Wirkstoffsuche in Candida albicans: Etablierung neuer Screenings und Untersuchung der Wirkung antimykotischer Substanzen

Buschart, Anna

Candida albicans ist ein Bestandteil der kommensalen Mikroflora der meisten gesunden Individuen. Allerdings kann sie bei Störungen des Immunsystems Infektionen auslösen, die besonders für intensivmedizinischen Patienten tödlich sein können. Daher besteht ein andauerndes Interesse an neuen Wirkstoffen gegen C. albicans. Ein Ziel dieser Arbeit war die Entwicklung neuer Testsysteme, mit deren Hilfe eine große Anzahl von Verbindungen auf eine antimykotische Wirkung untersucht werden können. Um Verbindungen zu finden, welche die Infektionsfähigkeit von C. albicans schwächen, wurden diese Screenings unter Bedingungen durchgeführt, die Aspekte der Infektionssituation simulierten. Wachstumsbasierte Tests wurden während der Kultivierung auf alternativen Stickstoff- und Kohlenstoffquellen durchgeführt, die C. albicans metabolisieren können muss, um vollvirulent zu sein. Ein Screening wurde etabliert, in dem die Histidinkinase CaNik1p, ebenfalls ein Virulenzfaktor, in Saccharomyces cerevisiae exprimiert wurde. In diesem System bewirkten Histidinkinaseinhibitoren eine Wachstumshemmung. Mit Hilfe eines C. albicans-Reporterstammes konnte außerdem ein Test etabliert werden, mit dem Verbindungen identifiziert werden können, die den morphologischen Wandel von der Hefen- zur Hyphenform unterbinden. Die Screenings wurden an einer synthetischen Substanzsammlung von EMC microcollections GmbH, Tübingen, ausprobiert. Es wurden 32 Verbindungen mit antimykotischen Wirkung gefunden, von denen zwei in den untersuchten Konzentrationen keine zytotoxische Wirkung auf humane A-549-Zellen hatten. Ein weiteres Ziel war die Etablierung von C. albicans-Ganzgenom-Microarrays um die Wirkung von verschiedenen Kulturbedingungen und antimykotischen Verbindungen auf das Transkriptom von C. albicans zu untersuchen. Mit deren Hilfe wurden die in den Screenings verwendeten Wachstumsbedingungen, sowie die Wirkung des Atmungsketteninhibitors Myxothiazol und des Histidinkinaseinhibitors Fludioxonil charakterisiert.

Candida albicans is part of the normal commensal microflora of healthy individuals. However, if the immune system is compromised, it can cause local and systemic infections which can even lead to the death of patients in intensive care. Substances from a number of classes are available for treatment of these infections, but due to the risk of emerging resistances as well as serious side effects, there is a continuing interest in the study of novel compounds against C. albicans. One aim of this thesis was to establish new test systems which could be used to screen large numbers of compounds for antimycotic activity. In order to find compounds capable of attenuating infections, the sceenings were carried out at conditions simulating aspects of the infection. Growth-based assays were executed using alternative carbon or nitrogen sources, which C. albicans must be able to metabolise in order to achieve full virulence. In addition, a screening system was established in which a known virulence factor, the histidine kinase CaNik1p, was expressed in Saccharomyces cerevisiae. The inhibition of the histidine kinase lead to a strong growth inhibition in this model-system. Furthermore, a test using a C. albicans reporter-strain was established to detect compounds which interfere with the induction of the morphological switch from yeast to hyphae. These screenings were applied to a collection of synthetic compounds supplied by EMC microcollections GmbH, Tübingen, and 32 substances with an antimycotic activity were identified. Two of these substances displayed no cytotoxicity against human A-549 cells. Another aim was to establish the use of C. albicans whole-genome microarrays to characterize the effect of culture conditions and treatment with antimycotic compounds. They could be employed to study the growth conditions used in the screenings and the impact of the respiratory chain inhibitor myxothiazol and the histidine kinase inhibitor fludioxonil on the transcriptome of C. albicans.

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Buschart, Anna: Wirkstoffsuche in Candida albicans: Etablierung neuer Screenings und Untersuchung der Wirkung antimykotischer Substanzen. 2011.

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