Einfluss mikrobieller Fermentationsprodukte des Weizenaleurons auf die molekularen Mechanismen der Sekundärprävention in humanen Kolonzellen unterschiedlicher Transformationsgrades

Eine Fermentation von Ballaststoffen durch die Darmflora kann die Konzentration an aktiven Metaboliten wie SCFA erhöhen. Weizenaleuron enthält einen großen Anteil an Ballaststoffen und anderen gesundheitsfördernden Substanzen, die über Mechanismen der Sekundärprävention der Kolonkanzerogenese entgegen wirken könnten. Das antikanzerogene Potential könnte noch gesteigert werden, indem durch eine gezielte Nutzung probiotischer Keime die Fermentierbarkeit des Aleurons erhöht wird. Das Ziel dieser Arbeit war, den Effekt von fermentiertem Weizenaleuron mit/ohne Zugabe der probiotischen Bakterienstämme LGG und Bb12 auf Mechanismen der Sekundärprävention in zwei humanen Kolonkrebszelllinien zu untersuchen. Die Fermentation von Weizenaleuron mit/ohne Zugabe von LGG/Bb12 führte zu erhöhten Konzentrationen an SCFA und verminderten Gehalten an Gallensäuren. Fermentiertes Aleuron war in der Lage, die Zellzahl von LT97- und HT29-Zellen zu senken. Generell wirkten LT97-Zellen sensitiver auf eine Inkubation mit fermentiertem Aleuron mit/ohne Zugabe von LGG/Bb12 als HT29-Zellen, wobei die Inhibierung des Zellwachstums auf einen Wachstumsstopp in der G0/G1-Phase durch das enthaltene Butyrat zurückgeführt werden kann. Die Anzahl an apoptotischen Zellen wurde signifikant erhöht. Nur in LT97-Zellen war die apoptotische Wirkung partiell in der enthaltenen Konzentration an Butyrat begründet. Vor allem in HT29-Zellen wurde die Aktivität der alkalischen Phosphatase als ein Marker der Differenzierung nach einer Inkubation mit fermentiertem Aleuron gesteigert. Gene, die bei der Regulation der Zellproliferation und der Apoptose eine Rolle spielen, namentlich p21 und WNT2B, konnten durch fermentiertes Aleuron mit/ohne Zugabe von LGG/Bb12 induziert werden. Fermentiertes Aleuron mit/ohne Zugabe der Probiotika kann Mechanismen der Sekundärprävention fördern, indem Parameter des Zellwachstums und –überleben moduliert werden, wobei Kolonzellen eines früheren Transformationsgrades sensitiver reagieren

Gene expression profiles in human peripheral blood mononuclear cells as biomarkers for nutritional in vitro and in vivo investigations

Identification of chemopreventive substances may be achieved by measuring biological endpoints in human cells in vitro. Since generally only tumour cells are available for such investigations, our aim was to test the applicability of peripheral blood mononuclear cells (PBMC) as an in vitro primary cell model since they mimic the human in vivo situation and are relatively easily available. Cell culture conditions were refined, and the basal variation of gene expression related to drug metabolism and stress response was determined. Results were compared with profiles of an established human colon cell line (HT29) as standard. For biomarker development of nutritional effects, PBMC and HT29 cells were treated with potentially chemopreventive substances (chrysin and butyrate), and gene expression was determined. Key results were that relevant stress response genes, such as glutathione S-transferase T2 (GSTT2) and GSTM2, were modulated by butyrate in PBMC as in HT29 cells, but the blood cells were less sensitive and responded with high individual differences. We conclude that these cells may serve as a surrogate tissue in dietary investigations and the identified differentially expressed genes have the potential to become marker genes for population studies on biological effects