Hintergrund: Die weltweit höchsten HIV-Prävalenzen finden sich im südlichen Afrika. In den letzten Jahren gelang in dieser Region die massive Ausweitung der Verfügbarkeit antiretroviraler Medikamente – ein großer Erfolg im Kampf gegen HIV und AIDS. Doch nur durch regelmäßiges Viruslastmonitoring können die Therapieerfolge nachhaltig gesichert werden. In vielen Ländern des südlichen Afrikas ist die Verfügbarkeit von Viruslasttests noch unzureichend. Gründe dafür sind die hohen Kosten und die Komplexität kommerzieller Testsysteme. Als Alternative für ressourcenknappe Regionen wurde eine qualitative PCR-Minipool-Strategie zum kombinierten Nachweis von virologischem Versagen und Medikamentenresistenzen vorgeschlagen. In dieser Arbeit sollte diese Methode an die Gegebenheiten des südlichen Afrikas adaptiert und im Rahmen einer Studie validiert werden. Methoden: Die qualitative PCR wurde zunächst für HIV-1 Subtyp C optimiert. Dafür wurden Primer designt und in eine Nested-PCR integriert. Das Detektionslimit der optimierten Methode wurde bestimmt, um den HIV-1 RNA-Eintrag in die RT-PCR so abstimmen zu können, dass trotz der qualitativen Natur der PCR eine Unterscheidung zwischen hoch- und niedrigpositiven Proben möglich war. Im Rahmen einer Studie an 50 südafrikanischen Patientenproben wurde die qualitative PCR-Minipool-Strategie mit der Referenzmethode verglichen. An einigen positiv getesteten Proben wurde eine genotypische Resistenztestung durchgeführt. Ergebnisse: Das Detektionslimit der Nested-PCR betrug 20 RNA-Kopien. Daraus wurde der optimale RNA-Eintrag in die RT-PCR abgeleitet. 50 Patientenproben wurden in 10 Minipools à 5 Proben getestet, anschließend erfolgte die Dekonvolution der 7 positiven Pools. Die qualitative PCR-Minipool-Strategie detektierte 10 der 11 Patientenproben mit einer Viruslast über 1.000 Kopien/ml. Die Übereinstimmung mit der Referenzmethode betrug 98 %, die diagnostische Sensitivität für die Detektion von Therapieversagern betrug 91 %, der negative prädiktive Wert 98 %. Die Spezifität und der positive prädiktive Wert betrugen jeweils 100 %. Durch die Minipool-Methode konnten 10 % der Tests eingespart werden. Vier positiv getestete Patientenproben wurden der genotypischen Resistenztestung zugeführt. Alle wurden erfolgreich sequenziert und resistenzassoziierte Mutationen wurden identifiziert. Schlussfolgerung: Die konsequente Virussuppression verbessert die Gesundheit der Patienten unter ART und ist eine Schlüsselmaßnahme auf dem Weg zur Beendigung der HIV-Pandemie. Viele Länder des südlichen Afrikas verfügen jedoch noch nicht über angepasste Technologien zum Monitoring der Viruslast. Die in dieser Arbeit optimierte Methode zeigte bei der qualitativen Viruslastbestimmung von 50 südafrikanischen Patientenproben eine hervorragende Übereinstimmung mit der Referenzmethode. Durch die Kombination mit einer genotypischen Resistenztestung bietet sie darüber hinaus wichtige Informationen über die Ätiologie des Therapieversagens. Dem behandelnden Arzt hilft das bei der Entscheidung über die Notwendigkeit einer Therapieumstellung. Durch ihr anpassungsfähiges und simples Testdesign ist die qualitative PCR-Minipool-Strategie für die Anwendung in ressourcenknappen Regionen des südlichen Afrikas geeignet.

Die Verwendung von Dried Blood Spots zur serologischen Diagnostik auf Antikörper gegen opportunistische Erreger im Rahmen einer HIV Infektion, wurde unter simulierten afrikanischen Extrembedingungen validiert. Ziel war es zu zeigen, dass Dried Blood Spots unter idealen Lagerungsbedingungen für 4 Wochen stabil bleiben und anschliessend eine valide Antikörperdiagnostik möglich ist. Diese Methode kann als Möglichkeit für einen einfachen und kostengünstigen Probentransport in Tansania dienen.

Flatworm parasites (platyhelminths) cause serious infection diseases in humans, such as schistosomiasis and hydatid disease, mainly prevalent in developing countries. However, the current repertoire of drug armamentarium used to combat flatworm infections is limited. For instance, praziquantel is the only drug available for mass treatment of Schistosoma infections. In contrast to their hosts, flatworm parasites possess a distinct redox arrangement of redox pathways in which the selenoenzyme thioredoxin glutathione reductase (TGR) controls the overall redox homeostasis. Interference with this enzyme leads to parasite death. Hence, this key redox enzyme seems to be a new promising drug target against flatworm infections. Because most flatworms are difficult to cultivate in the laboratory (e.g. Echinococcus granulosus experimental infection in mice takes about 10 month to develop into cysts), this work was focused on Mesocestoides vogae (syn. corti), a non-human flatworm parasite which is an interesting laboratory model to study other flatworm infections: it is very rare in humans, can be easily manipulated both in vivo and in vitro and grows extremely fast in mice. With the aim to assess TGR inhibitors as possible drugs to treat flatworm infections, the thioredoxin and glutathione pathways of M.vogae were studied. Here, the objectives were to study whether the biochemical pathways that maintain the redox homeostasis in M. vogae conform to the general biochemical scenario proposed for other platyhelminth parasites. Here, it was proven that M. vogae extracts possess both thioredoxin and glutathione reductase activities. The thioredoxin and glutathione reductase activities were partially purified from total extracts by a combination of ammonium sulfate precipitation, anion exchange and hydroxyapatite chromatography. Both activities co-purified in all steps which strongly indicates the existence of TGR rather than a single TR and GR. Furthermore partially purified activities could be inhibited by the organogold compound auranofin, a known TGR inhibitor. Moreover, the glutathione reductase activity displays hysteresis (a peculiar kinetic behavior) at high concentrations of oxidised glutathione, a feature typical of flatworm TGRs, but not of conventional GR. Although M. vogae activities could not be purified to homogeneity, the overall results strongly indicate that this flatworm possesses TGR and lacks conventional GR and TR. Furthermore the thiadiazole WPQ75 and the N-oxide VL16E (a furoxan derivate) were identified as inhibitors of TGR activity of M.vogae at a 10 µM concentration. These inhibitors were able to kill M.vogae larval worms in vitro as well as in experimental infection in mice. Due to the existence of TGR activity in M.vogae, the possibility to inhibit this activity with recently discovered inhibitors of flatworm TGR and the successes achieved by testing these inhibitors both in vitro and in vivo, it is strongly evident that M. vogae would be an excellent model to assess TGR inhibitors in flatworm infections.

Intestinale Infektionen mit pathogenen Protozoen können schwere Erkrankungsbilder verursachen und stellen eine oftmals vernachlässigte Problematik, vor allem in Regionen mit geringen Sanitär- und Hygienestandards, dar. Dies betrifft insbesondere südlich der Sahara gelegene Länder. Hier existieren leider keine oder nur unzureichende Prävalenzdaten, was zum Teil auch auf die inadäquaten diagnostischen Möglichkeiten zurückzuführen ist. Die Übertragung erfolgt fäkal-oral über verunreinigte Nahrungsmittel sowie kontaminiertes Trinkwasser und kann symptomatische und asymptomatische, akute und chronische Infektionen hervorrufen. Methoden: Es handelt sich um eine Querschnittsstudie, die 2016 im Rahmen des laufenden SchistoControl-Pilotprojekts auf der Insel Ijinga im Nordwesten Tansanias durchgeführt wurde. Es wurden Stuhlproben von 357 Teilnehmern gesammelt und mikroskopisch auf Trophozoiten oder Zysten von intestinalen Protozoen untersucht. Zusätzlich wurde die Realtime-Polymerasekettenreaktion (qPCR) zur Speziesdifferenzierung verwendet. Ergebnisse: Basierend auf Mikroskopie und qPCR betrug die Prävalenz von Giardia intestinalis 12% bzw. 15,1%. Basierend auf der Mikroskopie betrug die Prävalenz von Entamoeba histolytica / Entamoeba dispar 26,1%. Durch Speziesdifferenzierung mittels qPCR waren jedoch 21,8% der Studienteilnehmer positiv für E. dispar und keiner positiv für E. histolytica. Schlussfolgerung: Intestinale Protozoeninfektionen sind in der Bevölkerung des Studienortes häufig. Der Nachweis dieser Infektionen in verschiedenen Altersgruppen weist auf einen geringen Hygienestandard in der Gemeinde hin. Eine Verbesserung der Wasser-, Sanitär-, Hygienestruktur und des Gesundheitsbewusstseins wird zur Kontrolle dieser Infektionen beitragen.

Eine chronische Infektion mit dem Hepatitis B Virus (HBV) ist ein wichtiges, jedoch vernachlässigtes Problem der globalen Gesundheit. Weltweit sind ungefähr 257 Millionen Personen chronisch mit dem Virus infiziert. Eine Impfung gegen diese Erkrankung ist seit 1982 verfügbar. Impfprogramme haben dort, wo die Impfung ausreichend verfügbar ist, einen durchschlagenden Erfolg in der Reduktion von chronischer Hepatitis B gezeigt. Es gibt jedoch Teile der Welt, in denen die Impfung nicht zu einem ausreichenden Schutz führt, da die Infektion schon vor der Gabe der ersten Impfdosis geschieht oder die Impfung nicht oder nur unvollständig verabreicht wird. In Ländern mit einer hohen Prävalenz von Hepatitis B wird das Virus vor allem von Müttern auf Kinder übertragen. Kinder, die sich innerhalb ihres ersten Lebensjahres infizieren, haben hohes Risiko eine chronische Infektion zu entwickeln. Tansania, mit einer Prävalenz der chronischen Hepatitis B von 7,2% in der Allgemeinbevölkerung, gilt als Hochendemiegebiet der Erkrankung. Die Weltgesundheitsorganisation (WHO) nennt in ihrer globalen Strategie zur Elimination von viralen Hepatitiden die Prävention von Mutter-Kind-Übertragung als eine zentrale Aufgabe. Das beinhaltet unter anderem die Testung von schwangeren Frauen und die Impfung von Neugeborenen gegen HBV innerhalb von 24 Stunden nach der Geburt. Diese Maßnahmen sind jedoch in Tansania nicht implementiert. Zudem lagen zum Durchführungszeitraum der Studie nur wenige Daten zu der Prävalenz von HBV in schwangeren Frauen vor. Aus diesem Grund untersuchte die Studie die Prävalenz von Hepatitis B unter schwangeren Frauen in einem Krankenhaus der tertiären Versorgungsstufe in Mwanza, Tansania, sowie den sozio-ökonomischen Hintergrund und mögliche Risikofaktoren für eine Infektion seitens der Mütter. Ergänzend wurden verschiedene serologische und virologische Analysen des Blutes der Mütter und ihrer Kinder durchgeführt.