthetische und analytische chemische Expertise unseren Kooperationspartnern in zwei Projekten außerhalb des SFB 630 zur Verf{\"u}gung gestellt werden. Dabei handelte es sich einerseits um die Strukturaufkl{\"a}rung von Biosyntheseintermediaten mit Hilfe der HPLC-NMR-Kopplung und andererseits um die Darstellung langkettiger Aldehyde f{\"u}r die biologische Untersuchung des Pr{\"a}-Penetrationsprozesses eines getreidesch{\"a}digenden Pilzes.},
  subject      = {Malaria},
  language  = {de}
}
@phdthesis{SchwarzErfurth2012,
  author    = {Schwarz-Erfurth, Maren},
  title     = {Beschreibung und epidemiologische Untersuchungen eines Malariakontrollprogramms auf Flores, Indonesien},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-72669},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2012},
  abstract  = {In den Jahren 1998 bis 2004 wurden auf der Insel Flores (Indonesien) vereinzelt klinische und laborchemische Untersuchungen auf Malaria bei Kindern und Jugendlichen durchgef{\"u}hrt, dabei wurde eine Malariapr{\"a}valenz zwischen 59 \% und 81 \% festgestellt. Vor diesem Hintergrund entstand aus der Kooperation der lokalen Stiftung YASPEM, dem Missions{\"a}rztlichen Institut W{\"u}rzburg und Misereor e.V. ein groß angelegtes Malariakontrollprogramm, das im Herbst 2007 seine Arbeit aufnahm. Ziel des Programms war es, die Malariapr{\"a}valenz erneut zu {\"u}berpr{\"u}fen und diese durch ein umfassendes Konzept mit Aufkl{\"a}rungskampagnen, fl{\"a}chendeckenden Blutuntersuchungen, medizinischer Behandlung und Vektorkontrollmaßnahmen nachhaltig zu senken. Ziel dieser Dissertation ist dabei, eine Evaluation der gewonnenen Daten durchzuf{\"u}hren und anhand dieser Handlungsempfehlungen f{\"u}r Folgeprojekte herauszuarbeiten. In der Evaluation zeigte sich, dass die tats{\"a}chliche Pr{\"a}valenz weit unter den zuvor angegebenen Raten lag: Im Dorf Waiara war die Pr{\"a}valenz mit 13,2 \% am h{\"o}chsten, in den {\"u}brigen untersuchten D{\"o}rfern (Namang Kewa, Geliting, Kopong, Iantena, Umagera) lag sie zwischen 1,2 \% und 3,5 \%. Zur{\"u}ckzuf{\"u}hren ist diese Diskrepanz auf verschieden Ursachen. Zum einen wird die Diagnose „Malaria" h{\"a}ufig klinisch gestellt, es subsummieren sich viele andere fieberhafte Erkrankungen unter dieser Diagnose. Des Weiteren zeigte sich eine hohe Rate an falsch positiven Befunden des Labors des lokalen Krankenhauses im Vergleich zu den Laborergebnissen des Malariakontrollprogramms. In der weiteren Evaluation konnten geographische, demographische und jahreszeitliche Schwerpunkte f{\"u}r die Malariaarbeit auf Flores herausgearbeitet werden: •Es gab eine signifikante H{\"a}ufung der Malariaf{\"a}lle in geographisch besonders pr{\"a}destinierten Gebieten. •Zudem waren signifikant mehr Kinder und Jugendliche von Malaria betroffen als Erwachsene. •Die Malariainfektionen traten vornehmlich in der Regenzeit auf, in der Trockenzeit sank die Pr{\"a}valenz in allen untersuchten Gebieten ab. Durch das umfassende Malariakontrollprogramm konnte in stark betroffenen Regionen ein Erfolg im Sinne eines signifikanten R{\"u}ckgangs der Pr{\"a}valenz verzeichnet werden.},
  subject      = {Malaria},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Simon2012,
  author    = {Simon, Nina Monica},
  title     = {Molecular interactions of the malaria parasite Plasmodium falciparum during the sexual reproduction in the mosquito midgut},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-72403},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2012},
  abstract  = {The sexual phase of Plasmodium falciparum begins with the differentiation of intraerythrocytic sexual stages, termed gametocytes, in the human host. Mature gametocytes circulate in the peripheral blood and are taken up by the mosquito during the blood meal. These stages are essential for the spread of the malaria disease and form gametes in the mosquito midgut within minutes. A highly conserved family of six secreted proteins has been identified in Plasmodium falciparum. They comprise multiple adhesive domains and are termed PfCCp1 through PfCCp5, and PfFNPA. It was revealed in this work that PfCCp multi-domain adhesion proteins form protein complexes in gametocytes and on the surface of newly emerged macrogametes by adhesion domain-mediated binding. Co-Immunoprecipitation assays with activated gametocyte lysates show interactions between PfCCp proteins and indicate surface association via Pfs230 and Pfs25. Pfs230 is connected with the plasma membrane of the parasite by its interaction partner Pfs48/45. This protein is linked to the plasma membrane by a GPI anchor and presumably retains the multi-protein complex on the surface of newly emerged macrogametes in the mosquito midgut. A WD40 domain containing protein was identified to be part of this protein complex. It might serve as platform for the assembly of the multi protein complex or mediate the interplay among proteins, as suggested from known functions of the WD40 domain repeats. During egress from the host erythrocyte, the emerging gametes become vulnerable to factors of the human complement, which is taken up with the blood meal. In this thesis it was found that the complement system is active for about one hour post feeding. Macrogametes defend against complement-mediated lysis by co-opting the human complement regulators Factor H and FHL-1 from the blood-meal. These serum proteins bind via its SCR domains 5-7 to the surface of macrogametes. Once bound, they trigger complement inactivation of the alternative pathway, which prevents induction of complement lysis on the surface of the malaria parasite. Antibodies against Factor H are able to impair the sexual development in vitro and are able to block transmission to the mosquito. Interaction studies on endogenous proteins and immobilized recombinant proteins revealed the PfGAP50 protein as binding partner of Factor H and FHL-1. This protein was hitherto described as a glideosome-associated protein in invasive parasite stages, but has not yet been characterized in gametes. First localization studies indicate a relocation of PfGAP50 from the inner membrane complex to the surface of macrogametes. Malaria still persists as one of the deadliest infectious diseases worldwide. Investigations on the essential transmissive stages, gametocytes and gametes of Plasmodium falciparum, stood in the background of research for a long time. This work deciphered details on protein interactions on the surface of the malaria parasite and provides first information about coactions between the parasite and the human complement in the mosquito midgut.},
  subject      = {Plasmodium falciparum},
  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}
}