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Hintergrund. Personen, die mit der chronischen Erkrankung HIV leben (PWH), müssen ihr Leben lang die sog. antiretrovirale Therapie (ART) einnehmen, um einen Ausbruch der Erkrankung in das Vollbild AIDS (Akquiriertes Immun-Defizienz-Syndrom) zu vermeiden. Gleichzeitig ist die ART und HIV selbst assoziiert mit dem Auftreten zusätzlicher Erkrankungen (Komorbiditäten) kardiovaskulärer oder psychologischer Natur. Die Prävalenz von Komorbiditäten und schlechter Lebensqualität ist im Vergleich zu HIV-negativen Personen deutlich höher.
Methoden. Es wurden zwei Metaanalysen zu sportlicher Betätigung, PWH und (1) kardiovaskulären und (2) psychologischen Parametern sowie eine Querschnittsstudie (HIBES-Studie, HIV-Begleiterkrankungen und Sport) durchgeführt. Für die Auswertung der metaanalytischen Daten wurde der Review Manager 5.3, für die Auswertung der Daten der HIBES-Studie das Analyseprogramm „R“ verwendet. In den Metaanalysen wurden, neben den Hauptanalysen verschiedener Parameter, erstmals spezifische Subgruppenanalysen durchgeführt. Die HIBES-Studie untersuchte Unterschiede zwischen kumulativen (2-3 verschiedenen Sportarten pro Woche) und einfachen (eine Sportart pro Woche) Freizeitsport und analysiert die Zusammenhänge von Parametern des Freizeitsports (Trainingshäufigkeit, -Minuten und –Intensität), Komorbiditäten und der Lebensqualität.
Ergebnisse. Ausdauer- und Krafttraining haben einen mittel-starken bis starken positiven Effekt auf die maximale Sauerstoffaufnahme (SMD= 0.66, p< .00001), den 6-Minuten-Walk-Test (6MWT) (SMD= 0.59, p= .02), die maximale Watt Zahl (SMD= 0.80, p= .009). Kein Effekt wurde bei der maximalen Herzfrequenz und dem systolischen sowie diastolischen Blutdruck gefunden. Subgruppenanalysen zu ≥3 Einheiten/Woche, ≥150 Min./Woche ergaben hohe Effektstärken in der maximalen Watt Zahl und 6MWT. Ausdauer- und Krafttraining zusammen mit Yoga haben einen starken Effekt auf Symptome der Depression (SMD= -0.84, p= .02) und Angststörungen (SMD= -1.23, p= .04). Die Subanalyse der Depression zu professioneller Supervision und sportlicher Betätigung wiesen einen sehr starken Effekt (SMD= -1.40, p= .03). Die HIBES-Studie wies ein sehr differenziertes Bild im Sportverhalten von PWH in Deutschland auf. 49% der Teilnehmer übten mehr als eine Sportart pro Woche aus. Es wurden keine Unterschiede zwischen kumuliertem (CTE) und einfachem Sport (STE) in der Lebensqualität gefunden. Die Freizeitsportparameter (Häufigkeiten/Woche, Minuten/Woche, Intensität/Woche) waren in der CTE-Gruppe deutlich höher als in der STE-Gruppe. Trainingsminuten und die -Intensität zeigten beim Vorhandensein einer Komorbidität einen großen Zusammenhang mit der Lebensqualität. Die Minuten und die Intensität des durchgeführten Sportes zeigten einen prädiktiven Zusammenhang mit der Lebensqualität.
Konklusion: Sportliche Betätigung verbessert die maximale Sauerstoffaufnahme und Symptome der Depression und Angststörungen. Die Aussagekraft der Subanalysen ist aufgrund der geringen Studienzahl, vorsichtig zu interpretieren. Erhöhte Trainingsparameter finden sich eher bei PWH, die mehr als eine Sportart pro Woche treiben. Daher kann kumulierter Sport als mediierender Faktor zur Steigerung der Lebensqualität interpretiert werden; zumindest bei PWH mit einer psychologischen Komorbidität.
Plants are an attractive platform for the production of medicinal compounds because of their potential to generate large amounts of biomass cheaply. The use of chloroplast transformation is an attractive way to achieve the recombinant production of proteins in plants, because of the chloroplasts’ high capacity to produce foreign proteins in comparison to nuclear transformed plants. In this thesis, the production of two different types of antimicrobial polypeptides in chloroplasts is explored.
The first example is the production of the potent HIV entry inhibitor griffithsin. Griffithsin has the potential to prevent HIV infections by blocking the entry of the virus into human cells. Here the use of transplastomic plants as an inexpensive production method for griffithsin was explored. Transplastomic plants grew healthily and were able to accumulate griffithsin to up to 5% of the total soluble protein. Griffithsin could easily be purified from tobacco leaf tissue and had a similarly high neutralization activity as griffithsin recombinantly produced in bacteria. Griffithsin could be purified from dried tobacco leaves, demonstrating that dried leaves could be used as a storable starting material for griffithsin purification, circumventing the need for immediate purification after harvest.
The second example is the production of antimicrobial peptides (AMPs) that have the capacity to kill bacteria and are an attractive alternative to currently used antibiotics that are increasingly becoming ineffective. The production of antimicrobial peptides was considerably more challenging than the production of griffithsin. Small AMPs are prone to degradation in plastids. This problem was overcome by fusing AMPs to generate larger polypeptides. In one approach, AMPs were fused to each other to increase size and combine the mode of action of multiple AMPs. This improved the accumulation of AMPs but also resulted in impaired plant growth. This was solved by the use of two different inducible systems, which could largely restore plant growth. Fusions of multiple AMPs were insoluble and could not be purified.
In addition to fusing AMPs to each other, the fusion of AMPs to small ubiquitin-like modifier (SUMO), was tested as an approach to improve the accumulation, facilitate purification, and reduce the toxicity of AMPs to chloroplasts. Fusion of AMPs to SUMO indeed increased accumulation while reducing the toxicity to the plants. SUMO fusions produced inside chloroplasts could be purified, and SUMO could be efficiently cleaved off with the SUMO protease. Such fusions therefore provide a promising strategy for the production of AMPs and other small polypeptides inside chloroplasts.