TY  - THES
A1  - Steigerwald, Mario
T1  - Die Rolle von dendritischen Zellen und  Chemokinen bei der Regulation der Immunantwort gegen Erreger der kutanen Leishmaniose
T1  - The role of dendritic cells and chemokines in the regulation of the immune response against pathogens of cutaneous leishmaniasis
N2  - Dendritische Zellen stellen ein essentielles Bindeglied zwischen angeborener und adaptiver Immunität dar. Sie stammen aus dem Knochenmark und bilden ein Netzwerk von heterogenen Zellpopulationen. In peripheren Geweben liegen sie als unreife Zellen mit einem hohen Potential zur Aufnahme und Prozessierung von Mikroorganismen vor. Nach der Aufnahme von eindringenden Mikroorganismen beginnen dendritische Zellen jedoch, sich von einem prozessierenden in ein präsentierendes Stadium zu differenzieren, und wandern zu den sekundären lymphatischen Organen, um dort den naïven T-Zellen die mikrobiellen Antigene zu präsentieren. Die gerichtete Wanderung von dendritischen Zellen ist hierbei ein zentraler Bestandteil der immunstimulatorischen und -modulatorischen Funktion dieser Zellen. Eine essentielle Rolle bei diesem Migrationsverhalten spielen chemotaktische Zytokine (Chemokine). Chemokine sind Proteine mit einem niedermolekularen Gewicht (8-10 kDa), welche anhand ihres strukturellen Cysteinmotifs in vier Gruppen unterteilt und entweder als CXC-, CC-, C- und CX3C- Chemokine oder als α-, β-, δ- und γ-Chemokine bezeichnet werden. Arbeiten der eigenen Arbeitsgruppe am Modell der kutanen Leishmaniose haben jedoch gezeigt, dass die Funktion von Chemokinen weitaus mehr umfasst, als lediglich die zielgerichtete Steuerung der Migration immunologisch wichtiger Zellen. So konnte in diesen Studien nicht nur gezeigt werden, dass das Muster der Expression von Chemokinen mit der Schwere des Krankheitsbildes korreliert, sondern auch, dass das Chemokin CCL2/MCP-1 in der Lage ist, einen direkten Einfluss auf die intrazelluläre Erregerabwehr zu nehmen. Diese Arbeiten bezogen sich jedoch auf humane Hautbiopsien und aus Humanblut isolierten Zellen. Eine detaillierte Analyse des Infektionsverlaufes unter definierten Bedingungen (konstante Infektionsdosis und -art, kontrollierte Infektionsdauer, Verwendung von klonierten Parasiten, einheitlicher genetischer Hintergrund des Wirts) ist bei Patienten jedoch nicht möglich. Deshalb wurde die experimentelle Leishmanieninfektion von Inzuchtmäusen (suszeptible BALB/c- und resistente C57BL/6-Mäuse) herangezogen, um die Kinetik der Chemokinexpression und deren Korrelation mit dem Verlauf der kutanen Leishmaniose zu bestimmen. Die Arbeiten dieser Doktorarbeit zeigen erstmals, dass ebenso wie im humanen System bei der experimentellen Leishmaniose in der Maus die Fähigkeit zur Abwehr dieses Erregers mit einer verstärkten Expression von CCL2/MCP-1 in der infizierten Haut korreliert. Des Weiteren konnte zwar eine CCL2/MCP-1-induzierte leishmanizide Wirkung in murinen Makrophagen festgestellt werden, ein vergleichbarer Effekt blieb bei Langerhans-Zellen, den dendritischen Zellen der Haut, jedoch aus. Weiterhin sollte der Einfluss einer Leishmanieninfektion auf das CCL2/MCP-1- induzierte Wanderungsverhalten von Langerhans-Zellen untersucht werden, da aus der Literatur bekannt ist, dass das Chemokin CCL2/MCP-1 die Migration dendritischer Zellen induziert. Die Studien der Doktorarbeit ergaben hierbei, dass eine Infektion mit Leishmania major zu einer signifikanten Verminderung der durch CL2/MCP-1 oder CCL3/MIP-1α induzierten Migration von Langerhans-Zellen führt. Eine mögliche Ursache für dieses Resultat war hierbei in dem Einfluss einer Infektion mit Leishmanien auf die Expression von Chemokinrezeptoren in dendritischen Zellen zu finden. Anschließende Untersuchungen der mRNA-Expression dieser Rezeptoren konnten diese Vermutung bestätigen. So wurde nach einer Infektion von dendritischen Zellen mit L. major eine Reduktion der mRNA-Expression der Chemokinrezeptoren CCR2 und CCR5 festgestellt. Anschließende FACS-Analysen und Studien mit Hilfe des konfokalen Lasermikroskops führten zu einem ähnlichen Resultat. Interessanterweise bewirkt die Infektion mit L. major andererseits eine Hochregulation der mRNA-Expression von CCR7 in dendritischen Zellen. Von diesem Rezeptor ist bekannt, dass er die Chemokine CCL19/MIP-3β und CCL21/6Ckine, welche im Lymphknoten konstitutiv exprimiert werden, mit großer Affinität bindet und für die zielgerichtete Migration dendritischer Zellen in dieses Organ essentiell ist. Weitere Versuche ergaben zudem eine verstärkte CXCL10/IP-10-mRNA-Expression in dendritischen Zellen aus L. major-resistenten C57BL/6-Mäusen, welche bei dendritischen Zellen aus BALB/c-Mäusen nicht festgestellt worden ist. Zusammenfassend konnte in dieser Doktorarbeit gezeigt werden, dass eine Infektion dendritischer Zellen mit L. major sowohl bei suszeptiblen als auch bei resistenten Mäusen zu einer Modulation der Expression von Chemokinrezeptoren führt, die sowohl für die Lokalisation der Zellen in den entzündeten Hautarealen verantwortlich sind (CCR2 und CCR5), als auch ihre Wanderung in die Lymphknoten steuern CCR7). Darüber hinaus lässt die wirtsspezifische Modulation des Chemokins CXCL10/IP-10 in resistenten Tieren vermuten, dass sie zur Kontrolle der Infektion beiträgt.
N2  - Dendritic cells (DC) represent an essential link between innate and adaptive immunity. DC are bone marrow-derived and form a network of heterogeneous cell populations. In peripheral tissue they are in an immature state, with a high potential for taking up and processing microorganisms. After taking up invading pathogens, DC differentiate from a “processing” into a “presenting” stage, while migrating to the secondary lymphoid organs in order to present microbial antigens to naïve T cells. The directed migration of dendritic cells is a central component in the immunostimulatory and modulatory function of these cells. Chemotactic cytokines (chemokines) are critical for these migratory pathways. Chemokines are proteins of low molecular weight (8-10 kDa) and can be classified into four groups on the basis of a cysteine structural motif, known as either the CXC, CC, C and CX3C or the α, β, δ and γ subfamilies. Studies using the model of cutaneous leishmaniasis have shown, however, that the function of chemokines is much wider than only to control the migratory pathway of immunologically relevant cells. These previous studies demonstrated not only the correlation between the chemokine expression pattern and the course of the infection, but also the direct influence of the chemokine CCL2/MCP-1 on the intracellular defence of pathogens. However, these studies were based on skin lesions from patients and human monocytes. A more detailed analysis of the infection process under more defined conditions (constant infection dose, defined duration of infection, use of cloned parasites, uniform genetic background of the host) is not possible with human material. Therefore, the experimental Leishmania model with inbred mice (susceptible BALB/c and resistant C57BL/6 mice) was used to determine the kinetics of the chemokine expression and their correlation with the course of cutaneous leishmaniasis. The studies of this work demonstrated for the first time that the expression of CCL2/MCP-1 during experimental infection with Leishmania major in mice correlates with the capability to control this pathogen. Moreover, a CCL2/MCP-1 induced leishmanicidal effect on murine macrophages could be determined, but a comparable effect was not observed with Langerhans cells, the dendritic cells of the skin. Furthermore, in this work the influence of an infection with Leishmania on the CCL2/MCP-1-induced migration of Langerhans cells were examined, since it is known from the literature that CCL2/MCP-1 induces dendritic cell migration. The studies of this work demonstrated that an infection of Langerhans cells with L. major leads to a significant reduction of the CCL2/MCP-1- or CCL3/MIP-1α-induced migration rate of these cells. A possible reason for this result may be the influence of an infection with Leishmania on the chemokine receptor expression by dendritic cells. Further investigations of the mRNA expression of these receptors could confirm this assumption. They demonstrated reductions in the mRNA expression of the chemokine receptors CCR2 and CCR5 after an infection of dendritic cells with L. major. Moreover, FACS analysis and studies using confocal laser microscopy led to similar results and showed that the L. major-induced alterations in mRNA expression correlate with those at the protein level. Interestingly, a strong upregulation of CCR7 mRNA expression could be detected after infection of dendritic cells. This receptor is well known for binding the chemokines CCL19/MIP-3β and CCL21/6Ckine, which both are constitutively expressed on the lymph node, with high affinity. Moreover, this receptor is essential for a directed movement of dendritic cells to that organ. Further studies also showed an upregulation of the CXCL10/IP-10-mRNA expression in dendritic cells from L. major-resistant C57BL/6 mice, whereas it could not be detected in dendritic cells from susceptible BALB/c mice. In summary, this work demonstrated that an L. major-infection of dendritic cells from resistant mice as well as susceptible mice leads to a modulation in the expression of chemokine receptors that are responsible for the localisation of those cells into the inflammatory tissue (CCR2 and CCR5) and the migration of dendritic cells to the lymph node (CCR7). Moreover, the host-specific modulation of the chemokine CXCL10/IP-10 in resistant animals seems to play a role in the control of the infection.
KW  - Leishmaniose
KW  - Dendritische Zelle
KW  - Chemokine
KW  - Immunreaktion
KW  - dendritische Zelle
KW  - kutane Leishmaniose
KW  - Chemokine
KW  - Immunantwort
KW  - dendritic cells
KW  - cutane leishmaniasis
KW  - chemokine
KW  - immune response
Y1  - 2005
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-13852
ER  - 
TY  - THES
A1  - Bischof, Sebastian Klaus
T1  - Qsar-geleitete Synthese von strukturell vereinfachten antiplasmodialen Naphthylisochinolinen und Synthese von antiprotozoischen Arylchinolinium-Salzen
T1  - QSAR guided synthesis of structurally simplified antiplasmodial naphthylisoquinolines and synthesis of antiprotozoal arylquinolinium salts
N2  - Die Malaria und andere Infektionskrankheiten sind immer noch die Haupttodesursache in Entwicklungsländern. Durch das jahrzehntelange Versäumnis, neue Wirkstoffe zu entwickeln, und durch die rasante Ausbreitung von Resistenzen gegen herkömmliche Medikamente sind in vielen Regionen der Erde besorgniserregende Zahlen über Neuinfektionen und Todesfälle zu beobachten. Die Suche nach neuen Wirkstoffen ist daher dringend erforderlich und die Hauptaufgabe des Sonderforschungsbereichs 630 an der Universität Würzburg. An diesem interdisziplinären Projekt beteiligt sich unsere Forschungsgruppe vor allem mit der Naturstoffklasse der Naphthylisochinolin-Alkaloide. Neben ihren interessanten strukturellen Eigenschaften haben mehrere Vertreter dieser Sekundärmetabolite vielversprechende Aktivitäten gegen Plasmodien, Leishmanien und Trypanosomen. Dioncophyllin C (24), das bisher wirksamste Naphthylisochinolin gegen P. falciparum, zeigt nicht nur eine exzellente Aktivität in vitro, sondern auch in vivo. In Kooperation mit der Forschergruppe von K. Baumann (Braunschweig) führte man QSAR-Studien durch, um die für 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-verknüpften Naphthylisochinoline ansehen kann, synthetisiert werden und innerhalb des SFB 630 und bei unseren Partnern am Schweizerischen Tropen- und Public-Health-Institut auf ihre biologische Aktivität untersucht werden. Man erhoffte sich neben möglichen antiinfektiven Eigenschaften auch Rückschlüsse auf Struktur-Wirkungs-Beziehungen. Zusätzlich sollte die synthetische und analytische chemische Expertise unseren Kooperationspartnern in zwei Projekten außerhalb des SFB 630 zur Verfügung gestellt werden. Dabei handelte es sich einerseits um die Strukturaufklärung von Biosyntheseintermediaten mit Hilfe der HPLC-NMR-Kopplung und andererseits um die Darstellung langkettiger Aldehyde für die biologische Untersuchung des Prä-Penetrationsprozesses eines getreideschädigenden Pilzes.
N2  - Malaria and other infectious diseases are still the most common cause of death in developing countries. Due to the failure of developing new drugs and the increasing resistance there are alarming numbers of new incidences and death cases in many regions of the world. The search for urgently needed drugs is the main task of the Sonderforschungsbereich 630 (SFB 630) of the University of Würzburg. Our research group participates in this interdisciplinary project with the naphthylisoquinoline alkaloids. Besides their interesting structural properties several of these secondary metabolites also have promising activities against plasmodia, leishmania, and trypanosoma. Dioncophylline C (24), the so far most active naphthylisoquinoline alkaloid against P. falciparum, does not only show activity in vitro but also in vivo. In cooperation with the research group of K. Baumann (Braunschweig) QSAR studies were accomplished in order to find the structural features that are important for the biological effect and to suggest new structurally simplified analogs of the lead structure 24. Based on previous work in our group the main task of this thesis was the synthesis of structurally simplified derivatives of the natural product 24. The results of the biological investigations were to be analyzed and new structure-activity relationships were to be established. Furthermore, quinolinium salts, which can be seen as analogs of the N,C-coupled naphthylisoquinolines, were to be synthesized and tested for their biological properties by our external partners of the Swiss Tropical and Public Health Institute and within the SFB 630. Besides the possible antiinfective activities conclusions on structure-activity relationship studies were of interest. In addition the synthetic and analytical expertise was to be offered to two of our external cooperation partners. The projects were on the one hand the structure elucidation of biosynthetic intermediates using the HPLC-NMR technique and on the other hand the synthesis of very-long chain aldehydes for biological investigations of the pre-penetration process of a cereal-damaging fungus.
KW  - Malaria
KW  - Naphthylisochinoline
KW  - QSAR
KW  - Organische Synthese
KW  - Leishmaniose
KW  - malaria
KW  - naphthylisoquinolines
KW  - qsar
KW  - organic synthesis
KW  - leishmaniasis
Y1  - 2012
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-76601
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TY  - THES
A1  - Loedige, Melanie
T1  - 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 binäre Toxine aus Bacillus anthracis, Clostridium perfringens und Clostridium botulinum
T1  - Synthesis and Evaluation of Novel Drug Classes Against Infectious Diseases
N2  - Infektionskrankheiten gehören weltweit immer noch zu den häufigsten Todesursachen, und auch wenn die Gefährdung in den Industriestaaten erheblich reduziert werden konnte, nimmt die Bedeutung von übertragbaren Krankheiten wieder zu. Verursacht wird dies zum einen durch die Fähigkeit 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 ständiger Wettlauf mit der Anpassungsfähigkeit der Infektionserreger, und gerade dies spielt eine große Rolle für vernachlässigte und armutsassoziierte Krankheiten wie z.B. Tuberkulose, Malaria und HIV/AIDS, die in den Entwicklungsländern 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. Mücke) und Wirt (z.B. Mensch) und durchleben so verschiedene Stadien eines komplexen Entwicklungszyklus, von denen sich jedes einzelne Stadium wie ein 'anderer' Organismus verhält. Hierdurch ist die therapeutische Behandlung erschwert, und für die dauerhafte Eradikation der Parasiten und für die Hemmung ihrer Transmission, um letztlich eine Resistenzentwicklung der Medikamente zu verhindern, müssen Wirkstoffe möglichst gegen alle Stadien ähnlich 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 Hybridmolekülen aus bewährten Arzneistoffen wurde als innovativer Ansatz zur Behandlung der Malaria verfolgt. Eine strukturell neue Wirkstoffklasse mit sehr guten spezifischen Aktivitäten und interessanten Struktur-Aktivitäts-Beziehungen gegen Promastigoten und gegen Amastigoten von L. major wurde entdeckt. Auf der Suche nach neuen Verbindungen, die binäre Toxine von Bacillus anthracis Anthrax-Toxin), Clostridium perfringens (Iota-Toxin) und Clostridium botulinum C2-Toxin) hemmen können, 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.
N2  - Infectious diseases still cause a great number of deaths worldwide. Although the risk in industrialized countries could be reduced significantly, the importance of those kinds of diseases demand again more and more attention. This tendency results from the fact that microorganisms are able to develop different mechanisms of resistance, and that new infectious diseases as, for example, avian influenza occur. Thus, it remains difficult for drug discovery to keep up with the adaptability of infectious agents, which is especially problematic in the case of neglected and poverty-related diseases like tuberculosis, malaria and HIV/AIDS all of which appear on a large scale in developing countries and cause ultimately severe economic loss. Protozoan parasites like the pathogens of malaria and leishmaniasis are very tricky because they are able to change between vector (e.g. mosquitoes) and host (e.g. humans) and exist in different biological stages of a complex life cycle. Hence, it seems to be the case that the parasite acts like a 'different organism' in each developmental stage of its life cycle. This fact complicates adequate treatment significantly. In order to reach a permanent eradication of parasites, to inhibit their transmission, and to avoid the development of resistance, drugs should act against all stages in a similar good way. The present thesis aims at the conceptual orientation of such drugs, their structural design as well as their synthesis in order to provide new representatives against protozoan and bacterial agents and toxins. The conceptual design and synthesis of hybrid molecules consisting of established drugs as innovative approaches for the treatment of malaria was realized. A structural new drug class with highly specific activities and rather interesting structure-activity-relationships against promastigotes and amastigotes of L. major was established. In search of new compounds for inhibiting binary toxins of Bacillus anthracis Anthrax-Toxin), Clostridium perfringens (Iota-Toxin) and Clostridium botulinum C2-Toxin), besides new 4-aminoquinoline compounds, novel aminoquinolinium salts were designed, synthesized and tested in target-based assays via titration experiments and current fluctuation analysis respectively in in vitro experiments.
KW  - Malaria
KW  - Antimalariamittel
KW  - Chloroquin
KW  - Primaquin
KW  - Naphthylisochinolinalkaloide
KW  - Hybride
KW  - Infektionskrankheit
KW  - infectious disease
KW  - Leishmaniose
KW  - Bacillus anthracis
KW  - Clostridium botulin
Y1  - 2012
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-76412
ER  -