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Bitte beziehen Sie sich beim Zitieren dieses Dokumentes immer auf folgende
URN: urn:nbn:de:bsz:25-opus-18912
URL: http://www.freidok.uni-freiburg.de/volltexte/1891/


Hofmann, Carsten

Charakterisierung neuer Avilamycin-Derivate und Klinische Studie zur antibiotischen Sequentialtherapie bei Patienten mit Fieber in der Neutropenie

Characterization of novel avilamycin derivatives and clinical study of sequential antibiotic therapy in patients with neutropenic fever

Dokument1.pdf (8.662 KB) (md5sum: ffc32a4aa1d0314c41bf20527ad31d10)

Kurzfassung in Deutsch

Avilamycine sind Orthosomycin-Antibiotika und werden von Streptomyces viridochromogenes Tü57 gebildet. Sie bestehen aus einem terminalen Dichloroisoeverninsäurerest, der esterglykosidisch mit einer Heptasaccharidkette verknüpft ist. Avilamycine besitzen aufgrund des einzigartigen Angriffspunktes an der 50S ribosomalen Untereinheit antibiotische Aktivität gegen multiresistente grampositive Keime.
In der vorliegenden Arbeit wurde ein Isolierungs- und Aufreinigungsprotokoll entwickelt, mit dessen Hilfe Avilamycine in einer Menge und Reinheit bereitgestellt werden konnten, die eine Charakterisierung der physikalisch-chemischen und mikrobiologischen Eigenschaften ermöglichten. Anhand der ermittelten Daten konnten die Einflüsse der Veränderungen im Molekül auf die lipophilen Eigenschaften und antimikrobielle Wirksamkeit bestimmt werden. Außerdem konnte gezeigt werden, dass die Proteinbindungen der Avilamycine von der Anzahl freier phenolischer OH-Gruppen abhängen. Röntgenstrukturanalysen der grossen ribosomalen Untereinheit von Deinococcus radiodurans, kristallisiert mit Gavibamycin E1, ermöglichten einen Einblick in die Wirkungsweise der Avilamycine. Außerdem konnten Struktur-Wirkungsbeziehungen abgeleitet werden.
Neben der Charakterisierung der Avilamycine wurde durch Fütterungsversuche von 13C-markierten Zuckern der Biosyntheseweg der Heptasaccharidkette genauer untersucht. Anders als bisher angenommen, stammen alle Zucker des Avilamycin-Moleküls direkt von D-Glucose ab. Die D-Mannose wird erst nach Aufbau der Kette durch Epimerisierung der Position C2 aus D-Glucose gebildet wird. Auch die L-Lyxose entsteht letztlich durch Decarboxylierung der Position C6 einer D-Glucose. Die dafür zuständige Decarboxylase konnte im Avilamycin-Biosynthesegencluster gefunden und charakterisiert werden.
Im Rahmen dieser Arbeit wurde außerdem eine Studie zur Sequentialtherapie bei Patienten mit Fieber in der Neutropenie während und nach Chemotherapie maligner Erkrankungen konzipiert und durchgeführt. Wichtiger Gegenstand der Untersuchung war neben dem klinischen Erfolg die Frage nach der Resistenzentwicklung durch Umstellung von intravenöser auf orale Antibiose. Aufgrund der geringen Fallzahl war keine abschließende Bewertung möglich. Die Beurteilung der Blutspiegel mit Hilfe pharmakologischer Indizes zeigte jedoch, dass bei der in dieser Studie verwendeten Dosierung mit einer Resistenzentwicklung zu rechnen ist. Die Sequentialtherapie mit der verwendeten Medikation ist aus infektiologischer Sicht deshalb nicht empfehlenswert.


Kurzfassung in Englisch

Avilamycins are orthosomycin antibiotics. They are produced by Streptomyces viridochromogenes Tü57 and consist of a heptasaccharide chain, which is attached to a polyketide-derived dichloroisoeverninic acid moiety. They show excellent antibiotic activity against resistant Gram-positive bacteria due to the unique binding side in the 50S ribosomal subunit.
Here, a protocol is presented with which avilamycin derivatives could be isolated and purified. The purified substances were used to characterize the chemical and antimicrobial properties of the derivatives. The influences of the alterations in protein binding and lipophilic and antimicrobial behavior could be assigned. Interestingly, the protein binding of the avilamycins depends on the number of phenolic OH-groups. Analysis of the crystal structures of the large ribosomal subunit from Deinococcus radiodurans complexed with gavibamycin E1 revealed the mechanism of action of the avilamycins and gained some structure-activity relationships.
Besides the characterization of the avilamycins, feeding experiments with 13C labeled sugars were carried out. The results gave new insights in the biosynthesis of the heptasaccharide chain. All sugars derive from D-glucose directly. The D-mannose originates from D-glucose due to epimerization of C2 at the end of the heptasaccharide set-up. L-lyxose derives from D-glucose due to decarboxylation of C6 after oxidation to glucuronic acid. The decarboxylase could be found and characterized.
Additionally, a study protocol for sequential antibiotic therapy in patients with neutropenic fever after cancer chemotherapy was developed. Besides the clinical efficacy, developing of resistance after switch from i.v. to oral antibiotics was of major interest. Due to the low number of recruited patients, a final statement was not possible. However, the assessment of blood levels and MIC according to modern PK/PD indices revealed a resistance problem. For this reason the sequential antibiotic therapy with the oral antibiotics used in this study is not recommended.


SWD-Schlagwörter: Avilamycin , lipophiles Verhalten , Proteinbindung , MHK
Freie Schlagwörter (deutsch): Struktur-Wirkungsbeziehung , antibiotische Sequentialtherapie
Freie Schlagwörter (englisch): structure-activity-relationship , sequential antibiotic therapy
Institut: Institut für Pharmazeutische Wissenschaften
Fakultät: Fakultät für Chemie, Pharmazie und Geowissenschaften
DDC-Sachgruppe: Chemie
Dokumentart: Dissertation
Erstgutachter: Bechthold, Andreas (Prof. Dr.)
Sprache: Deutsch
Tag der mündlichen Prüfung: 28.06.2005
Erstellungsjahr: 2005
Publikationsdatum: 21.07.2005
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