16 Mai 2013 O I N T K U M

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Inhalt

Editorial 4

Jiawen xiao, apv präsidentin 5

Interview mit pd dr. stefanie krämer 6

Rickettsiosen 9

Menschliche intelligenz 11

Ifil, reisen auf eine andere art 13

New strategies against trypanosomiases 14

Schönheit aus der pflanzenwelt 22

Apv Vollversammlung fotos 23

Tonikum

Postfach 170, 8093 Zürich

www.apv.ethz.ch

tonikum@student.ethz.ch

Redaktion

Tamara Eicher, Chefredaktorin

Laura Merseburger, Vize-Chefredaktorin

Melanie Weis, Reporterin

Robert Erne, Layouter

Christian Amann, Gastreporter

Cover

By CG Johnson

Druck

PrintShop Werd

Auflage: 400 Stück

4

Editorial

In dieser Ausgabe erfahrt ihr im Inter-

view mit Frau Dr. Stefanie Krämer, die

selber auch an der ETH Zürich Pharma-

zeutische Wissenschaften studiert hat,

mehr über ihr Forschungsgebiet in der

Radiopharmazie und warum diesem in

Klinik und Arzneistoffentwicklung eine

grosse Zukunft bevorsteht.

Habt ihr die letzte Vollversammlung des

APVs im April verpasst, haben wir für

euch ein paar fotografische Eindrücke

parat. Und natürlich stellen wir euch

auch die frischgewählte neue Präsidentin

des APVs, Jiawen Xiao, vor.

Gleich selber stellt sich die Organisation

IFIL (Initiative for Intercultural Learn-

ing) vor, die Studienreisen in die ver-

schiedensten Teile dieser Welt organi-

siert. Wenn du eine Abwechslung vom

Studienalltag brauchst, dann warten

interessante Reisen nach Israel, Palästi-

na, Kosovo und China auf dich.

Gleich mehrere, in der Schweiz nicht

ganz alltägliche, Infektionskrankheiten

werden in dieser Ausgabe näher thema-

tisiert. Einerseits die Rickettsiosen, eine

Gruppe von Erkrankungen, die durch

ausschliesslich intrazellulär lebende

Bakterien der Gattung Rickettsia verur-

sacht werden. Andererseits die durch

Parasiten der Gattung Trypanosoma

verursachte Afrikanische Schlafkrank-

heit und Chagas-Krankheit. Beides sind

Tropenkrankheiten und die momentanen

Behandlungsmöglichkeiten sind in

vielerlei Hinsicht noch mangelhaft.

Falls ihr noch auf der Suche nach einem

passenden und persönlichen Geschenk

seid, euch selbst einfach wieder mal was

Gutes tun wollt oder ein wichtiges Date

bevorsteht, dann probiert das Lippen-

peeling zum selber machen aus. Unsere

Reporterin und Vize-Chefredaktorin

Laura hat es selbst ausprobiert und

schwört darauf. Und da vielleicht der

Sommer doch noch kommt, was erfah-

rungsgemäss hohe Temperaturen und

somit auch erhöhte Schweissproduktion

zur Folge hat, gibt es noch einen Tipp

für einen wohlduftenden selbstgemach-

ten Roll-on-Stick für unterwegs dazu.

Christian, der sich in dieser Ausgabe als

Gastreporter betätigte, hat sich gleich zu

Beginn der provokanten und brisanten

Thematik der menschlichen Intelligenz

und dessen Aufstieg und umstrittenen

Fall zugewandt.

Wir wünschen euch viel Erfolg bei den

anstehenden Prüfungen und all jenen,

die das Tonikum zum letzten Mal in der

Hand haben werden zusätzlich alles

Gute im Berufsleben.

Viel Spass beim Lesen!

Tamara Eicher

Chefredaktorin des Tonikums

5

Ich bin: eine sehr vielseitig interessier-

te Person mit viel Temperament aber

auch ruhigen Seiten. Überhaupt, besit-

ze ich viele gegensätzliche Charakter-

züge, zum Beispiel bin ich zwar sehr

ehrgeizig gleichzeitig aber auch eher

faul.

Situationen beurteile ich gerne analy-

tisch, aber Entscheidungen treffe ich

schlussendlich oft intuitiv. Des Weite-

ren liebe ich es fremde Kulturen ken-

nenzulernen, besonders liebe ich es

exotische Küche auszuprobieren und

meine eigenen Kochkünste zu erwei-

tern.

Interessen/Aktivitäten: Neben dem

Studium übe ich momentan Geige

spielen, denn ich wollte eigentlich

darauf hinarbeiten ins AOZ aufgenom-

men zu werden. Aber weil ich erst

kürzlich nach vielen Jahren Pause

wieder damit angefangen habe und

mein Studium mir nicht mehr so viel

Freizeit übrig lässt, könnte dies kritisch

werden. Neuerdings bringe ich mir

auch selber das Klavier spielen bei,

was mir sehr viel Spass macht, denn

der Fortschritt kommt mit einem neuen

Instrument immer sehr viel schneller,

was natürlich enorm motivierend ist.

Einer meiner ewigen long term Zielen

ist es ausserdem, iiiiirgendwann mal an

einem Tanzturnier in Standard oder

Latein teilzunehmen. Ich konnte mei-

nen Freund endlich davon überzeugen

(bzw. überreden) Tanzunterricht -

organisiert vom TQ - mit mir zu besu-

chen und es macht ihm zu seiner eige-

nen Überraschung extrem viel Spass.

Warum hast du dich für das Amt

der APV-Präsidentin (spontan) zur

Verfügung gestellt?

Jiawen Xiao APV Präsidentin

Von Tamara Eicher

Jahren noch Bestand hat. Zu guter

Letzt sollen die Events des APVs wie

bis anhin weitergeführt und das Ange-

bot unter Umständen sogar erweitert

werden.

Wie kann man das Engagement für

den APV attraktiver machen oder

warum interessieren sich so wenige

Studenten für den APV?

Da ich ganz neu in diesem Amt bin und

noch keinen wirklichen Blick backsta-

ge des APVs werfen konnte, lässt sich

diese Frage nur schwer beantworten.

Ich erinnere mich an ein Zitat, welches

viele Aspekte meines Lebens be-

stimmt: "Effektivität bedeutet, die

richtigen Dinge zu tun, wohingegen

Effizienz heisst, die Dinge richtig zu

tun." Auf genau diesen Grundsatz

möchte ich mich auch bei meiner

Arbeit für den APV besinnen. Ich

werde versuchen die Bürokratie inner-

halb des APVs auf ein Minimum zu

reduzieren und wünsche mir, dass

unsere coolen Events dem Image des

APVs zu mehr Glanz verhelfen und die

Leute sich dann darum reissen werden,

bei uns mitwirken zu können. ;)

Die Entscheidung dazu fiel wirklich

sehr spontan. Ich wollte mich zwar

schon immer auf irgendeine Art in

einem Studentenverein engagieren,

aber das Amt der Präsidentin kam

früher eigentlich weniger in Frage. Da

ich nun nicht total unbegabt für Orga-

nisation und Management bin (hoffe

ich zumindest) und der APV ohne

neuen Präsidenten vor dem Aus stand,

ergriff ich die Gelegenheit mich für

dieses Amt zur Verfügung zu stellen.

Es war und ist mir wichtig, dass wir

Pharmazeuten einen eigenen Fachver-

ein haben, der sowohl unsere Interes-

sen gegenüber Dritten vertritt als auch

unser soziales Engagement demons-

triert.

Was willst du verändern respektive

was sind deine Ziele?

Eines meiner Hauptanliegen ist es, die

Präsenz des APVs vor allem unter uns

Pharmas aber auch unter den Studenten

anderer Studienrichtungen zu stärken.

Als ersten Schritt würde ich gerne

unsere Fachvereins Homepage

www.apv.ethz.ch mehr etablieren.

Dafür sollte sie immer über aktuelle

Themen informieren und den Studen-

ten als erste Anlaufstelle für Fragen

rund ums Studium dienen. Auch das

Tonikum, liegt mir sehr am Herzen. Ich

möchte mich dafür einsetzen, dass

mehr Leute daran mitwirken wollen.

Das Magazin soll weiterhin qualitativ

hochwertige Artikel bieten können,

aber auch eine Sektion beinhalten,

welche die gegenwärtigen Interessen

der Studenten abdeckt.

Natürlich möchte ich auch, dass der

APV als Arbeitsplatz attraktiver wird,

damit wir ohne Probleme Nachwuchs

für die periodisch frei werdenden

Ämter finden und der APV auch in 10

6

Frau Dr. Stefanie Krämer studierte von

1984-1989 Pharmazeutische Wissen-

schaften an der ETH Zürich. Nach dem

Studium arbeitete sie kurze Zeit in der

Offizin und begann 1990 Doktorstudi-

um und Assistenzzeit in Biopharmazie

bei Prof. Wunderli-Allenspach. Nach

erfolgreichem Abschluss des Doktora-

tes 1996 folgten Ausland-aufenthalte in

Montpellier (F) und London (UK), wo

sie als PostDoc in der Forschung tätig

war.

Seit 2000 ist sie wieder am Institut für

Pharmazeutische Wissenschaften an

der ETH Zürich, wo sie sich 2007 in

Biopharmazie habilitierte. Seit 2009

hat sie eine leitende Position im Be-

reich der Radiopharmazie. Zu ihren

Lehrtätigkeiten zählen die Vorlesung

und das Praktikum in Biopharmazie im

6. Bachelorsemester und die Vorlesung

Biotransformation of Drugs and Xeno-

biotics im Masterstudium.

Was ist Ihr Forschungsgebiet?

Seit ein paar Jahren leite ich die Klein-

tier-PET-Plattform in der Professur

Radiopharmazie (Proff. Schibli und

Ametamey; PET steht für Positron-

Emissions-Tomographie). Hierzu

gehören neben der direkten Bildgebung

auch in vitro und weitere in vivo Unter-

suchungen im Bereich der Entwicklung

von PET-Tracern. Mein Spezialgebiet

in der Radiopharmazie ist die PET-

Kinetik. Das heisst, aus den PET-Daten

Parameter wie Geschwindigkeits-

konstanten von einzelnen Prozessen zu

bestimmen.

Als Beispiel nenne ich Geschwindig-

keitskonstanten von Glucose-Transport

und -Phosphorylierung oder Geschwin-

digkeitskonstanten eines Neurorezeptor

-Liganden, die den Transport über die

Interview mit PD Dr. Stefanie Krämer

Von Tamara Eicher

optimieren, dass kinetische Analysen

genaue Resultate liefern. Dies erlaubt

es Abläufe und Prozesse in vivo ohne

grösseren Eingriff zu studieren. Als

Beispiel: Mittels PET-Kinetik können

wir im Maushirn unterscheiden, ob der

lokale Glucosekonsum von Hirnzellen

aufgrund des Transports über GLUT

oder aufgrund der Phosphorylierung

mittels Hexokinase verändert ist und

dies für jede beliebige Hirnregion. Die

Daten erhalten wir aus einem einzigen

PET Scan. Stellen Sie sich den Auf-

wand und die Anzahl Mäuse vor, die

wir untersuchen müssten, um dies mit

biochemischen Methoden herauszufin-

den. Am Schluss müssten wir uns dann

noch fragen, ob vielleicht die Aufarbei-

tung des Gewebes die Resultate beein-

flusst hat. Ich erhoffe mir, dass sich

dank unserer Forschung auf dem

Gebiete der PET-Kinetik viele Türen

öffnen, wichtige Prozesse im Körper

direkt mittels Bildgebung zu untersu-

chen. Dank der Entwicklung neuer

PET-Tracer in der Radiopharmazie an

der ETH haben wir natürlich immer die

Chance die ersten zu sein, einen be-

stimmten Prozess mittels PET zu

untersuchen. Zu meiner Forschung in

Bluthirnschranke und Bindung an den

Rezeptor beschreiben. Daraus erhält

man sehr viel mehr Informationen als

aus einem einfachen Bild.

Neben der Kinetik in der Radi-

opharmazie interessiert mich die Kine-

tik der Permeation von Arzneistoffen

über Barrieren, insbesondere die Passa-

ge über Lipid-Doppelschichten (das

Grundgerüst der Zellwand) und der

Transport mittels des Multi-Drug-

Transporters P-Glycoprotein. Dies ist

das Gebiet meiner Habilitation in

Biopharmazie und ich verfolge diese

Forschung weiter in Projekt- und

Masterarbeiten.

Wie sehen Sie die Zukunft und

Bedeutung Ihrer Forschung? Was

erhoffen Sie sich?

In der nicht-invasiven Bildgebung und

v.a. im sogenannten „functional ima-

ging“ wie PET sehe ich sowohl für die

Grundlagenforschung als auch für die

Anwendung in der Klinik und Arz-

neistoffentwicklung eine grosse Zu-

kunft. Ich werde unten aus meiner

Sicht als Kinetikerin etwas genauer

darauf eingehen. Für viele Fragestel-

lungen fehlt noch ein geeigneter PET-

Tracer. Und genau da ist die Radi-

opharmazie an der ETH daran, PET-

Tracer für relevante Targets

(Rezeptoren, Enzyme, Transportprotei-

ne etc.) zu entwickeln. Wir legen also

wichtige Grundsteine für die Zukunft

der PET.

Mein Spezialgebiet, die PET-Kinetik,

wird parallel dazu immer mehr an

Gewicht gewinnen. Moderne Geräte

erlauben immer bessere zeitliche und

räumliche Auflösungen der Bilddaten

und wir sind daran, die Bedingungen

auch bei kleinen Labortieren so zu

7

Biopharmazie: Es sind im Moment

zwei Debatten im Gange, die erste

haben wir selber iniziiert indem wir

gezeigt haben, dass je nach Ionisations-

grad eines Arzneistoffes bei physiolo-

gischem pH die Permeation des Ions

dominant sein kann. Membranpermea-

tion von geladenen Verbindungen - das

geht vielen Theoretikern gegen den

Strich. Die zweite Debatte wurde von

einem renommierten Systembiologen

eröffnet indem er behauptete, alle

Arzneistoffe werden ausschliesslich

über Transportproteine über in vivo

Barrieren gebracht, nie mittels Diffusi-

on über die Lipiddoppelschicht. Meine

Forschung ist bei beiden Debatten

zentral und ich erhoffe mir natürlich,

dass wir zum Verständnis, wie Arz-

neistoffe Barrieren überwinden, wichti-

ges beitragen können.

Ein weiteres Ziel meiner Biopharma-

zieforschung ist, einen Assay zur

Verfügung zu stellen, mit dem man

direkt die Kinetik von Membranperma-

tion und Transport via P-Glycoprotein

messen kann. Dies wäre für die Arz-

neistoffentwicklung ein grosser Vor-

teil. Man könnte auf einfache Weise,

ohne Zellkultur und mit einer einzigen

Analysemethode Arzneistoffe, welche

von P-Glycoprotein transportiert wer-

den können, sofort erkennen.

Was war Ihr bisher grösster Erfolg

mit Ihrem Team?

Diese Frage ist jeweils nicht leicht zu

beantworten. Kaum wird ein Manu-

skript in einem guten Journal ange-

nommen (ein Erfolg), ist man schon

wieder weiter und fiebert bereits an der

nächsten Fragestellung herum. Ein

grosser Erfolg ist es Geld zu kriegen

für ein Projekt und damit das Weiter-

forschen für eine bestimmte Zeit si-

cherzustellen.

Was mir spontan zu Erfolgen in der

Forschung einfällt: Mit dem Bi-

opharmazie-Team untersuchten wir

erkennen zu können und da freue ich

mich sehr über die Kreativität und

Zwischenerfolge meines Pharmakolo-

gie/PET Teams in der Radiopharmazie.

Warum sollte man bei Ihnen die

Masterarbeit bzw. Doktorarbeit

schreiben? Was kann man bei Ihnen

lernen?

Unsere Arbeiten in der Radiopharma-

zie an der ETH haben meist ein klares

Ziel, einen PET Tracer zu entwickeln,

der helfen soll, Krankheiten zu diag-

nostizieren bzw. einzustufen und den

Krankheitsverlauf zu verfolgen. Wir

haben mit Projekt- und Masterarbeiten

bei vielen die Freude an Synthese in

organischer Chemie geweckt! Am PSI

ist der Fokus mehr auf Therapie, das ist

für einige ein noch lohnenderes Ziel in

der Forschung. Natürlich kann man nie

in einer Master- oder Doktorarbeit das

gesamte „Bench-to-Bedside“ durchlau-

fen. Aber man sieht immer das Ziel vor

Augen, man kann sich die Anwendung

am Patienten vorstellen. Wir bieten

manchmal auch eine Projekt- oder

Masterarbeit an, eine Methode für die

Messung eines bestimmten Parameters

zu entwickeln. Dies immer mit dem

Ziel, PET-Tracer besser charakterisie-

ren zu können und damit ihre Entwick-

lung zu beschleunigen.

Wer Freude an Kinetik hat, ist bei mir

richtig. Ich biete jeweils eine Projekt-

bzw. Masterarbeit an zur Fragestellung,

wie Arzneistoffe über Membranen und

als Fernziel über Membranen mit

eingebauten Transportern permeieren.

Wir haben also ein breites Repertoire

an möglichen Projekten.

Warum haben Sie sich gegen die

Offizin und für die Forschung ent-

schieden?

Ich habe das Studium aufgrund des

breiten Angebots an naturwissenschaft-

lichen Fächern gewählt. Mir hat die

Kombination Naturwissenschaften und

ihre Anwendung am Menschen gefal-

zusammen mit der physikalischen

Chemie den Einfluss der Membran-

Lipidzusammensetzung auf die alpha-

Schnittstelle eines Modellpeptids für

das Amyloid-Precursor-Protein (APP).

Aus APP wird ja über beta- und

gamma-Secretase Amyloid-beta gebil-

det, das sich bei Alzheimer-

Erkrankung anreichert im Hirn. Spal-

tung über alpha-Sekretase an der alpha-

Schnittstelle, zwischen beta- und

gamma-Schnittstelle, ist hingegen Zell-

protektiv.

Für mich war das ein schönes Erlebnis,

als wir erkannten, dass die Lipidzusam-

mensetzung tatsächlich die Struktur

und enzymatische Zugänglichkeit der

alpha-Schnittstelle beeinflusst. Die

Hypothese war, dass wir mit unserem

Lebensstil über die Lipidzusammenset-

zung der Membranen die Zugänglich-

keit der alpha-Schnittstelle beeinflus-

sen, so dass sie besser oder eben

schlechter von der alpha-Sekretase

geschnitten werden kann.

Von einem anderen Beispiel habe ich

weiter oben gesprochen: Wir konnten

zeigen, dass Arzneistoffe durchaus als

Anionen oder Kationen Lipidmembra-

nen passieren können und dies je nach

pH und pKa sogar den Hauptanteil der

Permeation ausmacht. Für diese Arbei-

ten wurden wir ziemlich angeschossen.

Für mich sind es aber wichtige Erkent-

nisse, die einiges in der Pharmakokine-

tik und im Verhalten von Arzneistoffen

im Körper erklären können.

In der Radiopharmazie ist jeder neue

PET-Tracer, der anzeigt, was er soll,

ein Erfolg. Am meisten Freude habe

ich natürlich an den Tracern, mit denen

wir Kinetik machen können, die es also

erlauben Erkenntnisse über Abläufe im

Körper zu gewinnen. Oft sind schon

Teilerfolge auf dem Weg zum grossen

Ziel riesen Motivationsspritzen. Wir

haben das grosse Ziel vulnerable

atherosklerotische Plaques mittels PET

8

len. Die Offizin war für mich ein guter

Nebenschauplatz zum Geld Verdienen

(wir durften ab dem 3. Jahr in der

Apotheke arbeiten und Vertretungen

machen), mein Herz schlug aber immer

für die Naturwissenschaften und die

Forschung.

Wie beurteilen Sie die Qualität der

Ausbildung an der ETH?

Ich würde gerne heute nochmal studie-

ren und mich so auf den allerneusten

Stand bringen in allen gebotenen

Fächern, auch ausserhalb der Pharma-

zeutischen Wissenschaften. Ich schätze

die Qualität der Ausbildung sehr hoch

ein, wobei für mich der vermittelte

Stoff für die Beurteilung im Vorder-

grund steht. Wo kann man als Studie-

rende/r mehr profitieren als an einer

Top-Hochschule, an der man das

Wissen und die neusten Errungenschaf-

ten der Forschung direkt von den

Forschenden vermittelt erhält.

Wie sehen Sie sich im Vergleich zu

anderen Labors an anderen Hoch-

schulen?

Erst, wenn man mal im Ausland war an

anderen Hochschulen, realisiert man,

wie sensationell gut wir ausgerüstet

sind an der ETH. Wir sind es gewohnt,

dass alles funktioniert bzw. rasch

repariert werden kann. Dies ist bei

weitem nicht überall so. Wir kriegen

dies auch zu hören, wenn wir Besuch

aus dem Ausland haben. Ich bin dank-

bar, dass ich an der ETH forschen und

lehren darf. Die ETH stellt einem ein

solides Fundament zur Verfügung gute

Forschung und Lehre zu machen.

9

Rickettsiosen bezeichnen eine Gruppe

von Erkrankungen, die eine ganze

Reihe von unterschiedlichen Krank-

heitsbildern hervorrufen. Ihnen allen ist

etwas gemeinsam: Sie werden von

Bakterien der Gattung Rickettsia aus-

gelöst. Diese Mikroorganismen, be-

nannt nach dem Pathologen Howard

Taylor Ricketts, benutzen Arthropoden

wie zum Beispiel Zecken, Flöhe oder

Läuse als Vektoren, die sie auf ihre

eigentlichen Wirte übertragen, wo sie

dann unterschiedliche Erkrankungen

wie auch das Fleckfieber auslösen

können.

Erreger

Bakterien der Gattung Rickettsia gehö-

ren zur Klasse der Alphaproteobakte-

rien. Sie sind gramnegativ und hoch-

gradig polymorph, das bedeutet, sie

können viele unterschiedliche Gestal-

ten haben. Von Kokken über Stäbchen

zu fadenförmigen Gebilden können alle

Formen vorkommen.

Sie besitzen eine obligat intrazelluläre

Lebensweise, das heisst ihr Überleben

hängt von der eukaryontischen Wirts-

zelle ab, in die sie eindringen müssen.

Diese Art zu Leben bringt einen gros-

sen und entscheidenden Vorteil: Sie

entgehen so dem Immunsystem des

Wirtes und werden von ihm nicht

erkannt und somit auch nicht angegrif-

fen.

Meist sind Endothelzellen des Wirtes

als Lebensräume für die Organismen

auserwählt. Dort können sie sich mit-

tels binärer Fission vermehren bis sie

anschliessend durch Exozytose oder

Lyse freigesetzt werden. Diese Lebens-

weise erinnert stark an die der Viren,

weshalb die Rickettsien früher auch zu

diesen eingeteilt wurden.

Rickettsiosen – Fast vergessene Krankheiten

Von Melanie Weis

ähneln sich in ihrem Verlauf sehr,

allerdings ist das endemische Fleckfie-

ber „Typhus murinus“ milder. Es

unterscheidet sich auch in seinem

Infektionsweg vom klassischen Fleck-

fieber, auch genannt „Typhus exanthe-

micus“. Ersteres wird über die Faeces

infizierter Flöhe übertragen, letzteres

perkutan, also durch die Haut, durch

Läuse mit dem Menschen als Hauptre-

servoir.

Das klassische Fleckfieber, eher als

Tropenkrankheit bekannt, hat eine

lange Inkubationszeit von bis zu zwei

Wochen. Dann beginnen die ersten

Symptome aufzutreten: starke Kopf-

und Gliederschmerzen, Schüttelfrost

und rasch ansteigendes, hohes Fieber.

Auch Konjunktivitis, eine Entzündung

der Bindehaut des Auges, oder trocke-

ner Husten können auftreten. Bei

vielen Patienten erscheint um den

fünften Tag ein von der Axillarregion,

das heisst von der Achselhöhle aus

beginnendes Exanthem. Damit tritt das

für das Fleckfieber charakteristische

Symptom, nämlich der fleckige Hau-

tausschlag, auf. Dieser breitet sich

rasch über den ganzen Körper aus, nur

Hand- und Fussflächen, sowie Gesicht

sind nicht davon betroffen.

Für die Kultivierung im Labor bringt

die intrazelluläre Lebensweise mehr

Aufwand mit sich, da sie nicht auf

künstlichen Nährmedien kultiviert

werden können. Man muss sie deswe-

gen in biologischen Geweben oder

Embryokulturen züchten.

Aufgrund ihrer humanpathogenen

Eigenschaften werden die Rickettsien

in Gruppen gegliedert. Die grössten

zwei bilden die Erreger des Zecken-

bissfiebers und des Fleckfiebers. Letz-

teres gibt es in zwei unterschiedlichen

Formen, ausgelöst durch zwei ver-

schiedene Bakterien: R. prowazekii löst

das klassische Fleckfieber und R. typhi

das murine oder auch endemische

Fleckfieber aus.

Fleckfieber

Das Fleckfieber, heute zum Teil eine

beinahe vergessene Krankheit, spielte

in der Geschichte oftmals eine ent-

scheidende Rolle in Kriegen. So wurde

zum Beispiel das Fleckfieber für Napo-

leons Armee während des Russland-

feldzugs zu einem grossen Problem

und es starben mehr als 15'000 Solda-

ten. Die beiden Fleckfieberformen

Bild 1: Wirtszelle infiziert mit Rickettsia

rickettsii

Bild 2: Exanthem während Fleckfieber-

erkrankung

10

Die Diagnose der Fleckfiebererkran-

kungen kann auf unterschiedliche

Arten erfolgen. Ein direkter Erreger-

nachweis ist mit PCR („polymerase

chain reaction“) möglich. Ausserdem

werden serologische Nachweisverfah-

ren wie Antikörpernachweise ange-

wandt. Bei Letzterem ist allerdings zu

beachten, dass zu Krankheitsbeginn

noch keine spezifischen Antikörper

nachweisbar sind.

Behandlung

Zur Behandlung von Rickettsieninfek-

tionen werden vor allem Antibiotika

aus der Gruppe der Tetrazykline ver-

wendet, allen voran Doxycyclin. Diese

Substanzen sind eigentlich biogene

Arzneistoffe, welche von Streptomyce-

ten produziert werden und dann partial-

synthetisch verändert werden können.

Sie besitzen ein breites Wirkspektrum

gegen viele unterschiedliche Bakterien.

Ihr Wirkmechanismus beruht darauf

die ribosomale Proteinsynthese zu

hemmen, indem sie die Anlagerung der

tRNA an die Akzeptorstelle der 30 S-

Untereinheit der Ribosomen und somit

die Elongation der Peptidkette verhin-

dern.

Kommt es allerdings zu Kontraindika-

tionen mit Doxycyclin, kann auch

Ciprofloxacin verabreicht werden. Dies

ist ein rein synthetisches Antibiotikum

aus der Gruppe der Fluorchinolone mit

einem ebenso breiten Wirkspektrum.

Die genannten Medikamente können

allerdings wegen ihren Nebenwirkun-

gen nicht bei Schwangeren, Stillenden

oder Kindern zur Behandlung von

Rickettsiosen benutzt werden. Tetra-

zykline haben eine Calcium-bindende

Eigenschaft, welche dazu führt, dass

sie in Knochen und Zähnen eingebaut

werden. Dies wiederum zieht eine

grössere Kariesanfälligkeit oder ver-

mehrte Knochenbrüche nach sich.

Ciprofloxacin verursacht dagegen

Störungen im Knorpelwachstum,

weshalb sie bei diesen Patientengrup-

pen nicht angewendet werden sollten.

Als Ersatz können Makrolide wie zum

Beispiel Clarithromycin verabreicht

werden. Diese besitzen einen ähnlichen

Wirkmechanismus wie die Tetrazyk-

line. Auch Chloramphenicol kann zur

Behandlung von Rickettsiosen einge-

setzt werden, aber nur falls keine

risikoärmeren Antibiotika eingesetzt

werden können, denn es könnte als

Nebenwirkung eine potenziell lebens-

bedrohliche aplastische Anämie, also

eine Blutarmut aufgrund einer Verrin-

gerung der Anzahl aller Zellen des

Blutes, auftreten.

Früher wurden Kinder häufig mit

Rifampicin behandelt. Dieses Arznei-

mittel hemmt die bakterielle DNA-

Polymerase, wodurch spezifisch nur

die Transkription der Bakterien ge-

hemmt wird. Wegen seiner teratogenen

Wirkung darf es jedoch auf keinen Fall

während der Schwangerschaft zur

Verwendung kommen. Ausserdem

gibt es einige Rickettsien-Arten, wel-

che gegen Rifampicin resistent sind,

weshalb man es nur verabreichen

sollte, wenn man sich sicher ist, dass

diese Therapie nicht versagt, also die

Bakterien nicht resistent sind.

Bild 3:Strukturformel von Doxycyclin

Quellen

http://www.aerzteblatt.de/archiv/64657/Fleckfieber-und-andere-Rickettsiosen-Alte-und-neu-

auftretende-Infektionen-in-Deutschland

http://www.klinikum.uni-muenchen.de/Abteilung-fuer-Infektions-und-Tropenmedizin/de/

Diagnostik/Leistungsverzeichnis1/Verzeichnis_der_Erkrankungen/Rickettsiosen_und_Tsutsugamushi-Fieber/index.html

www.wikipedia.com

http://www.eharrison.de/b2b-web/public/images/chapter/cp_H18_8_174

http://medikamente.onmeda.de/Wirkstoffgruppe/Tetracycline.html

11

Geht es nach dem Entwicklungsbio-

logen und Genetiker Gerald Crab-

tree, so ist der Höhepunkt der

menschlichen Intelligenz längst

vorüber und wurde, entgegen der

landläufigen Meinung, schon vor

2000-6000 Jahren erreicht. So hatten

Menschen in diesem Zeitraum ein

besseres Gedächtnis, waren emotio-

nal stabiler und auch einfallsreicher.

Die geistigen Fähigkeiten der

Menschheit schwinden Schritt für

Schritt bis sie sich um einem gewis-

sen „Mindestwert“ einpendeln.

Doch was veranlasst den Wissen-

schaftler zu derartigen Annahmen?

Um das zu verstehen ist es sinnvoll

sich vor Augen zu halten wie und

warum sich überhaupt derartig hochste-

hende geistige Fähigkeiten entwickelt

haben.

Natürlich ist die Grundlage dieser

Entwicklung, wie bei jedem evolutiven

Prozess, die natürliche Selektion.

Dieser Prozess begann vor tausenden

von Jahren als Auffassungsgabe und

Urteilsvermögen eines Individuums

noch ausschlaggebend für dessen

Überleben waren. So kam es durch

Vergrößerung des frontalen Cortex und

des endocranialen Volumens im Zeit-

raum von 50 000 bis 500 000 vor Chr.

zur Entwicklung eines Gehirns das

abstrakte Gedanken zulässt. (Fig. 1)

In weiterer Folge führte der harte

Selektionsdruck auf unsere Vorfahren

zur Optimierung unserer kognitiven

Fähigkeiten und in weiterer Folge zur

Entwicklung eines Denkvermögens mit

scheinbar unbegrenzten Möglichkeiten,

das für das Komponieren von Sympho-

nien ebenso geeignet ist wie für kom-

plexe mathematische Anwendungen.

Menschliche Intelligenz – Aufstieg und Fall

Von Christian Amann

Mutationen welche die Intelligenz

schmälern akkumuliert. Pro Generation

gibt es ca. 100 heterozygote Mutatio-

nen pro Genom, wovon einige Einfluss

auf die Intelligenz haben. Diese werden

jedoch erst problematisch wenn sie die

Homozygotie erreichen. Jedoch haben

aktuelle Untersuchungen gezeigt dass

das Nervensystem besonders anfällig

für Verluste von Heterozygotie ist.

Jedoch hängen die Gene für Intelligenz

eng mit den Genen für Fruchtbarkeit

und Entwicklungsgenen zusammen

und bleiben deshalb besser erhalten.

Des Weiteren ist es ein Irrglaube, dass

modere Weiterentwicklungen höhere

Intelligenz erfordern als frühzeitliche

Entwicklungen, wie beispielsweise die

Verwendung Pfeil und Bogen, welche

vermutlich nur ein einziges Mal vor

40000 Jahren stattfand.

Durch das Leben der Menschen in

einer Gemeinschaft änderte ließ also

Das macht auch deutlich,

dass das Leben der „Jäger

und Sammler“ geistig we-

sentlich anspruchsvoller war

als man intuitiv erwarten

würde.

Seit Menschen jedoch in

größeren Gemeinschaften

leben und Ackerbau betrei-

ben ist die Intelligenz des

Einzelnen nicht mehr von

derart großer Bedeutung wie

zuvor und vor allem in der

heutigen Zeit ist jeglicher

Selektionsdruck verloren da

besonders geistig wie körper-

lich Schwächere besonders

unterstützt werden, was

selbstverständlich eine mora-

lisch wie gesellschaftlich sehr

positive Entwicklung ist. Jedoch führt

dies als „Nebenwirkung“ unweigerlich

zu einer Akkumulation von Funktions-

verlust Mutationen über die Zeit.

Dazu kommt noch dass Intelligenz eine

der menschlichen Wesenszüge ist die

genetisch besonders instabil sind, nicht

zuletzt da eine verblüffend große Zahl

von Genen mit geistigen Fähigkeiten in

Verbindung gebracht wird. So sind wie

genetische und neurobiologische

Untersuchungen zeigen in etwa 10%

aller menschlichen Gene für diese

Fähigkeiten relevant. Je mehr Gene für

eine Funktion zuständig sind, umso

wahrscheinlicher sind natürlich Mutati-

onen und umso häufiger ist ein Orga-

nismus trotz Mutationen lebensfähig.

So ist beispielsweise bei der Annahme

dass 2000-5000 Gene mit Intelligenz

assoziiert sind sehr wahrscheinlich dass

innerhalb von 3000 Jahren (~120

Generationen) jeder zwei oder mehr

Fig. 1: Vergrößerung des endocranialen Volu-

mens von Homo sapiens Vorfahren während

der letzten 2.5 Mio. Jahren. Mit der Zunahme

wurden beispielsweise die Entwicklung von

Werkzeug und Sprache möglich.

12

der Selektionsdruck in Bezug auf den

Intellekt nach, jedoch rückte als positi-

ver Effekt die Krankheitsresistenz des

Einzelnen in den Vordergrund, da sich

Krankheiten in einer Gemeinschaft

rascher ausbreiten.

Entgegen der Meinung von Gerald

Crabtree vermuten andere Wissen-

schaftler jedoch im Gegenteil eine

Zunahme der menschlichen Intelligenz,

da die Ergebnisse bei IQ-Tests in den

Industrieländern in den letzten 50

Jahren immer bessere Ergebnisse

brachten (bekannt als Flynn-Effekt).

Dies hat jedoch kaum was mit der

Evolution zu tun, da in einem so gerin-

gen Zeitintervall stattfindende evoluti-

ve Prozesse kaum nachweisbar sind.

Die Zunahme von IQ-Punkten ist

vielmehr auf die Verbesserung der

Umweltbedingungen in der 2.Hälfte

des 20. Jahrhunderts zurückzuführen.

So wurden beispielsweise die Ernäh-

rung optimiert, Schwermetalle in

Farben und Benzin reduziert, Schild-

drüsenunterfunktionen bei Kindern

durch die Einführung von jodiertem

Salz weitgehend eliminiert, Geburtsbe-

dingungen verbessert (weniger O2-

Mangel, pränatale Vorsorge) und viele

weitere medizinische Fortschritte

erzielt was deutliche Effekte auf die

geistigen Fähigkeiten zeigt. Zudem

wurde die Schulbildung massiv verbes-

sert und sehr vielen Menschen zugäng-

lich gemacht.

Die Menschen werden also nicht

genetisch intelligenter sondern schnei-

den in Tests nur aufgrund der besseren

Umweltbedingungen und der täglichen

Erfahrung in der Schule besser in

Intelligenztest ab, sowie man durch

regelmäßiges Tennis auch zu einem

besseren Badmintonspieler wird.

Zusammenfassend lässt sich also

festhalten, dass die Menschheit zwar an

Intelligenz verliert, aber sich dieser

Verlust bis dato nicht wirklich bemerk-

bar gemacht hat, auch wenn man im

Alltag manchmal das Gefühl hat es

wäre so.

Quelle

Our fragile intellect. Part I & II, Gerald R. Crabtree, Beck-

man Center, B211, Stanford University, 279 Campus Drive,

Stanford, CA 94305, USA

13

IFIL steht für: Initiative For Intercultu-

ral Learning und ist eine Non Profit

Organisation, welche mit Ihren Projek-

ten interkulturelles Lernen fördert und

Brücken zwischen verschiedenen

Kulturen baut. Die Studentenorganisa-

tion besteht seit 2006 und wurde von

Studenten der Universitäten Genf, Bern

und St.Gallen gegründet. IFIL ist

politisch neutral, arbeitet auf Freiwilli-

genbasis und strebt keinen finanziellen

Profit an.

Eine IFIL Studienreise ermöglicht den

Teilnehmer in politische, wirtschaftli-

che, soziale und gesellschaftlich rele-

vanten Themas des Gastlandes einzu-

tauchen. Die Reisegruppe sucht aktiv

Gespräche mit wichtigen Personen aus

Politik, Wirtschaft und Kultur, organi-

siert Treffen mit lokalen sowohl auch

internationalen NGOs und lokale

Studententreffen. Normalerweise

besteht eine Studienreisegruppe aus

einer rund 10-15-köpfigen Gruppe.

Wer sind die Organisatoren und

Organisatorinnen?

Die Organisation der Reisen wird von

jungen Erwachsenen, meistens Young

Professionals oder Studenten durchge-

führt. Die IFIL-Organisatoren haben

meistens eine Zeit lang in Reiseland

gelebt und verfügen über profunde

IFIL Initiative For Intercultural Learning, Reisen auf eine andere Art

Von IFIL

Wanderung in den Bergen Sarajevos

und auf den zahlreichen Busfahrten

durch das Land bewundern (einen

großen Dank an unseren Busfahrer

Predrag für all die “Foto-Stops”!).

Als Organisatorinnen war es ein tolles

Erlebnis, gemeinsam mit einer enga-

gierten Gruppe in einem interkulturel-

len Austausch mit Menschen vor Ort

Neues zu lernen. Besonders berei-

chernd war die Erfahrung, dass wir mit

Willen und Einsatz ein eigenes Projekt

in die Tat umsetzen konnten und dabei

die wertvolle Unterstützung von

IFIL.ch sowie zahlreicher Helfer

erfuhren. Und dass man daher nicht zu

sehr zögern sollte, selbst aktiv zu

werden.“

(Erfahrungsbericht von Hannah

Schrieverhoff, Marlene Deuber)

Dieses Jahr 2013 bietet IFIL Studien-

reisen nach Israel-Palästina, Kosovo,

Südtalien und China an. Mehr Infos

gibt’s auf www.ifil.ch.

Kenntnisse der lokalen Kultur, sowie

über ein breites soziales Netzwerk und

organisatorisches Geschick. Das ist

auch der Fall bei Hannah Schrieverhoff

und Marlene Deuber, welche zusam-

men den IFIL-Studytrip nach Bosnien

im vergangenen Jahr organisiert hatten:

„Während eines Praktikums bei einer

Jugendorganisation in Bosnien-

Herzegowina faszinierte uns das Land,

seine Menschen und die politischen

und sozio-kulturellen Widersprüche so

sehr, dass wir beschlossen, unsere

Begeisterung auf einer Studienreise mit

anderen jungen Menschen zu teilen.

So kam es, dass wir ein paar Monate

später zusammen mit elf TeilnehmerIn-

nen mit den Stationen Banja Luka,

Mostar, Sarajevo und Srebrenica in

einem Mini-Bus durch Bosnien reisten.

Mit den Schwerpunkten „Jugend und

Tourismus“ diskutierten wir mit jungen

Bosniern, Politikern und NGO-

Aktivisten über ihre Visionen für die

Zukunft des Landes. Etwa gab uns

Tina vom Jugendcenter OKC Ab-

rašević einen bereichernden Eindruck

über das Leben in der geteilten Stadt

Mostar und die unermüdliche Arbeit

einer kleiner Gruppe von „Anderen“

gegen diese Teilung. Bosniens wunder-

schöne Natur konnten wir auf einer

14

Review of New Chemotherapeutics Strategies

Against Trypanosomiases Von Tamara Eicher

Contents

Introduction

Trypanosoma brucei

Variable surface glycoproteins

Trypanosome lytic factors

Life cycle

Signs and Symptoms

Diagnosis

Current Treatment

Potential Future Drugs and

Drug Targets

Trypanosoma cruzi

Life cycle

Signs and Symptoms

Diagnosis

Current Treatment

Potential Future Drugs and

Drug Targets

Concluding remarks

Abstract

Human African trypanosomiasis, also referred to as sleeping sickness, is caused by Trypanosoma brucei, which is trans-

mitted by the bite of the tsetse fly. The treatment of this disease is particularly difficult due to the fact that there are two

subspecies, T. b. rhodesiense and T. b. gambiense, as causative organisms and that the disease has two development sta-

ges, both of which need different chemotherapeutic strategies. Untreated or inadequately treated, the disease is mostly

fatal and has also substantial effects in livestock production [1]. Chagas disease is caused by Trypanosoma cruzi, which is

transmitted by an insect vector, the triatomine bug.

Although the current treatment against trypanosomiases is unsatisfactory, which results in a high mortality rate, very few

new drugs have been launched over the past thirty years. Drugs against trypanosomiases have to be safe in humans, effec-

tive in both acute and chronic infections, simple in intake, highly selective, low priced and highly stable in tropical tempe-

ratures [2]. Good drug targets are parasitic structures that are unique for the parasite so as not to harm the mammalian

host. Other strategies to reduce and limit the number of trypanosome infections are to fight the parasite in its insect vector

or to eliminate the vector itself [3]. Moreover vaccination is also a promising approach.

Introduction [2, 4, 5]

Protozoa are monocellular eukaryotic

organisms and are classified into four

groups on the basis of their means of

locomotion: Sporozoans, Ciliates,

Amoeboids and Flagellates. Flagella-

tes have at least one flagellum and

are thus mobile. For humans there

are four relevant genera: Trypanoso-

ma, Leishmania, Trichomonas and

Giardia. Trypanosoma and Leishma-

nia are both part of the family Trypa-

nosomatidae and are therefore both

blood and tissue parasites.

In Trypanosoma all major organelles

of a eukaryotic cell are seen. An

unusual feature is the kinetoplast,

which is a single large mitochondria

and is associated with the basal body

of the flagellum.

Trypanosoma brucei causes human

African trypanosomiasis (HAT), also

referred to as sleeping sickness. The

two relevant sub-species, Trypanoso-

ma brucei rhodesiense and Trypano-

soma brucei gambiense, cannot be

distinguished morphologically.

Trypanosoma brucei gambiense can

be classified into two groups, group 1

and group 2, and causes the disease in

west and central Africa whereas Trypa-

nosoma brucei rhodesiense causes the

disease especially in east Africa. The

disease is transmitted by the bite of the

tsetse fly and main reservoirs for

Trypanosoma brucei gambiense are

infected humans, however for Trypa-

nosoma brucei rhodesiense animals are

additional reservoirs. If untreated or

inadequately treated, HAT is mostly

fatal and has also substantial effects in

livestock production (e. g. nagana in

cattle) [1]. The cause of nagana was

identified 1899 by David Bruce, who

revealed that the causative agent was T.

brucei, which was transmitted from

wild to domestic animals by the tsetse

fly [1].

With several measures, such as insect

vector control and intensive human

population surveillance for disease,

HAT came under control in the early

1960s [1, 6, 7]. Due to war and famine,

the disease re-emerged to high levels

over the next three decades [1]. In

2009, cases reported to WHO were

15

below 10’000 for the first time, as a

result of both active case finding sur-

veys and better vector control [1, 7].

Chagas disease is caused by Trypano-

soma cruzi, which is transmitted by an

insect vector, the triatomine bug. In

10% of all cases, the disease is trans-

mitted by blood transfusion, organ

transplantation, congenitally, by oral

contamination and through laboratory

accidents [2, 8]. Chagas disease affects

over 10 million people in its distributi-

on area [9], which reaches from the

southern United States of America to

Argentina and Chile.

Treating these tropical diseases is still

complex due to serious side effects,

development of drug resistance and

variable efficacy [2]. Less than 1% of

all the new drugs that were developed

over the last 30 years were against

tropical diseases although about

500’000 deaths occur per year [10].

Advances in knowledge of biology,

biochemistry and proteomics have led

to the identification of new drug targets

in trypanosomes [2]. These include

inhibitors of polyamine synthesis [11],

parasite enzymes such as topoisomera-

ses [12, 13], transialidase [14] and

proline racemase [15]. Requirements to

new drugs against tropical diseases are

safety in human, efficacy in both acute

and chronic infections, simple intake,

as few side effects as possible, mean-

ing high selectivity, low costs and high

stability in tropical temperatures [16].

Good drug targets are parasitic struc-

tures that are unique for the parasite so

as not to harm the mammalian host.

Other strategies to reduce and limit the

number of trypanosome infections are

to fight the parasite in its insect vector

or to eliminate the vector itself [3].

Although there have been made many

abortive attempts to generate a vaccine

against T. cruzi, recent research has

shown some promising successes. Arce

-Fonseca et al [17] have used DNA

immunization to induce a specific

immune response against T. cruzi in

Beagle dogs. They have revealed that

the plasmid vaccination (pBCSSP4 and

pBCSP) induces high levels of IFN-γ,

shorter parasitemia, lower parasite load

and also cardiac and clinical protection

in immunised and then infected dogs.

Trypanosoma brucei [4]

Variable surface glycoproteins

Trypomastigotes in the bloodstream

have a dense coat of variable surface

glycoproteins (VSG) which is replaced

by a coat of procyclins in the procyclic

trypomastigotes in the tsetse fly mid-

gut. At a time only one variant surface

glycoprotein gene is expressed, but the

switching of the expression of these

genes is very rapid and thus providing

a high antigen variation [6, 18]. The

VSG allows long lasting persistence of

the parasites in the host’s blood by

evading the immune system, causing

chronic infections. As mentioned

above, the VSG coat undergoes perio-

dic antigenic variation and prevents the

immune system from accessing the

invariant surface epitopes, allowing the

parasite to escape the specific immune

response [19].

Trypanosome lytic factors

The VSG alone is insufficient to ensure

infection, trypanosomes must also

avoid the trypanosome lytic factors

(TLFs), innate immune molecules

which are found in the human blood,

lymph, and tissue fluids [20]. In human

blood two molecules with trypanocidal

activity have been identified, TLF-1

and TLF-2 [20-23]. Thanks to studies

with T. b. brucei it is known that TLF-

1 binds to a haptoglobin haemoglobin

receptor (TbHpHbR) located on the

surface within the flagellar pocket [24-

26], traffics then via endosomes to the

lysosome, and is activated at acidic pH

leading to lysosomal membrane desta-

bilization and lysis of the parasite [21,

25, 27, 28]. Much less is known about

the mechanism of action of TLF-2,

hence the mechanism of resistance to

TFL-2 is unclear, too [20]. TLF-1

resistance of T. b. rhodesiense and T.

b. gambiense is due to neutralization

and avoidance [20]. It has been revea-

Fig. 1: Different morphologies of Trypanosoma dependent on their develop-

ment stage. An amastigote does not have a visible flagellum and is a com-

mon morphology during an intracellular lifecycle stage. The epimastigote

form, which is common in the insect host, has the basal body anterior of

nucleus and a long flagellum which is connected to the cell body for part of

its length by an undulating membrane. In trypomastigotes, which are charac-

teristic in the host’s bloodstream as well as in the insect vector, the kineto-

plast is near the posterior end of the body and the flagellum lies attached to

the cell body for most of its length by an undulating membrane. (Wikipedia)

16

led that T. b. rhodesiense serum-

resistant strains express a serum re-

sistance associated (SRA) gene, which

belongs to the VSG family, whereas

serum-sensitive strains did not [29-31].

It was suggested that the SRA protein

binds TLF-1 in early endosomes and

that the SRA/TLF-1 complex is then

transported to the lysosome where the

complex is rapidly degraded [28]. T. b.

gambiense does not have the SRA gene

and further studies are needed to identi-

fy the mechanism of resistance [20],

however it is likely that decreased

uptake of TLF-1 is a major factor [32].

Kieft et al [32] have revealed that TLF-

resistant T. b. gambiense (group 1)

express reduced levels of the

TbHpHbR. Moreover they have shown

an accumulation of mutations in the

TbHpHbR gene.

Life cycle

The insect vector is the tsetse fly

(genus Glossina), which shows diurnal

activity and loves shady places. The

life cycle in the fly is temperature-

dependent and lasts 2-4 weeks. Initially

uninfectous procyclic trypomastigotes

are formed in the fly’s midgut and

proliferate by binary fission. Transfor-

med to epimastigotes the parasites

reach the fly’s salivary glands and

eventually develop to metacyclic

trypomastigotes, which are infectious

and are injected into mammalian skin

tissue by the next bite. First the parasi-

tes proliferate locally and then enter the

lymphatic system and the bloodstream.

After the haemolymphatic stage they

reach other body fluids such as spinal

fluid and continue to replicate.

Signs and symptoms

HAT symptoms occur in three stages.

The first stage is characterized by an

oedematous turgor at the puncture after

an incubation period of 1-2 weeks. The

second stage is known as the hae-

molymphatic phase and characterized

by fever, swelling of the lymph nodes,

neurological symptoms, dyspnoea,

anaemia, and nephritis among others.

At the third, neurological phase, dis-

ruption of the sleep cycle is a leading

symptom. Other symptoms are heada-

che, tremor, muscle weakness and

psychiatric disorders. The terminal

sleep phase ends up in a lethal coma.

An untreated infection with T. b.

gambiense will cause death after sever-

al years whereas an untreated infection

with T. b. rhodesiense will cause death

within months.

Diagnosis

Direct microscopic examination is the

gold standard in diagnosis and is used

for identifying trypanosomes in blood,

lymph node aspirates or cerebrospinal

fluid. ELISA and immunofluorescence

can be used for antibody detection, but

the sensitivity and specificity of these

methods are not as reliable as the direct

identification of the parasites due to the

different antigen pattern during an

infection.

Current Treatment

The treatment of HAT is particularly

difficult due to the fact that there are

two subspecies as causative organisms

and that the disease has two develop-

ment stages, both of which need diffe-

rent chemotherapeutic strategies [33].

Furthermore common drugs against T.

brucei are more or less toxic and are

not orally available. The treatment for

haemolymphatic stage is pentamidine,

a water soluble aromatic diamidine

which is only effective against T. b.

gambiense, and suramin, a sulfonated

naphtylamine. Pentamidine enters the

parasite by the P2 transporter, a purine

transporter mainly responsible for the

transport of adenosine and adenine

[34]. In the parasite pentamidine binds

to a minor groove of the kinetoplastid

DNA (kDNA) and thus inhibits to-

poisomerases, which results in im-

paired DNA replication and DNA

cleavage [33, 35, 36].

In addition pentamidine acts as an

inhibitor of the S-adenosyl-methionine

decarboxylase, hence inhibiting the

polyamine synthesis which results in

lack of trypanothione [33, 37]. Suramin

is taken up via receptor-mediated LDL

endocytosis and binds to many plasma-

proteins, as LDL [33, 38], and inhibits,

among others, different glycolytic

Fig. 2: Life cycle of Trypanosoma brucei.

17

Fig. 3: Drugs used in current HAT treatment.

enzymes [39, 40]. Its biological effect

is probably due to inhibition of LDL

uptake, hence prohibiting the parasites

supply of phospholipids and cho-

lesterol [33].

Both substances, pentamidine and

suramin, cannot pass the haemato-

encephalic barrier and are thus not

useful in treatment for neurological

stage disease. The standard treatment

for late stage T. b. rhodesiense infec-

tion is melarsoprol, an arsenic com-

pound which acts on trypanothione and

is lethal to 5% of patients due to post-

treatment reactive encephalopathy

(PTRE), and eflornithine, an ornithine

decarboxylase inhibitor, combined with

nifurtimox, a nitroheterocyclic com-

pound, for late stage T. b. gambiense

[1]. Drug resistances against melarsop-

rol have been reported [41], which is

taken up, as pentamidine, via the P2

transporter and then degraded to melar-

sen oxide, a metabolite which has been

shown to be highly toxic in vivo and

causing rapid lysis of the parasites [33,

42]. In addition melarsoprol forms with

trypanothione stable complexes, called

MeIT, which are inhibitors of the

trypanothione reductase [43, 44].

Eflornithin is safer than melarsoprol,

but only effective against T. b. gambi-

ense [45], due to a higher turnover rate

of the ornithine decarboxylase enzymes

in T. b. rhodesiense [46]. It enters the

parasite via passive diffusion [47] and,

as mentioned above, acts as an irrever-

sible ornithine decarboxylase inhibitor,

which results in a decreased level of

redox regulatory trypanothione, since

the polyamine synthesis is inhibited

[48].

Potential Future Drugs and Drug

Targets

Currently, some new drugs against

HAT are in the pipeline at various

stage of development [1]. The nitrohe-

terocyclic drug fexinidazol, a diamidi-

ne derivate against late-stage T. b.

gambiense HAT, can be applied orally

and was both non-toxic and effective in

animal models [49]. This drug has

successfully completed a phase 1 study

and undergoes now a phase 2 clinical

trial [1]. Disturbingly, it has been

shown that nifurtimox-resistant T.

brucei strains show cross-resistance to

other nitro-containing drugs, as

fexinidazol and benznidazol, due to a

decrease in nitroreductase activity,

which is associated to a single allele

deletion or mutation [50, 51]. Another

diamidine compound is DB75

(furamidine dihydrochloride), which

shows good efficacy, but lack oral

bioavailability and blood-brain barrier

penetration [52, 53]. The correspon-

ding methoxime prodrug DB289

(pafuramidine) lacks these negative

properties and has entered the clinical

trials, where it has shown renal toxicity

[54, 55]. DB868, an aza analogue of

DB289, cures mice with CNS infec-

tions [53] and the parent compound

DB829 is effective against the acute as

well as the late stage in mouse model

[53].

SCYX-7158, a benzoxaborole which is

in phase 1 trial and also orally availab-

le, is another promising drug for treat-

ment of late-stage T. b. gambiense

HAT [56].

Another approach is to change the

mode of drug delivery, especially that

of melarsoprol. Rodgers et al [57] have

shown that melarsoprol-cyclodextrin

complexes are soluble in water and

thus can be applied orally. In a mouse

model good results have been achieved

in curing CNS trypanosomiasis. More-

over this combination seems to be

much less toxic than melarsoprol alone

and all in all it has potential for future

treatment of late-stage T. b. rhodesien-

se HAT, although many hurdles need

to be overcome.

Zhou et al [58] are testing the

trypanocidal activity of different 5-

nitro-2-furancarboxylamide analogues,

based on good in vitro results they

have obtained in 2012 with nitrofuran

NFN1 against T. brucei [59]. These

nitrofuran containing compounds may

have the potential for future therapeutic

use against HAT, in combination with

or instead of nifurtimox, due to lack of

cross-resistance with nifurtimox and

significantly increased trypanocidal

activity (2-3 orders of magnitude) [58].

18

Fig. 4: Potential future drugs against HAT .

However, the compounds have not yet

been tested in vivo.

Gehrig et al [33] summarize the recent

research on screening of natural pro-

ducts with trypanocidal effects. They

have concluded that natural products

are a promising source for screening

new drugs, due to high trypanocidal

activity and low cytotoxicity of many

natural compounds in vitro.

According to Stephens et al [20], TLF-

1 is an ideal drug as it is naturally

occurring in all humans and accordin-

gly nontoxic for mammals. In vitro and

in vivo studies have shown that

mutated apoL-1, the binding site on

TFL-1 for SRA, was effective in lo-

wering parasitemia of T. b. rhodesiense

in mice by transgenic gene expression

or targeted nanobody-mediated de-

livery [60-62]. Also molecules that

bind the apoL-1 interaction domain of

SRA have been tested [62-64]. Moreo-

ver studies using nanobodies and RNA

aptamers have shown that coupling

TLF-1 to surrogate ligands results in

delivery to the parasites lysosome [65,

66].

Trypanosoma cruzi [4]

Life cycle

Reservoirs are domestic and wild

mammals. The triatomine bug serves as

the insect vector, which ingests the

parasite while taking a blood meal.

First the parasite is in the epimastigote

stage and proliferates via binary fissi-

on. The epimastigotes then move to the

bug’s gut where they transform to

metacyclic trypomastigotes and get

infectious. In that stage they get

excreted with the bug’s faeces and can

invade the host’s body through small

dermal lesions, there they enter the

bloodstream and get distributed to their

target cells, mostly smooth heart

muscle cells, cells of the reticulo-

endothelial system and neuroglia.

When they enter a target cell, they

become amastigotes and replicate by

binary fission, causing pseudocysts in

infected cells. After about five days the

amastigotes turn back into trypomasti-

gotes, which are able to infect new

cells.

Signs and symptoms

After an incubation period of about

three weeks a local swelling (chagoma)

develops where the parasites entered

the body. If the infection has occurred

transconjunctival, conjunctivitis deve-

lops with lidoedema on one or both

sides (Romaña’s sign). Acute Chagas

disease develops when the parasite has

entered the haemolymphatic stage and

symptoms as fever, lymphadenitis and

skin rash with subcutaneous nodules

(lipochagome) appear.

Although the symptoms resolve within

a few weeks, the disease enters a

chronic phase. The chronic Chagas

disease affects the digestive system,

heart and nervous system. The affected

organs increase in size due to an in-

flammatory response, cell death and

fibrosis. Frequently a myocarditis with

atrioventricular block and Stokes-

Adams attacks develops and can cause

sudden cardiac death.

Diagnosis

Trypanosoma cruzi can be detected in

the acute stage of the disease by

microscopic examination of blood. In

principle Trypanosoma cruzi can also

be cultured in adequate culture medi-

ums, cell cultures and laboratory ani-

mals. A special feature is xenodiagno-

sis, where uninfected triatomine bugs

are fed on patient’s blood. After about

three weeks the bug’s faeces can be

examined for parasites. Various immu-

noassays and PCR are also used for

identification and differentiation.

Current Treatment

Drugs of choice are nifurtimox and

benznidazole, which are non-specific

nitroderivates that require long-term

treatments including severe side effects

and variable susceptibility in T. cruzi

populations [2]. Benznidazol is often

effective in the acute stage treating, but

is in many cases not able to eliminate

all parasites from the mammalian host

due to development of resistant strains

[67]. Although many compounds were

tested in vitro and in vivo only allopuri-

nol and a few sterol inhibitors have

reached the clinical trial stage [2]. One

of these sterol inhibitors is posaconazo-

le, whose application and distribution

19

Fig. 5: Life cycle of Trypanosoma cruzi.

is may limited due to its high costs [2,

68].

Potential Future Drugs and Drug

Targets

Parasitic sterol synthesis enzymes are

promising targets in drug development

since many of them are different from

mammalian sterol synthesis enzymes.

T. cruzi especially needs ergosterol,

whose biosynthesis involves several

steps. Thus diverse inhibitors upon the

different steps can be used for treat-

ment without affecting the mammalian

host [2].

The kinetoplast is a unique structure

and consists of two circular types of

DNAs: minicircles and maxicircles

[69]. The minicircle kDNA has AT-

rich sequences and thus ligands, which

recognize these sequences, such as

pentamidine, are potential drugs becau-

se they will lead to destruction of the

kinetoplast and parasite death [70]. The

structure of the kinetoplast and other

parasitic mitochondria are damaged by

diamidines at concentrations that do

not affect mammalian cells [71, 72].

Despite high anti-parasitic activity,

diamidines are not appropriate for

treatment due to side effects and poor

oral bioavailability, but have been used

as lead compounds. DB569, a N-

phenyl substituted furamidine dihydro-

chlorid, is such an example and leads

in acutely infected mice to increased

survival rates and lowers the risk for

myocarditis [73, 74]. Moreover DB569

down-regulates the expression of

CD8+ T-cells. This is an important fact

because these cells play an essential

role in tissue damage and progression

of cardiomyopathy [75].

The thiol metabolism in trypanosoma-

tids is unique and based on

trypanothione, which contains two

molecules of glutathione joined by

spermidine and is found in parasitic

protozoa [2]. Trypanothione-dependent

enzymes include peroxidase, reductase,

glyoxylase and transferase.

Trypanothione therefore plays a major

function in detoxification of hydroper-

oxides and protects the protozoan from

oxidative stress [76]. Trypanothione

reductase (TR), a flavoenzyme, keeps

trypanothione in its reduced form and

inhibitors of this enzyme render the

parasite more susceptible against

oxidative stress, thus increasing effi-

cacy of drugs such as nifurtimox and

benznidazol [2]. Unfortunately TR

inhibitors show poor efficacy in vivo

due to the fact that TR activity needs to

be in its reduced form at a rate higher

than 90% to affect parasite viability

[2].

Inhibitors of the enzyme cruzipain, a

cysteine proteinase, have led to good

results in in vitro and in vivo studies

such as reduction of the parasite load

and of heart lesions in infected mice

[77].

Since trypomastigotes have no functio-

nal citric acid cycle they are highly

dependent on glycolysis for generating

ATP [78]. Glycolytic enzymes are thus

a good target in drug design, especially

glyceraldehyde-3-phosphate dehydro-

genase (GAPDH) due to its structural

difference in comparison to human

GAPDH [79]. Moreover the T. cruzi

hexokinase shows an unusual inhibiti-

on by inorganic biphosphonates, quali-

fying them as hopeful lead compounds

[80]. Also enzymes of the pentose

phosphate pathway are interesting drug

targets [81].

Trypanosomatids rely on the purine

salvage pathway in contrast to

mammals, which can synthesize nucle-

otides de novo or salvaged by recycling

purine bases [2]. The enzyme hypo-

xanthine-guanine phosphoribosyltrans-

ferase (HGPRT) plays an essential role

in the generation of purine nucleotides

through the purine salvage pathway

[82].

Allopurinol, a drug used for the treat-

ment of gout, is converted to oxypuri-

nol in vertebrates. Tryponosomatids

lack this converting enzyme and al-

lopurinol acts as a purine analog,

disrupting RNA and protein synthesis

[2]. The use of allopurinol in humans is

highly controversial, since data of an

11 years evaluation study show that

about 80% of the chronic patients are

still positive in at least one parasitolo-

20

Fig. 7: Potential future drugs against

Chagas disease.

gical test [83]. Trimetrexate, a dihydro-

falte reductase inhibitor, is used for

treatment of Pneumocystis jiroveci

infections and is also effective against

T. cruzi [2]. Regrettably this agent

inhibits also the human enzyme and

thus lacks selectivity [84].

An alternative strategy is to identify

combinations of drugs that are already

available on the market to improve the

efficacy of treatment. Strauss et al [85]

has evaluated the effect of the associa-

tion of benznidazol with clomipramine,

a TR inhibitor and used in psychiatric

treatment [86], for treatment of the

acute stage of Chagas disease. They

have shown in infected mice that

mortality has significantly reduced and

parasitemia has decreased. As lower

concentrations of benznidazol are

needed by using this combination, the

therapeutic results presented lesser side

effects than the conventional treatment

with benznidazol.

Concluding remarks

Tropical diseases, such as Chagas

disease and HAT, are currently not on

the focus of pharmaceutical industry.

Probably due to high investment costs

and lack of potential and secure mar-

kets in the affected countries [2]. There

is no doubt about the use of vector

control; but also effective, low cost and

especially non-toxic chemotherapeutics

are needed to contain these diseases.

Since increased migration and travel-

ling, tropical diseases affects also

industrialised countries and is no

longer a problem in the original ende-

mic countries but rather a worldwide

problem.

Although promising current research,

the outlook concerning the use of new

drugs against trypanosomiases is still

not very optimistic, so as new

chemotherapeutics are not to be expec-

ted in the near future. In my opinion,

the development of a potent vaccine

would be the best scenario, as it can be

synthesised in large amounts, applied

to a big part of a human population in

affected areas, compliance problems

would be omitted, and especially due

to the fact that these strategy gets to the

root of the problem so as to prevent an

affection, which is not only eligible for

the patient but also for the health care

system, due to lower costs. Certainly,

the pharmaceutical industry prefers

chemotherapy over a longer period

than a non-recurring application.

The main item is that current treatment

against trypanosomiases is unsatisfac-

torily because of serious side effects

and variable efficacy. Especially in-

creasing development of drug re-

sistance is alarmingly due to absence of

alternative chemotherapeutic strategies.

In consideration of that fact the rese-

arch on trypanocidal compounds must

be continued and intensified.

Fig. 6: Chemical structures of Benznidazol, Allopurinol, and Posaconazole.

21

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22

Schönheit liegt ja bekanntlich im Auge

des Betrachters doch eine gewisse

objektive Seite kann man der Schön-

heit nicht absprechen. Das Gesicht ist

meist das Erste, das bemerkt wird,

sobald man jemand Neues trifft, begin-

nen wir mit den Lippen und wie diese

verschönert werden können.

An alle Männer die jetzt denken, dieser

Artikel sei für sie uninteressant: Auch

ihr könnt/ sollt eure Lippen pflegen!

Sonst eignet sich das Lippenpeeling

auch hervorragend als kleines Ge-

schenk. ;-)

Mode verhält sich zyklisch und so

tauchen jeden Frühling mit den ersten

Sonnenstrahlen auch wieder knalligfar-

bige Lippenstifte auf. Aber Lippenstift

wirkt nur gut, sofern die Lippen darun-

ter gepflegt und keine Risse oder

Hautschuppen vorhanden sind. Anstatt

jetzt in die nächste Drogerie zu rennen,

kann frau/ man sich auch zu Hause

selber ein Lippenpeeling zusammenmi-

schen.

Für 20g Lippenpeeling braucht man:

8g Rohzucker (oder Hagelzucker)

6g Olivenöl (im Prinzip funktioniert

jedes Öl, welches essbar ist)

6g Honig.

Alle Zutaten mischen, in ein kleines

gut verschliessbares Gefäss geben und

Tadaa!Fertig.

Das Peeling kann cicra 6 Monate

gehalten werden, im Kühlschrank

etwas länger.

Anwenden ist noch einfacher als Her-

stellen. Einfach ein wenig mit dem

Finger auf den Lippen verteilen, etwas

einmassieren, abessen und zum Schluss

Lippenbalsam auftragen.

Schönheit aus der Pflanzenwelt

Von Laura Merseburger

Um es euch auch ehrlich empfehlen

zu können, habe ich es ausprobiert.

Erstaunlicherweise schmeckt mir das

Peeling obwohl ich nicht unbedingt

der Olivenöl Fan bin ;-). Auch meine

Lippen fühlen sich weicher an. Sogar

die anonyme zweite Testperson war

sehr positiv überrascht vom Ergebnis.

Den zweiten kleinen Helfer, welcher

einfach selbst hergestellt werden

kann, ist ein Roll-on-Stick. Im Som-

mer wird der sich sicherlich bewäh-

ren. Er hat super Platz in jeder Hand-

tasche oder Badetasche und verleiht

einen angenehmen Duft.

Für 10ml Inhalt baucht man:

9ml Jojobaöl (in der Apotheke erhält-

lich)

1ml Rosenöl (oder ein anderes ätheri-

sches Öl, je nach Geschmack)

Flasche mit Kugelaufsatz

(Fassvolumen 10ml)

Alles ins Fläschchen giessen, schüt-

teln und fertig!

Falls du dir die Mühe gemacht hast,

und einen Stick gebastelt und ge-

braucht hast – schreib mir eine Email

und erzähl mir von deinen Erfahrun-

gen.

In dem Sinne kann ich nur einen wun-

derschönen, sonnigen Frühling wün-

schen und viel Glück bei allen anste-

henden Prüfungen!

Quellen:

Schönheit aus der Natur – Naturkosme-

tik selber herstellen, Kreative Manufra-

tur.

23

APV Vollversammlung

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