Epigenetische Regulation krebsrelevanter Stoffwechselwege in humanen Zellen in Abhängigkeit von der Folsäureversorgung

Folsäure wird in vielen Ländern in Nahrungsmitteln angereichert. Bislang ist allerdings nicht vollständig geklärt, ob eine anhaltend hohe Folsäureaufnahme die Karzinogenese, insbesondere die Tumorprogression bei bestimmten Risikogruppen, fördern könnte und welche Mechanismen dazu möglicherweise beitragen. Die Literatur deutet darauf hin, dass Folsäure in die Regulation von Entzündungsprozessen, miRNAs und DNA-Methylierung involviert ist. Die maligne HT29- und nicht-maligne HCEC-Kolonzelllinie waren 6 und 12 Wochen in verschiedenen physiologischen Folsäurekonzentrationen kultiviert worden. Mittels PCR-Array wurden die mRNA-Expression von 84 Genen bzw. die Expression von 53 miRNAs untersucht, die in Entzündung bzw. krebsrelevante Stoffwechselwege involviert sind. Zusätzlich wurde in der HCEC-Zelllinie über einen methylierungsabhängigen Restriktionsverdau und PCR-Array die Promotormethylierung von 22 Tumorsuppressorgenen analysiert. Insgesamt zeigten sich bei höheren Folsäurekonzentrationen im Vergleich zur normalen physiologischen Konzentration in der malignen Zelllinie stärkere Effekte als in der nicht-malignen Zelllinie. Während in der HCEC-Zelllinie die mRNA-Expression proinflammatorischer Gene herunterreguliert war, waren diese in der HT29-Zelllinie in beide Richtungen reguliert. Dabei zeigte insbesondere der Chemokinrezeptor CXCR4 mit steigenden Folsäuredosen eine bis zu 22-fach signifikant erhöhte Expression. Die Proteinexpression mittels Western Blot konnte dies zwar nicht widerspiegeln, allerdings wurde ein erster Hinweise gefunden, der eine verstärkte induzierbare Aktivierung dieses G-Protein-gekoppelten Rezeptors mit steigenden Folsäurekonzentrationen vermuten lässt. CXCR4 ist in Kolorektalkarzinomen mit fortgeschrittenem Stadium und verminderter Überlebensrate assoziiert.1,2 Keine eindeutige folsäureabhängige Veränderung von miRNAs zeigte sich in der HCECZelllinie. Im Gegensatz dazu wurden in der HT29-Zelllinie einige tumorsuppressiv wirkende miRNAs bei höheren Folsäurekonzentrationen vermindert exprimiert. Die stärkste folsäuredosisabhängige Expression zeigte miR-146a, ein bekannter Regulator von CXCR4.3,4 Weder die folsäureabhängige Expression von CXCR4 mRNA noch die von miR-146a zeigten sich in zwei Brustzelllinien. Die untersuchten DNA-Regionen in der HCEC-Zelllinie waren überwiegend vollständig methyliert bzw. unmethyliert ohne deutlichen Einfluss der Folsäureversorgung. Die Ergebnisse dieser Arbeit lassen vermuten, dass in einer nicht-malignen Kolonzelllinie Folsäure antiinflammatorisch wirkt, was zur Hemmung von III Tumorentstehung beitragen könnte, während in der malignen Kolonzelllinie möglicherweise bei hoher Folsäureversorgung Prozesse in Gang gesetzt werden, die Migration begünstigen und dadurch die Tumorprogression mit Metastasenbildung fördern könnten.