A Thermosensitive, Chitosan-Based Hydrogel as Delivery System for Antibacterial Liposomes to Surgical Site Infections

Prophylaxis and the treatment of surgical site infections (SSIs) with antibiotics frequently fail due to the antibiotic resistance of bacteria and the ability of bacteria to reside in biofilms (i.e., bacterial clusters in a protective matrix). Therefore, alternative antibacterial treatments are required to combat biofilm infections. The combination of diethyldithiocarbamate (DDC−) and copper ions (Cu2+) exhibited antibiofilm activity against the staphylococci species associated with SSIs; however, the formation of a water-insoluble Cu(DDC)2 complex limits its application to SSIs. Here, we describe the development and antibiofilm activity of an injectable gel containing a liposomal formulation of Cu(DDC)2 and Cu2+ (lipogel). Lyophilized liposomes were incorporated into a mixture of chitosan (CS) and beta-glycerophosphate (βGP), and the thermosensitive gelling properties of CS-βGP and the lipogel were determined. The liposomes remained stable after lyophilization over six months at 4–6 °C and −20 °C. The sol-gel transition of the gel and lipogel occurred between 33 and 39 °C, independently of sterilization or storage at −20 °C. CS-βGP is biocompatible and the liposomes were released over time. The lipogel prevented biofilm formation over 2 days and killed 98.7% of the methicillin-resistant Staphylococcus aureus and 99.9% of the Staphylococcus epidermidis biofilms. Therefore, the lipogel is a promising new prophylaxis and treatment strategy for local application to SSIs.Laurine Kaul, Clara E. Grundmann, Monika Köll-Weber, Hanna Löffler, Artur Weiz, Andrew C. W. Zannettino, Katharina Richter, and Regine Süs

Implementation of routine outcome measurement in child and adolescent mental health services in the United Kingdom: a critical perspective

The aim of this commentary is to provide an overview of clinical outcome measures that are currently recommended for use in UK Child and Adolescent Mental Health Services (CAMHS), focusing on measures that are applicable across a wide range of conditions with established validity and reliability, or innovative in their design. We also provide an overview of the barriers and drivers to the use of Routine Outcome Measurement (ROM) in clinical practice

Sicherung von Dämmen, Deichen und Stauanlagen : Handbuch für Theorie und Praxis ; Vol. V - 2015

Die Universität Siegen beschäftigt sich seit über 15 Jahren wissenschaftlich und im Bereich der anwendungsorientierten Forschung mit diesem Thema und hat dazu mittlerweile fünf Symposien durchgeführt. Mit der Veröffentlichung soll die langjährige Tradition als etablierte wissenschaftliche Plattform mit einem Wissensaustausch auf europäischer Ebene fortgesetzt werden. Die Bearbeitung dieser Thematik erfolgt auf der Basis der bewährten Kooperation zwischen Geotechnik und Wasserbau an der Universität Siegen. Aktuelle Ereignisse, wie z.B. die aus England oder Australien im Februar des Jahres 2014, machen uns aber auch deutlich, dass ein absoluter Schutz gegen Extremereignisse nicht möglich ist. Sie zeigen aber auch, dass dort wo technischer Hochwasserschutz konsequent umgesetzt wurde Schäden vermieden werden konnten. Wir sind nach den Ereignissen in den vergangenen Jahren aufgefordert wissenschaftlich noch leistungsfähigere und duktilere Systeme zu entwickeln. Weiter ist die Wissenschaft in der Pflicht, die Zivile Sicherheit im Hochwasser-schutz permanent zu bewerten, zu bearbeiten und ganzheitliche-interdisziplinäre und länderübergreifende Lösungen für die Zivilgesellschaft einzufordern

Characterization and manipulation of the biosynthetic pathway of cyanobacterial tricyclic microviridins in E. coli

Microviridine sind ribosomal synthetisierte, cyanobakterielle Depsipeptide. Die genetische Basis der Microviridinproduktion ist ein Gencluster mit den Genen mdnABCDE. Zwei neuartige ATP-grasp-Ligasen, MdnB und MdnC, katalysieren die Bildung von Lacton- und Lactamringen durch die Einführung von zwei -Ester-und einer -Amidbindung. Die Prozessierung wird von einer bislang unbekannten Peptidase durchgeführt. Neben den filamentösen Nostoc und Planktothrix gehört die einzellige, blütenbildende Cyanobakteriengattung Microcystis zu den Microviridinproduzenten. Die inhibitorische Aktivität gegenüber Serinproteasen verleiht Microviridinen ökologische und pharmazeutische Relevanz. Im Rahmen dieser Arbeit wurde eine kleine Microviridin Expressionsplattform konstruiert. Ein neuartiges Microviridin Gencluster aus Microcystis aeruginosa Nies843 wurde heterolog in E. coli exprimiert, bioinformatisch analysiert und mutiert. Das hochkonservierte PFFARFL-Motif im Precursorpeptid MdnA wurde als Erkennungssequenz für die ATP-grasp Ligasen identifiziert. Manipulationen am C-Terminus des leader-Peptids führten zu einer Inhibierung der Aktivität von MdnB. Peptid-Protein-Interaktionen zwischen MdnA und den ATP-grasp Ligasen wurden untersucht. Der ABC-Transporter MdnE stabilisiert höchstwahrscheinlich einen Microviridin Biosynthesekomplex an der inneren Membran, wofür zwei mögliche Modelle vorgeschlagen werden. Punktmutationen in der Microviridin core-Sequenz offenbarten Flexibilität des Microviridin-Biosyntheseapparates für das peptide engineering. Es wurde eine Mutante konstruiert, deren inhibitorische Aktivität gegen Elastase um den Faktor 100 verbessert wurde. Durch die Konstruktion einer Precursoraustauschplattform konnten bisher kryptische Microviridine produziert werden. Diese Methode hat Potential für den Bau von Microviridinbibliotheken. Letztlich wird eine Hypothese zum Bindungsmechanismus von Microviridinen an Proteasen aufgestellt.Microviridins are ribosomally synthesized cyanobacterial oligopeptides. These peptides comprise an unrivaled multicyclic cage-like structure, carrying two characteristic ester and one amide bond, which are introduced by the two novel ATP-grasp ligases MdnB and MdnC. In addition to the filamentous species Nostoc and Planktothrix, the unicellular, bloom-forming cyanobacterium Microcystis aeruginosa Nies843 is one of the microviridin producer strains. The potent serine protease inhibitory activity contributes to both ecological and pharmacological relevance of microviridins. During this work, a small expression platform carrying the microviridin gene cassette mdnABCDE was established. Microviridins were heterologously expressed in E. coli and analyzed using bioinformatics and mutational analysis. The strictly conserved PFFARFL motif in the precursor peptide MdnA was identified and characterized as a binding sequence for the ATP-grasp ligases. Protein interactions of MdnA with B and C were studied. The ABC transporter MdnE was unveiled to be crucial for cyclization and processing of microviridins, probably stabilizing a putative microviridin maturation complex at the inner membrane. Two initial models for the peptide recognition and processing have been proposed. Point mutations in the microviridin core sequence showed some flexibility of the microviridin biosynthetic pathway to be used for peptide engineering. The exchange of a phenylalanine against a leucine in position 5 of the core region resulted in more than a 100-fold increased inhibitory activity against the attractive drug target elastase. The possibility to express cryptic microviridin precursor peptides in a precursor exchange platform showed the potential to create peptide libraries. Finally, a hypothesis about the binding mechanism of microviridins is presented

Resource-Efficient High-Yield lonothermal Synthesis of Microcrystalline Cu_3-xP

Polycrystalline Cu3-xP was successfully synthesized in different ionic liquids comprising imidazolium and phosphonium cations. The reaction of elemental copper and red phosphorus in trihexyltetradecylphosphonium chloride at 200 degrees C led to single-phase Cu3-xP (x = 0.05) within 24 h with a quantitative yield (99%). Liquid-state nuclear magnetic resonance spectroscopy of the ionic liquids revealed degeneration of the imidazolium cations under the synthesis conditions, while phosphonium cations remain stable. The solid products were characterized with X-ray powder diffraction, scanning electron microscopy, energy-dispersive X-ray spectroscopy, solid-state nuclear magnetic resonance spectroscopy, and elemental analysis. A reinvestigation of the electronic transport properties of Cu2.95(4)P showed metallic behavior for the bulk material. The formation CuP2 during the synthesis of phosphorus-rich Cu3-xP (x >= 0.1) was observed

Harnessing the Evolvability of Tricyclic Microviridins To Dissect Protease-Inhibitor Interactions

Weiz AR, Ishida K, Quitterer F, et al. Harnessing the Evolvability of Tricyclic Microviridins To Dissect Protease-Inhibitor Interactions. Angewandte Chemie International Edition. 2014;53(14):3735-3738.Understanding and controlling proteolysis is an important goal in therapeutic chemistry. Among the natural products specifically inhibiting proteases microviridins are particularly noteworthy. Microviridins are ribosomally produced and posttranslationally modified peptides that are processed into a unique, cagelike architecture. Here, we report a combined rational and random mutagenesis approach that provides fundamental insights into selectivity-conferring moieties of microviridins. The potent variant microviridin J was co-crystallized with trypsin, and for the first time the three-dimensional structure of microviridins was determined and the mode of inhibition revealed