2,1,3-Bentsoksadiatsolirakenteiset molekyylit antibakteerisina ja antiparasiittisina yhdisteinä

Aikaisemman tutkimuksen perusteella tiedettiin tiettyjen 2,1,3-bentsoksadiatsolirakenteisten molekyylien olevan aktiivisia Chlamydia pneumoniae –bakteeria vastaan. Tutkimusta lähdettiin jatkamaan ja 2,1,3-bentsoksadiatsolimolekyylien rakenne-aktiivisuusuhteista haluttiin saada lisätietoa. Tarkoituksena oli kehittää 2,1,3-bentsoksadiatsolimolekyyleille ja sen avulla muodostaa molekyylikirjasto. Syntetisoidut molekyylit haluttiin testata sekä Chlamydia pneumoniae -bakteeria että Leishmania donovani –parasiittia vastaan. Chlamydia pneumoniae –bakteeri aiheuttaa akuutteja ylä- ja alahengitystieinfektiota, kuten keuhkoputkentulehdusta. Akuutissa tulehduksessa oireet vaihtelevat huomattavasti. Chlamydia pneumoniae –bakteerilla on myös taipumus aiheuttaa kroonisia tulehduksia. Nämä ovat useissa tutkimuksissa yhdistetty kansantaloudellisesti merkittäviin sairauksiin, kuten ateroskleroosiin ja astmaan. Leishmanioosi on toiseksi yleisin loissairaus ihmisellä malarian jälkeen. Leishmania donovani –parasiitti voi aiheuttaa tappavaa viskeraalista leishmanioosia. Vuodessa leishmanioosiin kuolee yli 50 000 ihmistä. Viime vuosina leishmanioosin lääkehoidossa on esiintynyt monenlaisia ongelmia. Osat lääkkeistä ovat menettäneet tehonsa ja osalla esiintyy vakavia haittavaikutuksia. 2,1,3-Bentsoksadiatsolirakenteisille yhdisteille saatiin kehitettyä toimiva synteesireitti. Lähtöaineena käytettiin 4-amino-2-nitrobentsoehappoa, josta saatiin hapettavalla renkaansulkeutumisreaktiolla 2,1,3-bentsoksadiatsoli-5-karboksyylihappoa. Karboksyylihaposta syntetisoitiin amidi-välituotteen kautta 2,1,3-bentsoksadiatsoli-5-karbonitriiliä. Hydroksyyliamiini hydrokloridin avulla 2,1,3-bentsoksadiatsoli-5-karbonitriilistä muodostettiin vastaavaa karboksimidamidia, joka oli synteesireitin yhteinen välituote kaikille molekyyleille. Viimeisessä vaiheessa N´-hydroksidi-2,1,3-bentsoksadiatsoli-5-karboksimidamidin annettiin reagoida joko fenyyli-isosyanaatin tai fenyyli-isotiosyanaatin kanssa, jolloin saatiin lopputuotetta. Synteesireitin kehittäminen osoittautui haastavaksi ja loppujen lopuksi saatiin ainoastaan kolme lopputuotetta syntetisoitua. Yksi lopputuotteista testattiin C. pneumoniae –bakteeria vastaan Åbo akademissa Turussa. Testattavaa yhdiste ei sisältänyt 2,1,3-bentsoksadiatsoliarengasta ja bioaktiivisuuskokeen tulos oli odotusten mukainen. Yhdiste ei ollut aktiivinen C. pneumoniae –bakteeria vastaan alhaisilla konsentraatioilla ja tuloksesta voitiin todeta 2,1,3-bentsoksadiatsolirengaan olevan tärkeä aktiivisuuden kannalta. Kaksi lopputuotetta saatiin testaukseen Leishamania donovani –parasiittia vastaan Israeliin. Ainoastaan toinen molekyyleistä sisälsi 2,1,3-bentsoksadiatsolirakenteen. Bioaktiivisuuskokeiden tulokset olivat erittäin rohkaisevia. Yhdisteet olivat aktiivisia parasiittia vastaan jo alhaisilla konsentraatioilla. Kuitenkin 2,1,3-bentsoksadiatsolirakenteinen molekyyli oli aktiivisempi, joten tämäkin aktiivisuuskokeen perusteella huomattiin rengasrakenteen olevan tärkeä aktiivisuuden kannalta.

Identifying Genetic Risk Factors in Canine Autoimmune Disorders

Autoimmune diseases are more common in dogs than in humans and are already threatening the future of some highly predisposed dog breeds. Susceptibility to autoimmune diseases is controlled by environmental and genetic factors, especially the major histocompatibility complex (MHC) gene region. Dogs show a similar physiology, disease presentation and clinical response as humans, making them an excellent disease model for autoimmune diseases common to both species. The genetic background of canine autoimmune disorders is largely unknown, but recent annotation of the dog genome and subsequent development of new genomic tools offer a unique opportunity to map novel autoimmune genes in various breeds. Many autoimmune disorders show breed-specific enrichment, supporting a strong genetic background. Furthermore, the presence of hundreds of breeds as genetic isolates facilitates gene mapping in complex autoimmune disorders. Identification of novel predisposing genes establishes breeds as models and may reveal novel candidate genes for the corresponding human disorders. Genetic studies will eventually shed light on common biological functions and interactions between genes and the environment. This study aimed to identify genetic risk factors in various autoimmune disorders, including systemic lupus erythematosus (SLE)-related diseases, comprising immune-mediated rheumatic disease (IMRD) and steroid-responsive meningitis arteritis (SMRA) as well as Addison s disease (AD) in Nova Scotia Duck Tolling Retrievers (NSDTRs) and chronic superficial keratitis (CSK) in German Shepherd dogs (GSDs). We used two different approaches to identify genetic risk factors. Firstly, a candidate gene approach was applied to test the potential association of MHC class II, also known as a dog leukocyte antigen (DLA) in canine species. Secondly, a genome-wide association study (GWAS) was performed to identify novel risk loci for SLE-related disease and AD in NSDTRs. We identified DLA risk haplotypes for an IMRD subphenotype of SLE-related disease, AD and CSK, but not in SMRA, and show that the MHC class II gene region is a major genetic risk factor in canine autoimmune diseases. An elevated risk was found for IMRD in dogs that carried the DLA-DRB1*00601/DQA1*005011/DQB1*02001 haplotype (OR = 2.0, 99% CI = 1.03-3.95, p = 0.01) and for ANA-positive IMRD dogs (OR = 2.3, 99% CI = 1.07-5.04, p-value 0.007). We also found that DLA-DRB1*01502/DQA*00601/DQB1*02301 haplotype was significantly associated with AD in NSDTRs (OR = 2.1, CI = 1.0-4.4, P = 0.044) and the DLA-DRB1*01501/DQA1*00601/DQB1*00301 haplotype with the CSK in GSDs (OR=2.67, CI=1.17-6.44, p= 0.02). In addition, we found that homozygosity for the risk haplotype increases the risk for each disease phenotype and that an overall homozygosity for the DLA region predisposes to CSK and AD. Our results have enabled the development of genetic tests to improve breeding practices by avoiding the production of puppies homozygous for risk haplotypes. We also performed the first successful GWAS for a complex disease in dogs. With less than 100 cases and 100 controls, we identified five risk loci for SLE-related disease and AD and found strong candidate genes involved in a novel T-cell activation pathway. We show that an inbred dog population has fewer risk factors, but each of them has a stronger genetic risk. Ongoing studies aim to identify the causative mutations and bring new knowledge to help diagnostics, treatment and understanding of the aetiology of SLE-related diseases.