Detailansicht
Impact of Xanthohumol on the DNA stability of human peripheral lymphocytes
results of two human intervention trials
Christoph Pichler
Art der Arbeit
Diplomarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Lebenswissenschaften
Betreuer*in
Pavel Kovarik
DOI
10.25365/thesis.29620
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-29334.78175.390855-7
Link zu u:search
(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Ziel der vorliegen Arbeit war die Untersuchung der DNA-schützenden Eigenschaften von Xanthohumol (XAN), einem prenylierten Hopfen-Flavonoid, das in Bier enthalten ist. Zur Realisierung der Arbeit wurde ein Protokoll für die ex vivo Untersuchung mit peripheren humanen Lymphozyten entwickelt. Es wurde verwendet um Schutzeffekte gegenüber 3 Vertretern nahrungsrelevanter Kanzerogene, nämlich vor dem polyzyklischen aromatischen Kohlenwasserstoff Benzo(a)pyren (B(a)P), dem heterozyklischen aromatischen Amin 2-amino-3-methyl-3H-imidazo(4,5f)-quinolin (IQ) und dem aliphatischen Nitrosamin N-nitrosodimethylamin (NDMA) zu untersuchen. Die Verbindungen wurden mit menschlichem Leberhomogenat (S9-Mix) aktiviert und zeitgleich mit peripheren Lymphozyten, die als Indikatorzellen fungierten, inkubiert. Die Blutzellen wurden vor und nach Konsum eines XAN-hältigen Getränks (XAN-Gehalt/Liter: 12 mg) abgenommen. Insgesamt nahmen 22 Personen an einer Placebo-kontrollierten Interventionsstudie im „Cross-Over“-Design teil; der Zeitraum der Einnahme des Getränks betrug 14 Tage. Die Ergebnisse der Einzelzellgelelektrophoresetests (SCGE-Assays), die auf der Bestimmung der DNA-Migration in einem elektrischen Feld beruhen, zeigen, dass die durch B(a)P- und IQ ausgelöste DNA-Schädigungen nach zwei-wöchiger Interventionszeit in Lymphozyten signifikant reduziert wurden, nämlich um 19,2% bzw. 14,7%. Mit dem Nitrosamin wurde kein signifikanter Effekt detektiert. Um zu beweisen, dass XAN für die protektiven Effekte verantwortlich ist wurde eine Nachfolgestudie mit 10 Probanden realisiert, die das reine Flavonoid in verkapselter Form konsumierten (Aufnahme: 12 mg/Person/Tag über einen Zeitraum von 2 Wochen). Auch in der zweiten Studie konnten Schutzeffekte vor B(a)P und IQ detektiert werden. Weiters wurden Versuche unternommen, um die molekularen Mechanismen, die für diese Schutzeffekte verantwortlich sind, zu eruieren. Die Gesamt-aktivtät von Glutathion-S-Transferase (GST) sowie die Plasmakonzentrationen der Isoformen GST-π and GST-α wurden bestimmt. Es zeigte sich, dass GST-α durch die Intervention (um 58,4%) signifikant induziert wurde. Diese Beobachtung könnte die protektiven Eigenschaften des Flavonoids erklären, da bekannt ist, dass Glutathion-S-Transferasen elektrophile Metaboliten von IQ und B(a)P inaktivieren. Zusammenfassend zeigen die vorliegenden Ergebnisse, dass bereits extrem niedrige Dosen von XAN Menschen vor DNA-Schäden, die durch Nahrungskanzerogene verursacht wurden, schützen können.
Abstract
(Englisch)
Aim of the study was the investigation of potential DNA-protective effects of xanthohumol (XAN), a prenylated hop flavonoid, which is contained in beers. Therefore, protocols were developed for ex vivo assays with peripheral lymphocytes. The cells were exposed to representatives of three major groups of food specific genotoxic carcinogens, namely to benzo(a)pyrene (B(a)P), a polycyclic aromatic hydrocarbon, 2-amino-3-methyl-3H-imidazo(4,5f)-quinoline (IQ), a heterocyclic aromatic amine and to N-nitrosodimethylamine (NDMA), an aliphatic nitrosamine. The compounds were activated with human derived liver homogenate (S9-mix) and incubated with peripheral lymphocytes, which were used as indicator cells. The cells were collected before and after consumption of a XAN-containing drink (XAN-content/liter: 12 mg). In total, 22 individuals participated in a placebo-controlled intervention trial, which had a cross-over design; the beverage was consumed over a period of 14 days. The results of single cell gel electrophoresis assays (SCGE assays), which are based on the determination of DNA migration in an electric field, show that induction of DNA-migration by B(a)P and IQ was significantly reduced in the lymphocytes by 19.2% and 14.7% after a two week intervention period, while no significant effects were detected in experiments with the nitrosamine. In order to prove that XAN accounts for the protective effects, a follow-up study (n=10) with a parallel design was realized with the pure flavonoid which was given in capsules to the volunteers (uptake: 12 mg/person/day; duration: 2 weeks). The results which were obtained with the carcinogens show an identical pattern as that found with the XAN containing drink, i.e. evidence for a protective effect was seen in combination with the heterocyclic amine and with the polycyclic aromatic hydrocarbon. Furthermore, attempts were made to elucidate the molecular mechanisms which account for the protective effects. Results of experiments in which the overall (CDNB) activity of glutathione-S-transferase (GST) and of the isoenzymes GST-α and GST-π were monitored, show that the activity of the latter isoenzyme was significantly induced (by 58.4%) after the intervention. This observation may explain the protective effects of the flavonoid as it is known that GSTs inactivate electrophilic metabolites of IQ and B(a)P. Taken together the present findings indicate that extremely low levels of XAN protect humans against DNA-damage caused by dietary carcinogens.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Englisch)
Xanthohumol comet assay B(a)P IQ NDMA Glutathione Glutathione S-transferase
Schlagwörter
(Deutsch)
Xanthohumol Einzelzellgelelektrophorese B(a)P IQ NDMA Glutathion Glutathion-S-Transferase
Autor*innen
Christoph Pichler
Haupttitel (Englisch)
Impact of Xanthohumol on the DNA stability of human peripheral lymphocytes
Hauptuntertitel (Englisch)
results of two human intervention trials
Paralleltitel (Deutsch)
Auswirkung von Xanthohumol auf die DNA-Stabilität von humanen peripheren Lymphozyten ; Ergebnisse zweier humaner Interventionsstudien
Publikationsjahr
2013
Umfangsangabe
95 S. : Ill., graph. Darst.
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Siegfried Knasmüller
Klassifikationen
42 Biologie > 42.20 Genetik ,
44 Medizin > 44.39 Toxikologie
AC Nummer
AC11715210
Utheses ID
26413
Studienkennzahl
UA | 441 | | |