Polymeric Micelles and Dendritic Amphiphiles for the Anticancer Drug Sagopilone: Solubilization, Formulation Development, and Toxicity Assessment

Die vorliegende Dissertation beschreibt die Entwicklung neuer parenteraler Formulierungen für Sagopilon, einem neuen Wirkstoff für die Krebstherapie, basierend auf Polymermizellen sowie neuartigen dendritischen Amphiphilen. Geeignete kolloidale Trägersysteme wurden identifiziert und hinsichtlich ihres Solubilisationsvermögens, der Machbarkeit verschiedener Formulierungsansätze und ihrer Verträglichkeit bzw. Toxizität charakterisiert. Kapitel 2 beschreibt die systematische Untersuchung von Polymermizellen bestehend aus PEG-b-PLA (Polyethylenglykol-b-Polylaktid) und PEG-b-PCL (Polyethylenglykol-b-Polycaprolakton) Block-Copolymeren als Wirkstoffträgersysteme für Sagopilon. PEG2000-b-PDLLA2200, PEG2000-b-PCL2600 und PEG5000-b-PCL5000 wurden als bestgeeignete Polymere hinsichtlich einer effizienten Wirkstoffsolubilisation und Formulierungsstabilität identifiziert. Die resultierenden kolloidalen Strukturen waren nachweislich Kugelmizellen mit monomodaler Größenverteilung. Entgegen vorheriger Berichte waren berechnete Löslichkeitsparamter nicht prädiktiv, da sie eine gegensätzliche Präferenz zu den experimentell gewonnenen Daten aufwiesen. Außerdem wurde der beobachtete substanzielle Unterschied im Solubilisationsvermögen der beiden Stereoisomere des Polylaktids nicht abgedeckt. „Übersättigung“ der Mizellen ist ein herstellspezifisches Phänomen, welches nach Anwendung der Filmmethode beobachtet wurde. Die Ursache sowie die Löslichkeit von Sagopilon innerhalb der gebildeten Filme konnte durch den Nachweis der Bildung von Glaslösungen aufgeklärt werden, welche einen die Beladungskapazität der entsprechenden Mizellen überschreitenden Sagopilongehalt aufwiesen. Kapitel 3 beschreibt Stabilitätsuntersuchungen und verschiedene Formulierungsansätze für die aus der vorangegangenen Studie resultierenden Polymermizellen sowie deren Verträglichkeitstestung in vitro als auch in vivo. Im Gegensatz zu der vergleichbaren thermodynamischen Mizellstabilität unterschieden sich die untersuchten Mizellen deutlich in ihrer kinetischen Stabilität. Dabei waren die PEG-b-PCL Mizellen deutlich stabiler. Die Herstellung redispergierbarer Lyophilisate von PEG-b-PCL Mizellen war in Anwesenheit zusätzlicher, kristallisationsverhindernder Hilfsstoffe machbar. Die Machbarkeit eines neuen Formulierungsansatzes für PEG-b-PLA Mizellen bestehend aus Sagopilon-beladenen Polymerfilmen zur späteren Dispergierung sowie der Nachweis der Temperatur als wichtigster stabilititätsbestimmender Faktor konnten zum ersten Mal gezeigt werden. Unabhängig des verwendeten Polymers waren die Sagopilon-haltigen Polymermizellen gleichermaßen wirksam gegenüber Zevixkarzinomzellen. In vivo wurde eine sehr gute Verträglichkeit der unbeladenen Trägersysteme beobachtet und eine maximal tolerierbare Sagopilon-Dosis von 6 mg/kg bestimmt. Dieser Wert ist erniedrigt gegenüber einer Cyclodextrin-haltigen Sagopilonformulierung und möglicherweise auf einen verlangsamten Wirkstoffabbau im Serum und somit einer höheren effektiven Dosis zurückzuführen. In ihrer Gesamtheit machen diese Ergebnisse deutlich, dass Polymermizellen, insbesondere auf Basis von PEG-b-PCL, wichtige Bedingungen zur Herstellung und Anwendung parenteraler Formulierungen erfüllen. Außerdem weisen sie ein exzellentes Potenzial für die weitergehende präklinische als auch klinische Testung von Sagopilon in verschiedenen Tumormodellen auf. Kapitel 4 beschreibt Untersuchungen zur Struktur-Wirkungs-Beziehung neuartiger Glycerol basierter Amphiphile hinsichtlich des Solubilisationsvermögens für Sagopilon, der Stabilität entsprechender Formulierungen und deren Zytotoxizität. Die untersuchten Amphiphile bestehen aus einer hydrophilen Kopfgruppe aus dendritischem Polyglycerol gekoppelt an einen C18 Alkylrest und verschiedenen hydrophoben Modifikationen. Sie wiesen deutlich höhere Solubilisationskapazitäten verglichen mit parenteralen Standardhilfsstoffen auf. Die größte Löslichkeitsverbesserung wurde in Anwesenheit einer diaromatischen Struktur an der Schnittstelle zwischen hydrophober Schwanz- und hydrophiler Kopfgruppe erzielt und macht die bevorzugte Wirkstofflokalisation an der Grenzfläche zwischen Mizellkern und –hülle deutlich. Unabhängig von der vorliegenden Kernstruktur wiesen alle Formulierungen ein ausgezeichnetes Stabilitätsprofil auf und erfüllen somit weitere wichtige Voraussetzungen für neue Hilfsstoffe. Die geringste Toxizität gegenüber primären Endothelzellen zeigte die Struktur, welche eine Naphthylendgruppe enthielt, mit vergleichbaren Werten wie Cremophor® EL und Polysorbate 80. Somit weisen diese neuartigen Amphiphile ein großes Potenzial hinsichtlich der Solubilisation und Formulierung schwerlöslicher Wirkstoffe auf

Germline Transgenic Methods for Tracking Cells and Testing Gene Function During Regeneration in the Axolotl

The salamander is the only tetrapod that regenerates complex body structures throughout life. Deciphering the underlying molecular processes of regeneration is fundamental for regenerative medicine and developmental biology, but the model organism had limited tools for molecular analysis. We describe a comprehensive set of germline transgenic strains in the laboratory-bred salamander Ambystoma mexicanum(axolotl) that open up the cellular and molecular genetic dissection of regeneration. We demonstrate tissue-dependent control of gene expression in nerve, Schwann cells, oligodendrocytes, muscle, epidermis, and cartilage. Furthermore, we demonstrate the use of tamoxifen-induced Cre/loxP-mediated recombination to indelibly mark different cell types. Finally, we inducibly overexpress the cell-cycle inhibitor p16INK4a, which negatively regulates spinal cord regeneration. These tissue-specific germline axolotl lines and tightly inducible Cre drivers and LoxP reporter lines render this classical regeneration model molecularly accessible

Optimierung der Beanspruchungen durch eine neue Arbeitsorganisation bei Call-Center-Arbeitsplätzen

aus der Zusammenfassung: "Call-Center sind eine schnell wachsende Branche innerhalb der Informationstechnologien, die an den Schnittstellen von Organisationen konflikthaltige, vermittelnde und beratende Interaktionsarbeiten zwischen multiplen Auftraggebern und Kunden ausführen. Wie bei der Einführung jeder neuen Technologie, treten auch hierbei typische Formen tayloristischer Arbeitsteilung auf.

Usability - Bericht: Beitrag zur Usability Evaluation Challenge 2010 der Gesellschaft für Informatik

Der vorliegende Usability-Bericht entstand im Rahmen eines Multimedia-Tutoriums, das dazu vorgesehen ist, praktisch umzusetzen, was in anderen Seminaren über Multimediapsychologie, Diagnostik der Mensch-Maschine-Interaktion, Softwaregestaltung und –evaluation sowie Screendesign theoretisch vermittelt wurde. Der Wettbewerb zur Evaluation der Webseite des Fachbereichs Mensch-Computer-Interaktion (FB MCI) der Gesellschaft für Informatik e.V. (GI) bot uns durch die Aufgabenstellung eine geeignete Möglichkeit, übergreifendes theoretisches und psychologisch fundiertes Wissen an einem realen Beispiel anzuwenden und somit in die Praxis umzusetzen. Unser Team, bestehend aus sieben angehenden Usability-Experten, hat die Webseite des MCI ausführlich inspiziert und mit ausgewählten Methoden systematisch evaluiert. Dazu wurden in einem Auswahlprozess zwei geeignete Methoden gewählt. Unser Vorgehen ist in einem Projektplan festgehalten. Die Ergebnisse der Evaluation, deren Erhebung und die verwendeten Methoden sind in diesem Bericht ausführlich protokolliert.:1. Einleitung 2. Erläuterung angewendeter Methoden 2.1. Heuristische Evaluation 2.2. Card Sorting 3. Projektplan 4. Wichtigste Erkenntnisse und Empfehlungen – Zusammenfassung 5. Heuristische Evaluation 5.1. Auswahl und Spezifikation der Heuristiken 5.2. Darstellung des Vorgehens 5.3. Erläuterung zu den Tabellen 5.4. Erläuterung zu Schweregrad und Behebbarkeit 5.5. Ergebnisse heuristische Betrachtung: Übersicht 5.5.1. Heuristische Betrachtung: Gesamte Homepage 5.5.2. Heuristische Betrachtung: Startseite 5.5.3. Heuristische Betrachtung: Hauptnavigation 5.5.4. Heuristische Betrachtung: Fachgruppen 5.5.5. Heuristische Betrachtung: Arbeitskreise 5.6. Visualisierung ausgewählter Verbesserungsvorschläge 6. Card Sorting 6.1. Psychologische Fundierung 6.2. Darstellung des Vorgehens 6.3. Auswertung 6.3.1. Ergebnisse Hauptmenü (Gruppe A) 6.3.2. Ergebnisse Fachgruppen und Arbeitskreise (Gruppe B) 7. Design-Vorschläge 8. Evaluation der Barrierefreiheit nach BITV 9. Schlusswort 10. Literaturverzeichnis Anhang A) Heuristiken B) Auswertung Card Sorting Gruppe A C) Auswertung Card Sorting Aufgabe A D) Auswertung Fachgruppen und Arbeitskreise (Gruppe B

Human amniotic fluid glycoproteins expressing sialyl Lewis carbohydrate antigens stimulate progesterone production in human trophoblasts in vitro

Background: Progesterone is thought to mediate immune modulator effects by regulating uterine responsiveness. The aim of the study was to clarify the effect of transferrin and glycodelin A (former name PP14) as sialyl Lewis X-expressing glycoproteins on the release of progesterone by trophoblast cells in vitro. Methods: Cytotrophoblast cells were prepared from human term placentas by standard dispersion of villous tissue followed by a Percoll gradient centrifugation step. Trophoblasts were incubated with varying concentrations (50-300 mug/ml) of human amniotic fluid- and serum-transferrin as well as with glycodelin A. Culture supernatants were assayed for progesterone, human chorionic gonadotropin (hCG) and cortisol by enzyme immunometric methods. Results: The release of progesterone is increased in amniotic fluid transferrin- and glycodelin A-treated trophoblast cell cultures compared to untreated trophoblast cells. There is no relation between transferrin and the hCG or cortisol production of trophoblast cells. Conclusion: The results suggest that sialyl Lewis carbohydrate antigen-expressing amniotic fluid glycoproteins modulate the endocrine function of trophoblasts in culture by upregulating progesterone production. Copyright (C) 2004 S. Karger AG, Basel

A proteomics analysis of 5xFAD mouse brain regions reveals the lysosome-associated protein Arl8b as a candidate biomarker for Alzheimer's disease

BACKGROUND: Alzheimer's disease (AD) is characterized by the intra- and extracellular accumulation of amyloid-β (Aβ) peptides. How Aβ aggregates perturb the proteome in brains of patients and AD transgenic mouse models, remains largely unclear. State-of-the-art mass spectrometry (MS) methods can comprehensively detect proteomic alterations, providing relevant insights unobtainable with transcriptomics investigations. Analyses of the relationship between progressive Aβ aggregation and protein abundance changes in brains of 5xFAD transgenic mice have not been reported previously. METHODS: We quantified progressive Aβ aggregation in hippocampus and cortex of 5xFAD mice and controls with immunohistochemistry and membrane filter assays. Protein changes in different mouse tissues were analyzed by MS-based proteomics using label-free quantification; resulting MS data were processed using an established pipeline. Results were contrasted with existing proteomic data sets from postmortem AD patient brains. Finally, abundance changes in the candidate marker Arl8b were validated in cerebrospinal fluid (CSF) from AD patients and controls using ELISAs. RESULTS: Experiments revealed faster accumulation of Aβ42 peptides in hippocampus than in cortex of 5xFAD mice, with more protein abundance changes in hippocampus, indicating that Aβ42 aggregate deposition is associated with brain region-specific proteome perturbations. Generating time-resolved data sets, we defined Aβ aggregate-correlated and anticorrelated proteome changes, a fraction of which was conserved in postmortem AD patient brain tissue, suggesting that proteome changes in 5xFAD mice mimic disease-relevant changes in human AD. We detected a positive correlation between Aβ42 aggregate deposition in the hippocampus of 5xFAD mice and the abundance of the lysosome-associated small GTPase Arl8b, which accumulated together with axonal lysosomal membranes in close proximity of extracellular Aβ plaques in 5xFAD brains. Abnormal aggregation of Arl8b was observed in human AD brain tissue. Arl8b protein levels were significantly increased in CSF of AD patients. CONCLUSIONS: We report a comprehensive biochemical and proteomic investigation of hippocampal and cortical brain tissue derived from 5xFAD transgenic mice, providing a valuable resource to the neuroscientific community. We identified Arl8b, with significant abundance changes in 5xFAD and AD patient brains. Arl8b might enable the measurement of progressive lysosome accumulation in AD patients and have clinical utility as a candidate biomarker

Dynamic Maize Responses to Aphid Feeding Are Revealed by a Time Series of Transcriptomic and Metabolomic Assays

As a response to insect attack, maize (Zea mays) has inducible defenses that involve large changes in gene expression and metabolism. Piercing/sucking insects such as corn leaf aphid (Rhopalosiphum maidis) cause direct damage by acquiring phloem nutrients as well as indirect damage through the transmission of plant viruses. To elucidate the metabolic processes and gene expression changes involved in maize responses to aphid attack, leaves of inbred line B73 were infested with corn leaf aphids for 2 to 96 h. Analysis of infested maize leaves showed two distinct response phases, with the most significant transcriptional and metabolic changes occurring in the first few hours after the initiation of aphid feeding. After 4 d, both gene expression and metabolite profiles of aphid-infested maize reverted to being more similar to those of control plants. Although there was a predominant effect of salicylic acid regulation, gene expression changes also indicated prolonged induction of oxylipins, although not necessarily jasmonic acid, in aphid-infested maize. The role of specific metabolic pathways was confirmed using Dissociator transposon insertions in maize inbred line W22. Mutations in three benzoxazinoid biosynthesis genes, Bx1, Bx2, and Bx6, increased aphid reproduction. In contrast, progeny production was greatly decreased by a transposon insertion in the single W22 homolog of the previously uncharacterized B73 terpene synthases TPS2 and TPS3. Together, these results show that maize leaves shift to implementation of physical and chemical defenses within hours after the initiation of aphid feeding and that the production of specific metabolites can have major effects in maize-aphid interactions.Peer reviewe