Untersuchungen zur Gentoxizität von Acrylamid in Abhängigkeit von der Cytochrom P450 2E1 Aktivität in humanen Hepatomzellen
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Zusammenfassung
Acrylamid ist eine von der IARC als möglicherweise karzinogen eingestufte Substanz, welche vor allem über Zigarettenrauch und kohlenhydratreiche Nahrungsmittel vom Menschen aufgenommen wird.In der vorliegenden Arbeit wurde die Gentoxizität von Acrylamid in HepG2-Zellen mit Hilfe der Einzelzellgelelektrophorese (Cometassay) untersucht. Weiterhin wurde der Einfluss von Ethanol, welches Cytochrom P 450 2E1 induziert, auf die durch Acrylamid hervorgerufene DNA-Migration betrachtet. Acrylamidkonzentrationen von 1,25 mM bis 10 mM induzierten eine konzentrationsabhängige DNA-Migration (OTM) in HepG2-Zellen. Die Exposition mit 10 mM Acrylamid führte zu einem 8-fachen Anstieg der DNA-Schädigung verglichen mit der Negativkontrolle. Für die Kombination von Ethanol und Acrylamid wurden die Hepatomzellen mit Ethanol für 24 Stunden inkubiert und anschließend mit 5 mM Acrylamid für weitere 24 Stunden exponiert. Eine Inkubation mit 120 mM Ethanol und 5 mM Acrylamid verstärkte die DNA-Migration um mehr als das doppelte in Bezug zur Referenzkontrolle 5 mM Acrylamid. Für die Klärung der zugrundeliegenden Mechanismen wurde die Modulation der Cytochrom P 450 2E1 Aktivität und die Depletion von Glutathion in derselben Zelllinie erforscht. Im Westernblot zeigte sich ein ethanolinduzierter Anstieg des Enzyms Cytochrom P450 2E1, dem eine wichtige Rolle in der Metabolisierung und damit Toxifizierung von Acrylamid zukommt. Es zeigte sich zusätzlich, dass die intrazelluläre Glutathionkonzentration durch Ethanol- oder Acrylamidexposition signifikant gesenkt wurde. In den Kombinationsexperimenten mit Ethanol und Acrylamid konnte ein überadditiver Effekt der einzelnen Testsubstanzen in der GSH-Depletion beobachtet werden. Bei im Cometassay beobachteter Abnahme der Zellvitalität konnte eine apoptotische Ursache mit Hilfe eines Apoptose-Tests ausgeschlossen werden. Daher lässt sich die Vitalitätsabnahme bei steigender Konzentration der beiden Testkomponenten auf nekrotische Effekte zurückführen. Die erhobenen Daten zeigen ein deutlich erhöhtes gentoxisches Potenzial der Kombination von Acrylamid mit Ethanol, verglichen mit alleiniger Acrylamidexposition. In der Zusammenschau der Ergebnisse erklären sowohl die ethanolvermittelte Induktion des Enzyms Cytochrom P450 2E1 als auch die Depletion des Glutathionspiegels den überadditiven Effekt von Ethanol und Acrylamid. Die Acrylamidkonzentrationen in dieser Arbeit zeigten erst in sehr hohen Konzentrationen, ab 2,5 mM, einen Effekt. Eine solche Konzentration ist über die Ernährung nicht zu erreichen. Dennoch sollten die Konsequenzen einer Kombination aus acrylamidhaltigen Nahrungsmitteln und Alkoholgenuss auf den Menschen kritisch diskutiert werden.Verknüpfung zu Publikationen oder weiteren Datensätzen
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Erstpublikation in
Giessen : VVB Laufersweiler