Untersuchung zum Einfluss von Lebensmittelinhaltsstoffen auf die COX-2 Aktivität
FSMA 2014
Vortrag von Ina Willenberg, 25.03.2014
Ina Willenberg, Anna Meschede, Nils Helge Schebb
Institut für Lebensmitteltoxikologie und Chemische Analytik, Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover
Ina.willenberg@tiho-hannover.de
Eine Vielzahl von in vitro und in vivo Studien zeigen für Polyphenole anti-inflammatorische Eigenschaften. Ein hierbei diskutierter Mechanismus ist die Inhibition des Enzyms Cyclooxygenase-2 (COX-2). Erstaunlicherweise zeigen einige Polyphenole in Bezug auf die Regulierung der COX-2 Aktivität eine ähnliche Wirkstärke wie steroidale Entzündungshemmer (SAIDs) oder nicht-SAIDs (NSAIDs), welche als pharmazeutische Wirkstoffe zur Regulierung der COX Aktivität eingesetzt werden. Allerdings ist ein Vergleich des jeweiligen Wirkungspotentials oft nur schwer möglich, da den einzelnen Untersuchungen unterschiedliche Testsysteme oder –bedingungen zugrunde liegen und die jeweiligen potentiell aktiven Lebensmittelinhaltsstoffe nicht immer im direkten Vergleich zu Pharmaka getestet wurden.
Das Ziel unserer Arbeiten ist den Effekt von Polyphenolen auf die COX-2 Aktivität systematisch im Vergleich zu pharmakologischen Wirkstoffen zu untersuchen, um frühere Studien zu bestätigen und die potentesten Verbindungen zu identifizieren. Dazu wurde eine kleine Bibliothek an Polyphenolen, bestehend aus Stilbenderivaten und Flavonoiden, in verschiedenen in vitro Testsystemen untersucht. Zum einen wurde der Einfluss der Naturstoffe auf die humane Dickdarmkarzinomzelllinie HCA-7, welche COX-2 konstitutiv expremiert, getestet. Als weiteres Testsystem dienten mit Lipopolysaccharid (LPS) stimulierte humane Monocyten. Als Endpunkt wurden die Prostaglandin (PG) E2 Konzentrationen im Zellkulturüberstand mittels einer neu entwickelten LC-MS Methode mit online-Festphasenextraktion (SPE) als automatisierte Probenvorbereitung bestimmt. Die Methode zeichnet sich durch eine kurze Analysenzeit von 7 Minuten pro Probe, kleinen Nachweisgrenzen (PGE2 0.25 nM) und guten Wiederfindungen (89-113%) für Protein enthaltene Zellkulturmedien aus.
Inkubation der Polyphenole mit den HCA-7 Zellen resultierte für eine Vielzahl der Naturstoffe in Konzentration von bis zu 10 µM in keinerlei COX-2 hemmenden Effekten oder einer Inhibition kleiner als 50%. Einzige Ausnahme war Resveratrol mit einem IC50 von 6.4 µM. Im Vergleich dazu waren die Effekte in den mit LPS stimulierten Monocyten deutlicher. Das methoxylierte Flavonoid Nobiletin, welches in den HCA-7 Zellen keinen Effekt zeigte, hemmte im Monocyten basierten Assay COX-2 mit einen IC50 von 18.6 µM. Im Vergleich zu dem selektiven COX-2 Inhibitor Celecoxib und dem SAID Dexamethason lagen die IC50 Werte der Polyphenole etwa zwei Größenordnungen höher. Verbindet man diese geringe Wirkstärke mit der geringen allgemeinen Bioverfügbarkeit der Polyphenole und ihrer Konzentration im Lebensmittel, ist eine biologisch relevante COX-2 Inhibition durch Lebensmittelinhaltsstoffe unwahrscheinlich bzw. im Vergleich zu Pharmazeutika vernachlässigbar.
