Etablierung von In-vitro-Methoden zur Bestimmung des endokrinen Potentials von Fremdstoffen

  • Schwerpunkt der vorliegenden Arbeit war die Etablierung von In-vitro-Testsystemen zur Erfassung hormoneller/antihormoneller Aktivität. Es gelang, vier neue, unterschiedliche In-vitro-Testsysteme zu etablieren und anhand bekannter Agonisten/Antagonisten zu validieren. Zunächst konnte ein Reportergenassay auf Basis des endogenen Reporters TRPM-2 aufgebaut werden. Für die Quantifizierung mittels kompetitiver RT-PCR wurde eine Deletionsmutante des zu amplifizierenden Gens als interner exogener Standard konstruiert. Dadurch wurden Untersuchungen von Testsubstanzen auf potentielle androgene/antiandrogene Aktivität in T-47D-Brustkrebszellen und auf estrogene/antiestrogene Aktivität in der Mammakarzinom-Zelllinie MCF-7 anhand eines einzigen Parameters ermöglicht. Analog zum TRPM-2-Assay wurde ein Testsystem zur kompetitiven Quantifizierung estrogenabhängiger pS2-Induktion in MCF-7-Zellen etabliert. Der TRPM-2-Assay in T-47D-Zellen wies mit den von Guth etablierten Transaktivierungsassays in COS-7- und T-47D-Luc-Zellen vergleichbare Sensitivität auf. Der von Guth etablierte Assay auf Basis des endogenen Reporters PSA erwies sich jedoch als deutlich präziser. Die weitergeführte Validierung des PSA-Assays zeigte andererseits aber deutlich geringere Selektivität gegenüber etablierten Antagonisten als in der Literatur beschrieben. (Guth, 2000; Rosenberg et al., 1998) In MCF-7-Zellen wurde für die endogenen Reporter TRPM-2 und pS2 mittels kompetitiver RT-PCR deutlich höhere Sensitivität erreicht als für bereits etablierte Assays. Ein Nachteil solcher endogener Reportergenassays auf RNA-Ebene ist die vergleichsweise aufwendige Versuchsdurchführung. in estrogensensitiven Transaktivierungsassays in Säugerzellen ermittelten, mitunter erhebliche Unterschiede. Im Hefe-Assay mit hER wurde beispielsweise für Daidzein keine estrogene, in niedrigen Konzentrationen dagegen antiestrogene Aktivität festgestellt. Für diese Differenzen werden säugerspezifische Mechanismen und Unterschiede bei der Fähigkeit zur Penetration der Zellwand diskutiert. (Dudley et al., 2000; Raun Andersen et al., 1999) In den von Guth etablierten Transaktivierungsassays (transienter Transaktivierungsassay in COS-7-Zellen, Transaktivierungsassay in stabilen T-47DLuc- Zellen) und dem endogenen PSA-Assay wurden in dieser Arbeit, ausgehend von zwei vorselektierten Leitstrukturen, die mittels online-Strukturdatenbank-Recherche identifizierten Benzophenon-Derivate Benzophenonimin, p,p'-Dimethylbenzophenon, Benzophenon-3,3',4,4'-tetracarbonsäuretetraundecylester (Selectophor() und Ketoprofen, die weiteren Pharmaka Imipramin und Ketoconazol, der natürliche Süßstoff aus Stevia rebaudiana Steviosid und sein Aglycon Steviol sowie 19- Nortestosteron und N-(2-Chlorethyl)-N-nitroso-carbamoyl-L-alanyl-17-nortestosteron (CNC-ala-NT, E173) auf potentielle androgene/antiandrogene Aktivität untersucht. (Guth, 2000) Um das Zusammenwirken estrogener Effekte von Verbindungen zu ermitteln, wurden Kombinationsexperimente im estrogensensitiven MCF-7-Luc-Reportergenassay durchgeführt. Ergebnisse aus Untersuchungen binärer Gemische repräsentativer Industriechemikalien bzw. dem Phytoestrogen Daidzein und dem physiologischen Hormon Estradiol zeigten rein additive Wirkungen. Insgesamt wurde mit dieser Arbeit ein Beitrag zur Identifizierung endokriner Disruptoren geleistet. Die in dieser Arbeit neu etablierte kompetitive RT-PCR auf endogene Reporter ermöglicht Untersuchungen früher Signale im natürlichen Hintergrund der Zelle. Bei der erweiterten Validierung des sensitiven PSA Assays jedoch wurde geringe Selektivität gegenüber etablierten Antagonisten festgestellt. Neue und bereits etablierte transgene Reportergenassays in Hefen und Säugerzellen ermöglichten effektive Untersuchungen potentiell hormonell aktiver Verbindungen. Die Anwendungsgebiete der sich ergänzenden Testsysteme liegen in der Charakterisierung möglicher toxikologisch relevanter Verbindungen wie auch in der Wirkstofffindung.

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Metadaten
Author:Sonja Böhm
URN (permanent link):urn:nbn:de:bsz:386-kluedo-15105
Advisor:Gerhard Eisenbrand, Gerhard Eisenbrand
Document Type:Doctoral Thesis
Language of publication:German
Year of Completion:2002
Year of Publication:2002
Publishing Institute:Technische Universität Kaiserslautern
Granting Institute:Technische Universität Kaiserslautern
Acceptance Date of the Thesis:2002/09/18
Tag:Androgene ; Antiandrogene; Antiestrogene ; Estrogene ; endokrine Disruptoren
androgene; endocrine disruptors ; estrogene
GND-Keyword:Hormon
Faculties / Organisational entities:Fachbereich Chemie
DDC-Cassification:540 Chemie und zugeordnete Wissenschaften

$Rev: 12793 $