The Depsipeptide Romidepsin Reverses HIV-1 Latency In Vivo.

UNLABELLED: Pharmacologically-induced activation of replication competent proviruses from latency in the presence of antiretroviral treatment (ART) has been proposed as a step towards curing HIV-1 infection. However, until now, approaches to reverse HIV-1 latency in humans have yielded mixed results. Here, we report a proof-of-concept phase Ib/IIa trial where 6 aviremic HIV-1 infected adults received intravenous 5 mg/m2 romidepsin (Celgene) once weekly for 3 weeks while maintaining ART. Lymphocyte histone H3 acetylation, a cellular measure of the pharmacodynamic response to romidepsin, increased rapidly (maximum fold range: 3.7-7.7 relative to baseline) within the first hours following each romidepsin administration. Concurrently, HIV-1 transcription quantified as copies of cell-associated un-spliced HIV-1 RNA increased significantly from baseline during treatment (range of fold-increase: 2.4-5.0; p = 0.03). Plasma HIV-1 RNA increased from <20 copies/mL at baseline to readily quantifiable levels at multiple post-infusion time-points in 5 of 6 patients (range 46-103 copies/mL following the second infusion, p = 0.04). Importantly, romidepsin did not decrease the number of HIV-specific T cells or inhibit T cell cytokine production. Adverse events (all grade 1-2) were consistent with the known side effects of romidepsin. In conclusion, romidepsin safely induced HIV-1 transcription resulting in plasma HIV-1 RNA that was readily detected with standard commercial assays demonstrating that significant reversal of HIV-1 latency in vivo is possible without blunting T cell-mediated immune responses. These finding have major implications for future trials aiming to eradicate the HIV-1 reservoir. TRIAL REGISTRATION: clinicaltrials.gov NTC02092116.

Phoriospongin A and B: Two new nematocidal depsipeptides from the Australian marine sponges Phoriospongia sp and Callyspongia bilamellata

Bioassay-directed fractionation of two southern Australian sponges, Phoriospongia sp. and Callyspongia bilamellata, yielded two new nematocidal depsipeptides, identified as phoriospongins A (1) and B (2). The structures of the phoriospongins were determined by detailed spectroscopic analysis and comparison with the previously reported sponge depsipeptide cyclolithistide A (3), as well as ESIMS and HPLC analysis of acid hydrolysates. It is noteworthy that the unique and yet structurally related metabolites 1-3 are found in sponges spanning three taxonomic orders, Poescilosclerida, Haplosclerida, and Lithistida.

Bioactive endophytic fungi isolated from Caesalpinia echinata Lam. (Brazilwood) and identification of beauvericin as a trypanocidal metabolite from Fusarium sp.

Aiming to identify new sources of bioactive secondary metabolites, we isolated 82 endophytic fungi from stems and barks of the native Brazilian tree Caesalpinia echinata Lam. (Fabaceae). We tested their ethyl acetate extracts in several in vitro assays. The organic extracts from three isolates showed antibacterial activity against Staphylococcus aureus and Escherichia coli [minimal inhibitory concentration (MIC) 32-64 μg/mL]. One isolate inhibited the growth of Salmonella typhimurium (MIC 64 μg/mL) and two isolates inhibited the growth of Klebsiella oxytoca (MIC 64 μg/mL), Candida albicans and Candida tropicalis (MIC 64-128 μg/mL). Fourteen extracts at a concentration of 20 μg/mL showed antitumour activities against human breast cancer and human renal cancer cells, while two isolates showed anti-tumour activities against human melanoma cancer cells. Six extracts were able to reduce the proliferation of human peripheral blood mononuclear cells, indicating some degree of selective toxicity. Four isolates were able to inhibit Leishmania (Leishmania) amazonensis and one isolate inhibited Trypanosoma cruzi by at least 40% at 20 μg/mL. The trypanocidal extract obtained from Fusarium sp. [KF611679] culture was subjected to bioguided fractionation, which revealed beauvericin as the compound responsible for the observed toxicity of Fusarium sp. to T. cruzi. This depsipeptide showed a half maximal inhibitory concentration of 1.9 μg/mL (2.43 μM) in a T. cruzi cellular culture assay.

The geodiamolide H, derived from Brazilian sponge Geodia corticostylifera, regulates actin cytoskeleton, migration and invasion of breast cancer cells cultured in three-dimensional environment

We are investigating effects of the depsipeptide geodiamolide H, isolated from the Brazilian sponge Geodia corticostylifera, on cancer cell lines grown in 3D environment. As shown previously geodiamolide H disrupts actin cytoskeleton in both sea urchin eggs and breast cancer cell monolayers. We used a normal mammary epithelial cell line MCF 10A that in 3D assay results formation of polarized spheroids. We also used cell lines derived from breast tumors with different degrees of differentiation: MCF7 positive for estrogen receptor and the Hs578T, negative for hormone receptors. Cells were placed on top of Matrigel. Spheroids obtained from these cultures were treated with geodiamolide H. Control and treated samples were analyzed by light and confocal microscopy. Geodiamolide H dramatically affected the poorly differentiated and aggressive Hs578T cell line. The peptide reverted HsS78T malignant phenotype to polarized spheroid-like structures. MCF7 cells treated by geodiamolide H exhibited polarization compared to controls. Geodiamolide H induced striking phenotypic modifications in Hs578T cell line and disruption of actin cytoskeleton. We investigated effects of geodiamolide H on migration and invasion of Hs578T cells. Time-lapse microscopy showed that the peptide inhibited migration of these cells in a dose-dependent manner. Furthermore invasion assays revealed that geodiamolide H induced a 30% decrease on invasive behavior of Hs578T cells. Our results suggest that geodiamolide H inhibits migration and invasion of Hs578T cells probably through modifications in actin cytoskeleton. The fact that normal cell lines were not affected by treatment with geodiamolide H stimulates new studies towards therapeutic use for this peptide.

Derivate des Ionentransporters Valinomycin

In der vorliegenden Arbeit wurden Derivate des Ionentransporters Valinomycin synthetisiert und als Sensorelemente in Modellmembransysteme inkorporiert. Als Modellmembranen wurden festkörpergestützte Lipiddoppelschichten (tBLMs, tethered bilayer lipid membranes) verwendet. rnValinomycin transportiert selektiv Kalium-Ionen durch Membranen, was durch einen Rückgang des Widerstandes über elektrochemische Messmethoden nachgewiesen werden kann. Es ist ein zyklisches Dodecadepsipeptid, das aus zwei verschiedenen Aminosäuren (L- und D-Valin) und  Hydroxysäuren (L Milchsäure und D Hydroxyisovaleriansäure) besteht. In dieser Arbeit wurde ein L Valin durch ein L-Lysin ausgetauscht, um eine freie Aminogruppe zum Anbinden verschiedenster Liganden zu erhalten. rnDie Synthese erfolgte in Lösung über einen linearen Decadepsipeptid-Precursor, hierbei wurde hauptsächlich mit Benzyl- und Boc-Schutzgruppen gearbeitet. An den Precursor wurden dann unterschiedlich modifizierte Lysin-Didepside gebunden und das daraus erhaltene lineare Dodecadepsipeptid zyklisiert.rnInsgesamt wurden sechs verschiedene Derivate synthetisiert, deren Ionentransportfähigkeit mit Hilfe eines angebundenen Liganden blockiert wurde. Diese Blockade kann entweder mechanisch durch Festhalten des Ionencarriers an der Oberfläche der Membran oder chemisch durch Einbringen einer Ladung erfolgen, da geladene Moleküle eine Membran nicht überwinden können. rnAcetyl-Lysin-Valinomycin wurde als Testsystem hergestellt, um zu zeigen, dass die Synthese einen funktionsfähigen Ionencarrier ergeben hatte. Im nächsten Schritt wurde Lysin-Valinomycin mit freier Aminogruppe synthetisiert, um es als pH-Sensor zu nutzen und damit zu überprüfen, ob das chemische Einbringen einer Ladung möglich ist. Es konnte ein pH abhängiger Kalium-Transport nachgewiesen werden, die Blockade der Ionentransportfähigkeit über eine eingebrachte Ladung ist somit möglich. rnAuf dem gleichen Konzept beruht Ferrocen-Valinomycin. Wird der Ferrocen-Ligand oxidiert, liegt eine positive Ladung vor und der Ionencarrier kann die Membran nicht mehr überwinden. Eine Reduktion macht diesen Prozess reversibel. Ferrocen-Valinomycin konnte innerhalb einer tBLM chemisch oxidiert und reduziert werden, dieses System kann somit als chemischer Redox-Sensor eingesetzt werden.rnEine mechanische Blockade liegt dem Biotin- und dem Sulfonamid-Valinomycin zugrunde. Dabei soll die Zugabe von Streptavidin bzw. BCA II (bovine Carboanhydrase) den Ionentransport durch die Membran stoppen. Beide Valinomycin-Derivate zeigten aber keine Ionentransportfähigkeit, eine Inkorporation in tBLMs konnte jedoch über SPR gezeigt werden. rnDie Synthese eines fluoreszenz-markierten (FITC) Valinomycins ergab zwar auch keinen transportfähigen Ionencarrier, aber mit diesem Derivat konnte der Diffusionskoeffizient von Valinomycin in sBLMs mit Hilfe von Fluorescence Recovery after photobleaching (FRAP) bestimmt werden.rn

Synthese cyclischer Peptide und von Kohlenhydraten abgeleitete Katalysatoren zur enantioselektiven Darstellung von Cyanhydrinen

Der Suche nach neuen Wirkstoffen für den chemischen Pflanzenschutz kommt insbesondere vor dem Hintergrund der steigenden Weltbevölkerung und weniger zur Verfügung stehenden kulturfähigen Ackerflächen eine stetig wachsende Bedeutung zu. Ziel dieser Arbeit war die Synthese von cyclischen Peptiden und Depsipeptiden, die aufgrund ihrer biologischen Aktivität als potentielle Insektizide für den chemischen Pflanzenschutz in Frage kommen. Darüber hinaus sollten von Kohlenhydraten abgeleitete Katalysatoren zur enantioselektiven Cyanhydrinsynthese entwickelt werden, um einen leichten Zugang zu den Bausteinen der Depsipeptide zu ermöglichen. Als vielversprechender Naturstoff mit insektiziden Eigenschaften gilt das cyclische Pentapeptid Cycloaspeptid E, dessen Totalsynthese in 10 Stufen mit einer Gesamtausbeute von 25% erreicht wurde, sodass die Verbindung für biologische Tests bereitgestellt werden konnte. Zusätzlich gelang die Kristallisation der Verbindung, was eine Röntgenstrukturanalyse ermöglichte. Ein Derivat von Cycloaspeptid E sollte 2-Aminonicotinsäure anstelle von Anthranilsäure enthalten. Die Synthese dieser Verbindung wurde auf drei Wegen versucht. Dabei zeigte sich, dass es bei einer zur Totalsynthese des Naturstoffs analogen Strategie zur quantitativen Bildung eines Diketopiperazins kommt. Auf den anderen Routen ließ sich entweder ein Kupplungsschritt nicht realisieren, oder die Verbindung erwies sich unter den gewählten Bedingungen als instabil. Die Darstellung eines 2-Aminonicotinsäure-Derivats von Cycloaspeptid E bleibt daher weiterhin ein ungelöstes Problem, das weiterer Forschung bedarf. Verticilid A1 ist ein cyclisches Depsipeptid, das aufgrund seiner Bindungsfähigkeit an den Ryanodinrezeptor von Insekten, als Leitstruktur für die Suche nach neuen Insektiziden von Interesse ist. Um zu untersuchen, wie wichtig die Esterbindungen im Molekül für die biologische Aktivität sind, sollte das entsprechende Amid-Derivat und das Cyclodepsipeptid mit nur zwei statt vier Esterbindungen hergestellt werden. Hierbei zeigte sich, dass eine zur Darstellung von Verticilid A1 analoge Syntheseroute zu einer ausgeprägten Epimerisierung führt. Eine lineare Synthese der Derivate endet in der Bildung des Diketopiperazins. Weiterhin wurden zwei neue, zueinander pseudoenantiomere Vanadium(IV)-Katalysatoren auf Basis von D-Glucose einerseits und L-Xylose andererseits dargestellt. Diese lassen sich in fünf bzw. 14 Stufen synthetisieren und liefern in der enantioselektiven Katalyse von Mandelsäurenitril Enantiomerenüberschüsse von 89% bzw. 91% bei hohen Ausbeuten. Zusammenfassend lässt sich feststellen, dass im Rahmen dieser Arbeit die Totalsynthese von Cycloaspeptid E erfolgreich durchgeführt wurde, und die Syntheseversuche von weiteren cyclischen Peptiden wichtige Erkenntnisse für weitere Synthesen lieferten. Mit den beiden hergestellten Vanadium(IV)-Komplexen wurden zwei potente, auf Kohlenhydraten basierende Katalysatoren für die enantioselektive Synthese von Cyanhydrinen entwickelt.