Bachelor thesis - University of Veterinary Medicine Vienna - 2020

Bachelorarbeit - Veterinärmedizinische Universität Wien - 2020

Trichomoniasis is the most prevalent non-viral, sexually transmitted disease, caused by the microaerophilic protist parasite Trichomonas vaginalis. Though itself not life-threatening, in fact it progresses without any symptoms in most cases, T. vaginalis infection can promote urogenital neoplasia, HIV-infection and other severities. Since its discovery in 1960, the 5- nitromidazole drug metronidazole is one of the two only established treatments for trichomoniasis. However, with a significant number of patients resistant or showing major side effects, novel therapies are in need. Targeting the protection system against oxidative damage, several organic gold compounds have been tested as alternative medication. The antirheumatic drug auranofin has shown promising results before by inhibiting the thioredoxin reductase (TrxR), a major player of the antioxidative defence system of the protist. In the following thesis the activity of TrxR in auranofin (40 μM) and metronidazole (50 μM) treated cell cultures was measured in a photometric assay and compared to the activity in diphenyleneiodonium chloride (DPI) (10 μM) treated and untreated cells. Recombinant T. vaginalis Thioredoxin (TvTrx) was therefore expressed in Escherichia coli. In addition, intracellular thiol concentrations were determined, based on the hypothesis that auranofin has a negative effect on the thiol pools in T. vaginalis, which also have antioxidative properties. The outcome of our experiments is encouraging. We did observe an inhibiting effect of auranofin in T. vaginalis in the assays that were conducted. Both TrxR-activity and intracellular thiol measurements were significantly lower in auranofin treated cells, affirming an inhibiting effect of the gold drug on the reactive oxygen species (ROS) defence mechanisms in T. vaginalis and therefore inhibiting the proliferation and eventual death of the parasite. With further research auranofin might be a future alternative agent for T. vaginalis infection, in cases where metronidazole is ineffective.

Trichomonose ist die häufigste nicht virale, sexuell übertragbare Infektionskrankheit, die von dem anaerobe Protozoon Trichomonas vaginalis ausgelöst wird. Eine Infektion ist zwar nicht lebensgefährlich, sie verläuft in den meisten Fällen sogar symptomlos, kann aber die Übertragung von HIV, sowie Neoplasien und Komplikationen während der Schwangerschaft begünstigen. Behandelt wird Trichomonose seit der Entdeckung 1960 fast ausschließlich mit dem Nitroimidazol Metronidazol. Allerdings reagiert ein beträchtlicher Anteil an Patienten mit Resistenzen oder starken Nebenwirkungen, weshalb alternative Wirkstoffe gefragt sind. Verschiedene organische Goldverbindungen, deren Angriffspunkt das System zum Schutz vor Sauerstoffradikalen ist, sind Thema der Forschung für alternative Therapien. Das Antirheumatikum Auranofin zeigte in vorhergegangenen Experimenten vielversprechende Ergebnisse durch Inhibition der Thioredoxinreduktase, ein wichtiges Protein für die Abwehr von Sauerstoffradikalen. In der folgenden Arbeit wurde die Aktivität der Thioredoxinreduktase in mit Auranofin (40 μM) und Metronidazol (50 μM) behandelten Zellen in einem photometrischen Assay gemessen und mit Diphenyleneiodoniumchlorid (DPI) (10 μM) behandelten und unbehandelten Zellen verglichen. Thioredoxin, das Substrat der Reaktion, wurde rekombinant in Escherichia coli hergestellt. Zudem wurde die Hypothese, dass Auranofin auch die intrazellulären Thiol- Speicher depletiert, getestet. Diese wirken ebenfalls als Antioxidantien. Das Ziel der vorliegenden Arbeit war es den Effekt von Auranofin in T. vaginalis zu beobachten. Wie schon in vorherigen Publikationen gezeigt, hat Auranofin auch in unseren Experimenten die TrxR-Aktivität signifikant gehemmt. Die intrazellulären Thiolkonzentrationen waren in den behandelten Zellen ebenfalls weitaus geringer, was den erwarteten Effekt des Antirheumatikums bestätigt. Die Inhibition der Sauerstoffabwehr führt zu einer Intoxikation und kann folglich zum Tod der Zelle führen. Die vorliegenden Ergebnisse bieten demnach eine Grundlage für die weitere Erforschung von Auranofin als alternatives Therapeutikum gegen Trichomonose, in Fällen wo Metronidazol nicht wirksam ist.

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