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Ein Blick auf das antientzündliche Potential von Geraniin und seinem Darmmetaboliten Urolithin A
Laura Sziraky
Art der Arbeit
Diplomarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Lebenswissenschaften
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Diplomstudium Pharmazie
Betreuer*in
Elke Heiß
Alle Rechte vorbehalten / All rights reserved
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-25102.80801.349564-0
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)

Abstracts

Abstract
(Deutsch)
Der geraniinhaltige Pflanzenextrakt, aus Phyllanthus muellerianus (Kuntze) Exell., wird in weiten Teilen Afrikas traditionell genutzt, um Fieber, Wunden und entzündliche Krankheiten zu behandeln. Der Hauptmetabolit, der bei der mikrobiellen Metabolisierung von Geraniin im Darm entsteht, ist Urolithin A. Es gibt Hinweise darauf, dass beide Substanzen antiinflammatorische Eigenschaften besitzen, wobei der Mechanismus ihrer Wirkung noch nicht vollständig bekannt ist. Deshalb haben wir ihren Einfluss auf J774.1 Makrophagen untersucht. Makrophagen stellen einen wichtigen Teil des angeborenen Immunsystems dar und sind dabei essentiell für die Verarbeitung von pro-inflammatorischen Signalen. Man kann sie grob in zwei Gruppen unterteilen. Auf der einen Seite stehen die entzündlichen M1 Makrophagen, welche Infektionen mit massiver Produktion von freien Radikalen bekämpfen. Auf der anderen Seite stehen die M2 Makrophagen, die den zweiten Teil der Immunantwort auf die Entzündung übernehmen. Diese Zellen inhibieren eine exzessive Entzündungsreaktion und fördern die Heilung. Das Ziel dieser Arbeit war es, zu untersuchen, ob Geraniin und Urolithin A durch Inhibierung der entzündlichen M1 bzw. durch Förderung des Übergangs zur antientzündlichen M2 Polarisierung eine exzessive Entzündung verhindern können und herauszufinden welche Verbindung dabei effektiver ist. Dafür wurde ihr Einfluss auf die Stickstoffmonoxid (NO) Produktion und die Expression der M1 Markerproteine, die induzierbare Stickstoffmonoxidsynthase (iNOS) sowie die Cyclooxygenase-2 (COX-2) und ihr Effekt auf die Expression des M2-Markerproteins, die Arginase 1 (Arg-1) untersucht. Ein weiteres Ziel war es, ihren Effekt auf das mitochondriale Potential bei Entzündung und ihren Einfluss auf Lipopolysaccharid (LPS)-aktivierte Signalwege zu untersuchen. Unsere Resultate im M1-Phänotyp zeigen, dass beide Substanzen die LPS-induzierte NO Produktion und iNOS Expression hemmen können, wobei Urolithin A dabei effektiver war. Urolithin A inhibiert zudem die Expression der COX-2, während Geraniin die Expression des antientzündlichen Enzyms Hämoxygenase 1 (HO-1) fördert. Beide hemmen moderat die LPS induzierte Phosphorylierung der Mitogen aktivierten Proteinkinasen (MAPKn), wobei Urolithin A abermals effektiver ist. Auch das durch LPS erhöhte mitochondriale Potential kann von beiden Substanzen wieder gesenkt werden. Weder Geraniin noch Urolithin A können die Polarisierung zum M2 Phänotyp nach IL-4 Stimulation fördern. Sie inhibieren die Expression der Arginase 1 sogar. Diese Daten weisen darauf hin, dass die Metabolisierung von Ellagitanninen zu einer erhöhten antientzündlichen Aktivität im Körper führt. Weiter deuten die Resultate daraufhin, dass der antientzündliche Effekt von Geraniin und Urolithin A auf der Inhibierung der M1 Polarisierung beruht und nicht auf der Unterstützung des M2 Pänotyps.
Abstract
(Englisch)
The geraniin-rich extract from Phyllanthus muellerianus (Kuntze) Exell., is traditionally used in parts of Africa to manage fever, wounds and inflammatory diseases. Its main metabolite, which is generated by gut microbes, is urolithin A. There is evidence, that both have anti-inflammatory properties, but the underlying mechanism is not fully understood yet. Therefore, we investigated the influence of these two compounds in J774.1 macrophages. Macrophages are important cells of the innate immunity and crucial in the response to pro inflammatory signals. They can be divided in two main groups. First, there are the pro inflammatory M1 macrophages, which fight infection by producing radicals to eliminate pathogens. The second part in the immune response to inflammatory signals are the M2 makophages. These cells inhibit excessive inflammation and promote healing. The aim of this thesis was to investigate, if geraniin and urolithin A could prevent excessive inflammation by inhibiting the pro-inflammatory M1 or promoting the anti-inflammatory M2 polarization and to identify the more effective substance. Therefore, we examined their effect on the nitric oxide (NO) production and the expression of the marker proteins. We used inducible nitric oxide synthase (iNOS) and cyclooxygenase 2 (COX 2) as M1-markerproteins and arginase 1 (Arg 1) as M2-markerprotein. Another aim was, to investigate the effect of these two compounds on the mitochondrial potential in inflammation and their influence on the inflammatory lipopolysaccharide (LPS)-activated signalling. Our results in the M1-phenotyp show, that both compounds inhibit the LPS-induced NO production and iNOS expression, but urolithin A is more effective. Moreover, urolithin A inhibits the expression of COX-2, while geraniin is more efficient in promoting the expression of the anti-inflammatory enzyme heme oxygenase 1 (HO-1). Both inhibit the LPS-induces phosphorylation of the mitogen activated protein-kinases (MAPKs) in a moderate way, with urolithin A being more effective again. Also, the LPS induced mitochondrial potential can be prevented by the two substances. Neither geraniin, nor urolithin A can support the switch to the M2 phenotyp after IL-4 stimulation. They even inhibit the expression of ariginase 1. These data suggest, that metabolising of ellagitannins, leads to a higher anti-inflammatory activity in the body. The results also indicate, that the ant-inflammatory effects of geraniin and urolithin A are based on the inhibition of M1 polarization and not on the support of the M2 phenotype.

Schlagwörter

Schlagwörter
(Englisch)
Geraniin Urolithin A anti-inflammatory
Schlagwörter
(Deutsch)
Geraniin Urolithin A antientzündlich
Autor*innen
Laura Sziraky
Haupttitel (Deutsch)
Ein Blick auf das antientzündliche Potential von Geraniin und seinem Darmmetaboliten Urolithin A
Publikationsjahr
2017
Umfangsangabe
107 Seiten : Diagramme
Sprache
Deutsch
Beurteiler*in
Elke Heiß
Klassifikation
44 Medizin > 44.40 Pharmazie, Pharmazeutika
AC Nummer
AC13746246
Utheses ID
41363
Studienkennzahl
UA | 449 | | |
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