MDCK-MRP2 - Dkfz

Forschungsschwerpunkt C
Krebsrisikofaktoren und Krebsprävention
durch Gavage behandelt wurden. Nach 4 Tagen wurden
die BPDE-DNA-Addukte bestimmt und die Spiegel in der
Aorta signifikant höher als in der Lunge gefunden. Das letztere
ist ein Zielorgan für Benzpyren. Die Adduktspiegel von
εdA waren ebenfalls höher in der Aorta von BP-behandelten
Tieren als in Kontrollen. Im Gegensatz waren εdC-Spiegel
nicht durch BP-Behandlung beeinflusst. Im Serum von BPbehandelten
Mäusen wurde ein dreifach erhöhtes LDL/
HDL Verhältnis beobachtet. εdA-Spiegel waren positiv mit
der Plasma HDL-Konzentration korreliert. Dies lässt
vermuten, dass der vom HDL vermittelte Schutz der Gefäßwände
gegen reaktive Lipidperoxide in Benzpyren belasteten
ApoE-KO-Mäusen reduziert war. Unsere Ergebnisse zeigen,
dass DNA-Schäden, die direkt von Benzpyren ausgelöst
und über Lipidperoxidation entstehen in der Aorta von
ApoE-KO-Mäusen nachzuweisen sind, die ihrerseits bei der
Entstehung von atherosklerotischen Plaques eine Rolle spielen.
Die Studie bestätigt ferner, dass Etheno-DNA-Addukte
nützliche Biomarker für die Messung von in vivo oxidativen
Stress bei der Atherosklerose-Auslösung darstellen
[3].
1.3 LEC-Rattenmodell
In Zusammenarbeit mit N. Frank, DKFZ; S. Strand, Medizinische
Klinik und Poliklinik, Universität Mainz.
Long-Evans Cinnamon (LEC) Ratten tragen einen Gendefekt
und häufen dadurch Kupfer in der Leber an, was zur
chronischen Hepatitis und nachfolgender Entwicklung von
hepatozellulären Karzinomen führt. In der abgeschlossenen
Langzeitstudie konnten wir keinen protektiven Effekt durch
0,5 % Curcumin in der Nahrung gegen Leber- und Nierentumore
in diesen Ratten finden, obwohl Curcumin bereits
in vielen Tiermodellen eine starke krebspräventive Wirkung
gezeigt hat [4]. Um das Ausbleiben einer Schutzwirkung
zu verstehen, wurde untersucht, ob Curcumin und Kupfer
oxidativen Stress in LEC-Ratten erzeugen. Dazu wurden in
der Leber LPO-assoziierte DNA-Addukten im Zellkern und
in Mitochondrien gemessen, der Gluthation-Status bestimmt
und Apoptose-Raten gemessen. Kupfer- und Eisengehalt
wurden in der Leber, Gehirn und Plasma bestimmt.
Alle diese Parameter wurden in Gruppen von Tieren
gemessen, die in einem Zeitrahmen von 6 - 32 Wochen
mit Curcumin behandelt wurden. In unbehandelten LEC-
Ratten stiegen die Etheno-DNA-Addukt-Spiegel in der Leber
altersabhängig an, mit Höchstwerten nach 8 Wochen
im Zellkern und 12 Wochen in den Mitochondrien. Nach 2wöchiger
Curcuminbehandlung stiegen die Etheno-DNA-
Addukte 9 - 25fach im Zellkern und 3 - 4fach in der Mitochondrien-DNA
an und blieben dann konstant erhöht. Die
CD95-Expression und die Zahl der apoptotischen Zellen
(Tunel Färbung) war höher in der Leber von Curcuminbehandelten
Tieren als in Kontrollen. In unbehandelten
Tieren stimmten zeitlich die höchsten DNA-Adduktspiegel
im Zellkern mit einer Reduzierung der Apoptose überein,
vermutlich weil mehr geschädigte Hepatozyten durch
Apoptose eliminiert werden konnten. In den Mitochondrien
koinzidierten die höchsten Adduktspiegel mit der höchsten
Apoptose-Rate, was eine Rolle von DNA-Addukten
bei der Auslösung des programmierten Zelltods vermuten
lässt. Unsere Ergebnisse haben zum ersten Mal gezeigt,
dass ε-DNA-Addukte in der mitonchondrialen DNA gebildet
werden und damit zur Hepatokarzinogenese in der LEC-
Ratte beitragen. Diese DNA-Schäden waren deutlich durch
die Curcuminbehandlung erhöht. Damit wurde gezeigt, dass
Curcumin in der Nahrung oxidativen Stress in LEC-Ratten
auslöst und damit das Fehlen einer krebspräventiven Wir-
Abteilung C010
Toxikologie und Krebsrisikofaktoren
kung in der Leber und den Nieren erklärt. Aus diesen Beobachtungen
vermuten wir, dass bei Patienten mit ererbten
oder erworbenen Metallspeicherkrankheiten die Einnahme
von Curcumin kontraindiziert ist.
1.4 Alkohol-assoziierte Lebererkrankungen
J. Nair, A. Frank, C. Haas
In Zusammenarbeit mit H.K. Seitz, Salem Krankenhaus, Heidelberg.
Neben Hepatitis B Virusinfektionen steht Alkoholabusus als
Hauptursache von Leberkrebs an zweiter Stelle, der über
Fettleber und Fibrose als Vorstufen verläuft. In humanen
Leberproben, die von Patienten mit der Diagnose einer
alkoholbedingten Fettleber und Fibrose erhalten wurden,
wurden εdA-Spiegel in der DNA bestimmt. Die Werte wurden
dann mit Proben von Kontrollen und Patienten mit
primärer Haemochromatose und Morbus Wilson verglichen.
Mit einer von uns entwickelten immunhistochemischen
Methode wurden „mean pixel intensity“-Werte im Zellkern
gemessen und damit die Prävalenz von εdA positiv gefärbten
Zellkernen (in Prozent) bestimmt. Diese betrog in normalen
Lebern 3,1 % und war signifikant höher in Leberproben,
die aus einer alkoholbedingten Fettleber (15 %) und
Patienten mit Fibrose (50 %) stammten. Die Leberwerte
waren nicht erhöht in Patienten mit Hepatitis (6,2 %). Die
Werte für Morbus Wilson waren 50 % und für Haemochromatose
33 % [5].
Mit einer Immunaffinitäts-HPLC-Fluoreszenz-Methode wurden
εdA-Spiegel im Harn von Patienten gemessen, die an
chronischen alkoholbedingten Erkrankungen litten und mit
asymptomatischen Kontrollen verglichen. 6 von 14 Patienten
hatten zum Teil stark erhöhte εdA-Spiegel im Harn.
Damit haben wir zum ersten Mal nachgewiesen, dass in
der Leber durch Alkoholmissbrauch Etheno-DNA-Addukte
gebildet werden. Diese stark miskodierenden DNA-Läsionen,
wie sie im Zellkern der Leber und im Urin nachgewiesen
wurden, sind wahrscheinlich bei der Entwicklung von Leberkrebs
aus Fettleber-, Zirrhose- und Fibrosevorstufen beteiligt.
1.5 Hepatitis B Virus infizierte Patienten
In Zusammenarbeit mit P. Srivatanakul, National Cancer Institute,
Bangkok, Thailand; H.K. Seitz, Salem Krankenhaus, Heidelberg.
Harnproben wurden von Hepatitis B Virus (HBV) infizierten
männlichen thailändischen Patienten gesammelt, bei denen
eine chronische Hepatitis, Zirrhose und ein hepatozelluläres
Karzinom diagnostiziert worden war und mit asymptomatischen
HBV-Trägern verglichen. Die Harnproben wurden
durch eine HPLC-Fluoreszenzmethode analysiert. Die Mittelwerte
für εdA-Spiegel (fmol/µmol Kreatin) in Kontrollpersonen
waren 6,4, in Patienten mit chronischer Hepatitis
127 und in solchen mit Zirrhose 468; Tumorpatienten hatten
einen Wert von 247. Damit lagen im Vergleich zu Kontrollen
in diesen Patienten die εdA-Konzentrationen im Harn
20 - 90fach höher. Interessanterweise waren auch die εdA-
Konzentrationen von Kontrollpersonen aus Europa 2,5fach
höher als die aus Thailand, was möglicherweise auf unterschiedliche
Ernährung zurückzuführen ist. Damit konnte gezeigt
werden, das die εdA-Ausscheidung im Harn bei HBVassoziierten
Lebererkrankungen stark erhöht ist. HBV-induzierte
Entzündungsprozesse lassen erhöht Sauerstoff- und
Stickstoffradikale entstehen, die ihrerseits Lipidperoxidation
und DNA-Schäden auslösen. Ähnliche Untersuchungen werden
derzeitig an Patienten in Heidelberg durchgeführt.
DKFZ 2004: Wissenschaftlicher Ergebnisbericht 2002 - 2003
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