Interaktionen des Flavonoids Flavon mit dem P-glykoprotein 170 beeinflussen Parameter der Tumorentstehung in vitro und in vivo

Abstract

Die erhöhte Expression ATP-abhängiger Effluxpumpen, wie des Phosphoglykoproteins-170 (P-gp), des Multidrugresistance related proteins-2 (MRP 2) oder des Breast cancer resistance proteins (BCRP), im Tumorgewebe reduziert die intrazellulären Konzentrationen der transportierten Tumortherapeutika. Damit wird die Prognose einer erfolgreichen Therapie von Krebserkrankungen verschlechtert. Flavonoide aus Pflanzen könnten potente Inhibitoren der ABC Transporter darstellen und sich somit als reversing agents einer Vielfachresistenz gegenüber applizierten Zytostatika erweisen.In der vorliegenden Arbeit erhöhten Flavon und Chrysin die Expression von P-gp, MRP 2 und BCRP und reduzierten gleichzeitig ihre Transporteraktivität in humanen intestinalen Caco-2 Zellen. Letzteres wurde anhand der gesteigerten Akkumulation der Fluoreszenzsubstrate Rhodamin 123 (P-gp), CMFDA (MRP 2) und Hoechst 33342 (BCRP) in Anwesenheit der beiden Flavonoide gezeigt. Darüberhinaus bewirkten beide Flavonoide eine erhöhte Akkumulation des Chemotherapeutikums Topotecan in den verwendeten Caco-2 Zellen. Trotz erhöhter Akkumulation des Apoptose induzierenden Wirkstoffs, wurde die anhand von Chromatinkondensation detektierte Apoptose dosisabhängig durch die Flavonoide gehemmt. Die anti-apoptotische Wirkung beider Flavonoide war assoziiert mit einer Reduktion der Aktivitäten der Caspasen-3 und -8 und einer Stabilisierung des zytosolischen beta Catenins. Diese Stabilisierung könnte nach nukleärer Translokation des beta Catenins ursächlich sein für die erhöhte Expression der ABC-Transporter. Insgesamt ist eine transportunabhängige, Apoptose inhibierende Aktivität der untersuchten Effluxpumpen zu postulieren.Als in vivo Modell zur Untersuchung der Effekte einer Verfütterung von Flavon auf die colorektale Karzinogenese wurden APCmin/+ Mäuse ausgewählt. Die Gabe von Flavon erhöhte die Anzahl und die Größe der Adenome im Jejunum und Ileum. Immunhistochemische Analysen zeigten, dass in diesen Darmabschnitten die P gp Expression anstieg. Gleichzeitig nahm die Anzahl Caspase 3 positiver, in Apoptose befindlicher Zellen ab. Hierdurch wurde die in vitro entdeckte Inhibierung der Caspase Kaskade als zugrunde liegender Mechanismus für eine Inhibierung der Apoptose durch Flavon in vivo bestätigt. Allerdings nahm sowohl die Menge an exprimiertem MRP 2 wie auch BCRP im Dünndarm ab. Im Mausmodell beschränkt sich die transportunabhängige und gleichzeitig Apoptose inhibierende Aktivität auf P-gp.Zusammenfassend lässt sich feststellen, dass die erhöhte Expression von ABC Transportern, insbesondere von P gp, in intestinalen Zellen sowohl in vitro als auch in vivo mit einer Reduktion der Apoptose verbunden waren. Als ursächlich hierfür konnte die Inhibierung der Caspase 3 gemacht werden, die selbst unter erhöhter Akkumulation Apoptose auslösender Chemotherapeutika präsent war.