Auf unserer Webseite verwenden wir Cookies, die unter „Cookie-Einstellungen anpassen“ näher beschrieben werden. Notwendige Cookies werden für grundlegende Funktionen der Webseite benötigt, um eine optimale Nutzung zu ermöglichen. Dadurch ist gewährleistet, dass die Webseite einwandfrei funktioniert. Darüber hinaus können Sie Cookies für Statistikzwecke zulassen. Diese ermöglichen es uns, die Webseite stetig zu verbessern und Ihr Nutzererlebnis zu optimieren. Ihre Einwilligung zur Nutzung der Statistik-Cookies ist freiwillig und kann in der Datenschutzerklärung dieser Webseite unter „Cookie-Einstellungen“ jederzeit widerrufen werden.
Datenschutzerklärung
Impressum
Molekulare Wirkmechanismen einer Langzeitexposition mit hepatotoxischen Pyrrolizidinalkaloiden
Projekt
Förderkennzeichen: BfR-LMS-08-1322-624
Laufzeit: 01.01.2015
- 31.12.2016
Forschungszweck: Grundlagenforschung
1,2-ungesättigte Pyrrolizidinalkaloide (PA) sind eine Gruppe von sekundären Pflanzeninhaltstoffen, die ubiquitär im Pflanzenreich vorkommen und zu den giftigsten bekannten Substanzen gehören. Sie kommen in mehr als 6000 Pflanzenspezies vor, wie unter anderem im Gemeinen Greiskraut (Senecio vulgaris L.), und dienen dort der Pflanze als Fraßschutz. Bisher konnten über 400 PA unterschiedlicher Struktur und deren N-Oxide analysiert werden. Aus Vergiftungsfällen durch den Verzehr von kontaminierten Lebensmitteln ist bekannt, dass PA bei Mensch und Tier lebensbedrohliche Leberschäden verursachen können. Im Tierversuch wirken diese Alkaloide krebserregend und in verschiedenen in vitro- und in vivo-Tests genotoxisch. Die toxische Wirkung der PA entsteht durch die enzymatischen Umwandlungen durch die hauptsächlich in der Leber exprimierten Enzyme und beruht u. a. auf Adduktbildung reaktiver Metabolite mit DNA und Proteinen, welche abhängig ist von der Enzymaktivität und der oralen Bioverfügbarkeit. Die Wirkmechanismen der PA sind allerdings noch nicht vollständig aufgeklärt.
Erste Untersuchungen zu den molekularen Wirkmechanismen einer Kurzzeitexposition (24h) mit PA des Sonderforschungsprojekts 'Entwicklung eines hepatischen in vitro-Testsystems zur sensitiven Detektion von Pyrrolizidinalkaloiden' (1322-454), im Rahmen einer whole genome µ-Array Anlayse, zeigten eine erhebliche Veränderung der Genexpression durch die PA Heliotrin, Echimidin, Senecionin und Senkirkin. Diese Effekte konnten anhand Genexpression-Analysen mittels qualitativer Real-time RT-PCR (q-PCR) bestätigt werden, welche im Rahmen des Sonderforschungsprojekts „Struktur-Aktivitätsbeziehung von hepatotoxischen Pyrrolizidinalkaloiden“ (1322-591) durchgeführt wurden. Die dort untersuchten vier PA stehen repräsentativ für alle möglichen Strukturtypen der PA. Sie repräsentieren sowohl alle drei vorkommenden Necinsäurestrukturen (Monoester, Diester, zyklischer Diester) als auch die häufigsten drei Necinbasen (Retronecin-, Heliotridin-, Otonecintyp). Die gefundenen, stark regulierenden Effekte dieser PA sind hierbei aber 'nur' auf eine 24-stündige und hohe Exposition zurückzuführen.
Über die Nahrung (insbesondere Tee, Honig) kann es für den Menschen allerdings nicht nur zu einer einmaligen, kurzzeitigen Exposition mit PA kommen, sondern wohl eher zu einer kontinuierlichen Exposition, was wiederum eher zu chronischen Intoxikationen im menschlichen Organismus führen kann (z.B. Übelkeit, Erbrechen, bis hin zu Aszites und der Lebervenenverschlusskrankheit (VOD)). Im folgenden Antragsjahr sollen daher die molekularen Effekte einer 14-tägigen Exposition (Langzeit-Exposition) in HepaRG-Zellen untersucht werden, zunächst mit den PA Echimidin, Heltiotrin, Senecionin und Senkirkin. Dies soll zum einen dazu dienen die Effekte einer Langzeitexposition mit PA auf Genexpressionsebene zu untersuchen (Top 10 Gene, wichtige Netzwerke), um diese mit denen einer Kurzzeitexposition (24 h) zu vergleichen. Hierbei sollen Unterschiede herausgearbeitet, sowie mögliche neue Mechanismen identifiziert werden. Auf der anderen Seite sollen die Auswirkungen einer Langzeitexposition mit den ausgewählten PA auf zelluläre Eigenschaften (Parameter: Zytotoxizität, Proliferation und Apoptose) mit in vitro-Testsystemen nachvollzogen werden. Des Weiteren soll auch der Einfluss auf das Phosphoproteom untersucht werden. Die geplanten Untersuchungen sollen somit einen Anteil zur Aufklärung der Wirkweise/Entfaltung der Toxizität der PA im Menschen beitragen.
Abschnittsübersicht
Fachgebiete
- Toxikologie
