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Evaluation of the DNA Repair capacity in subjects with Gilbert's Syndrome
Petra Hinterleitner
Art der Arbeit
Master-Thesis (ULG)
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Lebenswissenschaften
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Masterstudium Ernährungswissenschaften
Betreuer*in
Karl-Heinz Wagner
DOI
10.25365/thesis.39565
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-30224.55757.569063-8
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Studien der letzten zehn Jahre lassen auf einen Zusammenhang zwischen einer moderat erhöhten Serumbilirubin-Konzentration und einem verminderten Risiko für chronische Erkrankungen (Herz-Kreislauf Erkrankungen, Krebs) beim Menschen schließen. Die zugrundeliegenden Mechanismen sind nicht vollständig bekannt, jedoch liefern die antioxidativen und antimutagenen Eigenschaften von Bilirubin wichtige Erklärungsansätze und sind Gegenstand aktueller wissenschaftlicher Diskussionen. In der durchgeführten Fall-Kontroll Studie wurde die Hypothese aufgestellt, dass Personen mit Gilbert Syndrome (GS) im Vergleich zur Kontrollgruppe eine höhere DNA-Reparaturkapazität aufweisen und somit oxidative DNA Schäden effizienter reparieren können. Eine Bestätigung dieser Annahme würde einen weiteren schützenden Mechanismus von Bilirubin belegen und eine weitere Erklärung des geringeren Risikos von Personen mit GS in Bezug auf chronische Erkrankungen liefern. Einhundert zwanzig Studienteilnehmer wurden basierend auf ihrem unkonjugierten Bilirubinspiegel (UCB, μM) in zwei Gruppen aufgeteilt. Die GS Gruppe (≥17,1μM UCB, n=60) wurde mit der nach Alter und Geschlecht gematchten Kontrollgruppe (<17,1μM UCB, n=60) hinsichtlich ihrer DNA-Reparaturkapazität verglichen. Hierfür wurde mit der Methode „in vitro Comet Repair assay“ die Aktivität der Reparaturenzyme, in den aus Vollblut isolierten Lymphozyten, analysiert. Diese Methode ist eine um einen Schritt erweiterte Version der Einzelzellgelelektrophorese (SCGE, Comet Assay): Die läsion-haltigen Nukleotide werden mit einer spezifischen Endonuclease inkubiert, welche die oxidativ-geschädigte DNA Base identifiziert. Mit der Methode „in vitro Comet Repair assay“ wird der Mechanismus der Basenexzisionsreparatur analysiert der die oxidative Basenmodifikation, 8-Oxo-2´-desoxyguanosin (8-OxodG) erkennt und repariert.
Die Annahme, dass Personen mit GS eine höhere DNA-Reparaturkapazität aufweisen, wurde nicht bestätigt. Es zeigte sich jedoch, dass eine erhöhte UCB Konzentration (≥17,1μM) einen alters- und geschlechtsspezifischen Einfluss auf die Reparaturkapazität hat. Interessanterweise führte bereits eine leicht erhöhte UCB
Konzentration von ≥10μM zu einem Zusammenhang mit einer signifikant höheren DNA-Reparaturkapazität. In bisherigen Studien wurde bereits eine leicht erhöhte UCB Konzentration (≥10μM) mit einem verminderten Risiko für kardiovaskulären Erkrankungen und Krebs in Verbindung gebracht. Auch unabhängig von der UCB-Konzentration kann ein geschlechtsspezifischer Zusammenhang zwischen Alter und Reparaturkapazität angenommen werden: Die DNA-Reparaturkapazität der Frauen steigt mit zunehmenden Alter während sie bei den Männer mit zunehmenden Alter sinkt.
Die Ergebnisse dieser Studie lassen darauf schließen, dass Bilirubin, Geschlecht und Alter die DNA-Reparaturkapazität beeinflussen. Weiters wird vermutet, dass die untersuchte, generell gesunde, Studienpopulation einen geringen basalen DNA Schaden aufweist und somit keine Reparaturenzyme induziert wurden. Weitere Studien sind nötig um die Komplexität der Reparaturmechanismen zu verstehen. Ein besonderer Fokus sollte dabei auf den Zusammenhang zwischen einer leicht erhöhten UCB-Konzentration (≥10μM) und einem geringeren Krankheitsrisiko gelegt werden, da eine deutlich größere Bevölkerungsgruppe, als nur Personen mit GS, davon betroffen ist.
Abstract
(Englisch)
Literature from the last decade indicates that moderately elevated serum bilirubin concentrations are associated with a reduced risk for chronic diseases, particularly, for CVDs and more recently, for cancer (lung and colorectal cancer) in humans. The underlying mechanism behind bilirubin´s protective effect in disease prevention is not fully understood but it´s anti-oxidative and anti-mutagenic properties are one major point of discussion.
In our human case-control study we hypothesized that GS subjects have a higher capability to repair oxidative DNA damage more efficiently than control subjects. This would add another mechanism to explain why subjects with GS are better protected against chronic diseases. One hundred twenty subjects were enrolled in the study and were allocated according to their UCB concentrations in gender- and age-matched groups. Peripheral Blood Mononuclear Cells (PBMCs) of the GS group (≥17.1μM UCB, n=60) and of the control group (<17.1μM UCB, n=60) were analyzed for their DNA repair capacity with the “in vitro Comet repair assay”. The in vitro Comet repair assay is a modified version of the Single Cell Gel electrophoresis (SCGE/Comet Assay) with one additional step: lesion-containing nucleoids are digested with lesion-specific endonucleases to detect oxidized bases. The investigated repair pathway within this assay is the base excision repair pathway (BER) which primarily detects 8-oxo- 2´deosyguanosine lesions (8-oxodG).
We could not confirm our hypothesis that a more efficient DNA repair capacity is one major mechanism in protection of GS subjects. However, an age- and gender-dependent impact of elevated bilirubin concentration on the repair capacity can be suggested. Nevertheless we could demonstrate that slightly elevated serum bilirubin levels (≥10μM UCB) is linked to significantly increased repair activity. In the literature an association between slightly elevated serum bilirubin concentration (≥10μM UCB) and a reduced prevalence of CVDs and cancer is reported. Furthermore, contrary results for men and women were achieved with regard to the relationship between repair capacity and age. While the repair capacity of women increases, the repair capacity of men decreases in the ageing process.
It is suggested that an individual´s repair capacity is influenced by a variety of factors. We conclude that age, sex, and the antioxidant status have an impact on an individual´s repair capacity. We can also conclude that the investigated study groups were generally considered as healthy and thereby have low levels of DNA damage, which might not even trigger the repair enzymes. Further studies are needed to improve the understanding behind the complexity of DNA repair pathways. Additionally, future investigations should be done for a UCB concentration from 10μM on as they are affecting more people and might already have protective effects.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Englisch)
DNA Repair capacity Base excision repair Gilbert´s Syndrome Bilirubin
Schlagwörter
(Deutsch)
DNA Reparaturkapazität Basenexzisionsreparatur Gilbert Syndrom Bilirubin
Autor*innen
Petra Hinterleitner
Haupttitel (Englisch)
Evaluation of the DNA Repair capacity in subjects with Gilbert's Syndrome
Paralleltitel (Deutsch)
Beurteilung der DNA Reparaturkapazität in Personen mit Gilbert Syndrom
Publikationsjahr
2015
Umfangsangabe
II, 88 Seiten : Illustrationen, Diagramme
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Karl-Heinz Wagner
Klassifikation
30 Naturwissenschaften allgemein > 30.00 Naturwissenschaften allgemein: Allgemeines
AC Nummer
AC12727686
Utheses ID
35047
Studienkennzahl
UA | 066 | 838 | |