MDCK-MRP2 - Dkfz

Forschungsschwerpunkt C
Krebsrisikofaktoren und Krebsprävention
ermittelt wurde, während wir für Xanthohumol (XN) einen
IC Wert von 2.2 µM bestimmten.
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Zur Untersuchung von mechanistischer Fragen setzten wir
humane mikrovaskuläre Endothelzellen (HMEC-1) ein, die
von Dr. Candal vom Center of Disease Control (CDC) in
Atlanta, USA, zur Verfügung gestellt wurden. Wir untersuchten
die Wirkung der chemopräventiven Teststoffe auf
die Proliferation, Migration und Differenzierung der Endothelzellen.
EC 1021 zeigte keinen toxischen Einfluss auf die
Zellen, beeinflusste aber wesentlich die Migration (IC50 6.3µM) sowie die Formation des Kapillarnetzwerkes. Bei
der Behandlung mit XN und SFN konnte im µM Bereich
Zelltoxizität beobachtet werden. Auch die Migration der
Endothelzellen wurde gehemmt (IC Werte: XN 0.2µM;
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SFN 0.7µM). Eine vollständige Hemmung der Differenzierung
konnte durch XN bei Konzentrationen von 1 und 10
µM beobachtet werden.
Des weiteren wurde unter Benutzung eines in vitro Modells
für inflammatorischen Prozesse, der Stimulierung von
murinen Raw Makrophagen mit Lipopolysacchriden (LPS),
der Einfluss von XN und SFN auf die mRNA Expression verschiedener
Angiogenese-stimulierender Faktoren bzw. der
damit verbundenen Enzyme analysiert. Wir konnten mittels
RT-PCR zeigen, dass XN und SFN zeit- und dosisabhängig
die LPS-induzierte mRNA Expression des Vaskulären Endothelzellen
Wachstumsfaktor (VEGF) sowie des Hypoxie-induzierten
Faktors 1α (HIF-1α) unterdrückten. Ferner wurde
die mRNA Induktion der pro-angiogenen Enzyme iNOS, Cox-
2 und ODC sowie des Transkriptionsfaktors c-Myc gehemmt,
der eine essentielle Rolle in der Auslösung der Angiogenese
spielt [11, 12]. Vor kurzem konnten wir über die Hemmung
der Expression der Matrixmetalloproteinasen 2 und
9 auch einen möglichen Einfluss der Substanzen auf den
Abbau der Basalmembran nachweisen. Zur Zeit wird in einem
Rückenhautkammermodell in SCID Mäusen der in vivo
Effekt von XN auf die Gefäßversorgung eines humanen
Brusttumors mit Hilfe der Intravitalmikroskopie untersucht.
7. Induktion von HL-60 Zelldifferenzierung durch
das Sesquiterpen Lactone
In Zusammenarbeit mit C.A. Klaas und I. Merfort (Institut für
Pharmazeutische Biologie, Albert-Ludwigs-Universität, Freiburg)
Ein Mechanismus in der Chemoprävention ist die Induktion
der terminalen Zell-Differenzierung von Krebszellen in einen
normalen, nicht krebsartigen Zustand [13]. Sesquiterpen-Lactone
(SLs), die in der Natur in Asteraceen wie
Arnica montana vorkommen, besitzen anti-inflammatorische
und tumorhemmende Wirkung. Wir konnten SLs als potente
Induktoren von Zell-Differenzierungsprozessen in HL-
60 Zellen identifizieren. Die Expression der nichtspezifischen
Säure-Esterase zeigte eine Differenzierung in Richtung
Monozyten/Makrophagen an (Gerhäuser et al., 2001). Für
weiterführende Untersuchungen des Wirkmechanismus
wurden DNA Makroarrays (SuperArray@) eingesetzt und
Dihydrohelenalin Acetat (DHAc) als Modellsubstanz untersucht.
Die Behandlung von HL-60 Zellen mit DHAc für 12 h
führte zu einer Verringerung der mRNA Expression von
Faktoren, die eine Bedeutung für die Zellzyklusprogression
haben, z.B. die Cyklin-abhängige Kinasen 1 und 4 und der
universelle Transkriptionsfaktor E2F, während mRNA Spiegel
von Zellzyklus-Inhibitoren wie p21 und p57 induziert
wurden. Die Ergebnisse der Array Analysen konnten durch
Western Blot Experimente bestätigt werden. Unsere Untersuchungen
zeigen, dass die Induktion von Differenzierungsprozessen
durch SLs eng mit ihrem Einfluss auf zell-
Abteilung C010
Toxikologie und Krebsrisikofaktoren
zyklusregulierende Gene verbunden ist [11] (Xie et al.
Publikation in Vorbereitung).
8. Einfluss von Curcumin auf die Tumor Entstehung
im Long Evans Cinnamon (LEC) Rattenmodell
In Zusammenarbeit mit F. Amelung (Abteilung Zelluläre und
Molekulare Pathologie, DKFZ) und Horst Wesch (Abteilung
Medizinische Physik in der Radiologie, DKFZ)
Der Long-Evans Cinnamon (LEC) Inzucht Rattenstamm
akkumuliert durch ein verändertes ATPase Gen Kupfer und
entwickelt bedingt durch Kupfer-induzierten oxidativen
Stress, Lipidperoxidation und DNA Schäden akute Hepatitis,
chronische Leberschäden und Lebertumoren. Curcumin,
ein Bestandteil aus Curry, hat anti-oxidative, antiinflammatorische
und chemopräventive Eigenschaften. Wir
untersuchten den Einfluss von Curcumin auf die Entstehung
von Nieren- und Leber Tumoren im LEC Ratten Modell.
Zwei Gruppen von vier Wochen alten Ratten (n=60) wurden
mit einer Standard Diät (Kontrolle) bzw. mit Curcumin
(0.5% im Futter) gefüttert. Unbehandelte Ratten zeigten
in 32% akutes Leberversagen und entwickelten in 100%
Leber bzw. in 10% Nierentumoren. Diese Ergebnisse wurde
durch Curcumin nicht beeinflusst. Curcumin reduzierte
jedoch die Tumor Inzidenz in anderen Organen (15% vs
0%; p = 0.025) und unterdrückte die Entstehung von
Metastasen (18% vs 0%; p = 0.01). Die mittlere Überlebenszeit
sank bei den Curcumin-behandelten Ratten von
88.7 auf 78.1 Wochen (p = 0.002). Die fehlende chemopräventive
Wirksamkeit könnte auf erhöhte Toxizität und
gesteigerten oxidativen Stress durch die Kupfer Akkumulation
zurückzuführen sein. Aufgrund unserer Ergebnisse sollte
Curcumin für Patienten mit angeborenen oder erworbenen
Metallspeicher-Krankheiten einschließlich Individuen mit
Hepatitis C Infektionen kontraindiziert sein [15, 17].
Publikationen (* = externer Koautor)
[1] Gerhäuser, C., Klimo, K., Heiss, E., Neumann, I., Gamal
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