DECHEMA

Konjugierte Linolsäureisomere ( conjugated linoleic acid , CLA) sind mehrfach ungesättigte Fettsäuren, die vielfältige physiologische Wirkungen besitzen. Bisherige Studien zeigen, dass insbesondere das Minorisomer t 10, c 12-CLA antikarzinogene Wirkung besitzt. Der Mensch nimmt über Milchprodukte und Fleisch von Wiederkäuern durchschnittlich 0,3 g CLA pro Tag zu sich. Der Europäischen Behörde für Lebensmittelsicherheit liegen derzeit Zulassungsanträge für neuartige Lebensmittelzutaten vor, die die tägliche Aufnahme an CLA verzehnfachen würden. Bei einer Einnahme dieser Präparate ist gleichzeitig von einer erhöhten Aufnahme von Oxidationsprodukten der CLA, den Furanfettsäuren (FFA), auszugehen. Die physiologischen Auswirkungen derartig gesteigerter Mengen CLA und ihrer Oxidationsprodukte sind nicht bekannt. In dieser Arbeit wurden die zellulären und molekularen Effekte der FFA im Vergleich zu denen der CLA erstmalig charakterisiert. Da für CLA insbesondere in Kolonkarzinomzelllinien antiproliferative und differenzierungsfördernde Effekte beschrieben sind, wurde die Kolon-Adenokarzinomzelllinie Caco-2 als in vitro -Modell verwendet.Im ersten Teil der Arbeit wurden die molekularen Wirkungen der t 10, c 12-CLA in Caco-2-Zellen denen der strukturell zugehörigen 10,12-FFA gegenübergestellt. Mittels zweidimensionaler Gelelektrophorese und Massenspektrometrie (MALDI-TOF) wurden die proteomischen Veränderungen nach Einwirkung dieser Fettsäuren analysiert. Nach der Behandlung von Caco-2-Zellen mit bis zu 100 µM t 10, c 12-CLA wurden 40 Proteine mit mindestens 1,5fach veränderter relativer Expression im Gegensatz zur Kontrolle identifiziert. Zum Einen wurden durch die CLA-Behandlung Proteine beeinflusst, die die Transkription, Translation, Stabilität oder Aktivität von p53 steigern, was auf eine p53-vermittelte Tumorsuppression hinweist. Zum Anderen wurden sowohl potentielle Regulatoren des Wnt-ß-Catenin-Signalwegs beeinflusst, als auch Zielgene dieses Signalweges inhibiert. Dieses konnte als negative Regulierung des Wnt-ß-Catenin-Signalweges durch die CLA interpretiert werden. Eine Inhibierung dieses Signalweges hat eine Abnahme der zellulären Proliferation und eine Stimulation der Differenzierung der Zellen zur Folge und korreliert somit mit der postulierten antikanzerogenen Wirkung dieser Substanz. Nach Exposition von Caco-2-Zellen mit bis zu 1 mM 10,12-FFA wurden 30 differenziell exprimierte Proteine identifiziert, die jedoch komplett andere Effekte im Vergleich zur korrespondierenden CLA anzeigten. Es wurden drei Proteine induziert, die eine Rolle in der Lipidtröpfchenbiogenese spielen. Alle anderen durch FFA regulierten Proteine waren reprimiert und betrafen den Zellzyklus, sowie allgemeine zelluläre Prozesse wie die Transkription, Proteinbiosynthese und die weitere Prozessierung von Proteinen. Eine Beeinflussung toxikologisch relevanter Signalwege durch die 10,12-FFA wurde nicht gefunden.Im zweiten Teil der Arbeit wurden die zellulären Effekte verschiedener FFA-Isomere in Caco-2-Zellen untersucht. Unter Berücksichtigung einer möglichen metabolischen Aktivierung des Furanringes der FFA wurden die Untersuchungen auf die metabolisch aktive humane hepatozelluläre Karzinomzelllinie HepG2 ausgedehnt. Es wurde gezeigt, dass die FFA in Caco-2-Zellen aufgenommen und intrazellulär in Lipidtröpfchen verpackt wurden, in humanrelevanten Konzentrationen jedoch weder in Caco-2- noch in HepG2-Zellen eine toxische Wirkung entfalteten. Bei Konzentrationen bis zu 500 µM wiesen die FFA-Isomere weder eine ausgeprägte Zytotoxizität auf noch beeinflussten sie zelluläre Parameter wie die Proliferation oder Apoptose. Auch die Peroxisomen-Proliferator-aktivierten-Rezeptoren, die durch zahlreiche Fettsäuren aktiviert werden und eine Rolle in der Karzinogenese spielen, wurden durch die FFA nicht beeinflusst. Zudem wies die 9,11-FFA weder in einem in vitro- Mikrokerntest mit Lungenfibroblasten des Chinesischen Hamsters (V79-Zellen) noch im AMES-Test eine genotoxische Wirkung auf.Insgesamt geht aus den Ergebnissen dieser Arbeit hervor, dass die CLA relevante Signaltransduktionswege beeinflussen, wohingegen von den Oxidationsprodukten der CLA weder zellulär toxische Wirkungen ausgehen noch molekulare Signalwege signifikant beeinflusst werden.