Der Einfluss des Naturstoffs Curcumin auf das Wachstum und Proliferation von Prostatakarzinomzellen in vitro
Authors:   , Benchellal Aicha 
Published: December 2024

Krebserkrankungen gehören nach den Herz-Kreislauf-Erkrankungen zu den häufigsten Todesursachen. Inzwischen gibt es viele Therapiemöglichkeiten.
Leider kann die Krebstherapie mit starken Nebenwirkungen verbunden sein und Resistenzen hervorrufen, sodass immer mehr der Wunsch nach alternativen bzw. ergänzenden (komplementären) Therapiemöglichkeiten besteht.
Viele Krebspatienten ergänzen die Krebstherapie mit pflanzlichen Substanzen wie Curcumin. Curcumin ist ein aus der Gelbwurzel (Curcuma longa) gewonnener Wirkstoff, dem antikarzinogene und antiinflammatorische Eigenschaften zugeschrieben werden. Es ist schon seit Jahrhunderten als Naturheilmittel bekannt und wird zur Behandlung unterschiedlicher Erkrankungen eingesetzt. In Indien und anderen südostasiatischen Ländern, in denen viel Kurkuma konsumiert wird, ist die Inzidenzrate einiger Krebserkrankungen vergleichsweise niedriger als in europäischen Ländern.
Die niedrige Bioverfügbarkeit von Curcumin stellt jedoch eine große Herausforderung dar, was die klinische Anwendung erschwert. Curcumin wird schnell vom menschlichen Körper verstoffwechselt und wird insgesamt schlechter vom Magen-Darm-Trakt aufgenommen. Es wurden schon viele Versuche unternommen, die Bioverfügbarkeit auf unterschiedliche Weise zu verbessern. So kann Curcumin mit Adjuvantien wie Piperin kombiniert oder in Nanokapseln verpackt werden. Im Rahmen dieser Studie wurde an Prostatakarzinomzellen untersucht, ob und inwieweit die Wirkeffektivität von niedrigdosiertem Curcumin durch die Bestrahlung mit visuellem Licht gesteigert werden kann, um die Bioverfügbarkeit zu verbessern. Hierbei wurde anhand von zwei Zelllinien der Einfluss auf das Zellwachstum und den Zellzyklus untersucht.
Für die Versuche wurden die Zelllinien PC3 und DU145 verwendet. Diese wurden entweder mit Curcumin behandelt, mit visuellem Licht (Wellenlänge 400 – 550 nm) bestrahlt oder kombiniert behandelt. Zum Vergleich diente die unbehandelte Kontrolle. Zunächst wurde die Arbeitskonzentration bestimmt, mit der sämtliche Versuche durchgeführt werden sollen. Hierfür diente der MTT-Test, mittels dem die Zellviabilität untersucht wurde. Die Arbeitskonzentration konnte damit auf 0,2 µg/ ml festgelegt werden. Um zu beurteilen, inwiefern Curcumin die Zellproliferation der Tumorzellen beeinflusst, wurde der BrDU-Assay durchgeführt. Anschließend wurde anhand des Annexin-V-Apoptose-Assays der Anteil der Zellen bestimmt, der durch die Behandlung einen proapoptotischen Effekt erfuhr. Auch die Fähigkeit, unter Einfluss von Curcumin Zellkolonien zu bilden, wurde anhand des klonogenen Wachstums untersucht. Da die antikarzinogene Wirkung von Curcumin unter anderem durch das Eingreifen in den Zellzyklus hervorgerufen wird, wurde dies im Zellzyklus-Assay überprüft und mittels Western Blot auf molekularer Ebene analysiert.
Die alleinige Behandlung mit niedrigdosiertem Curcumin oder visuellem Licht führte in keiner Zelllinie zu deutlichen Veränderungen im Tumorzellwachstum oder im Zellzyklus. Die kombinierte Behandlung hingegen konnte eine signifikante Reduktion der Wachstums- und Proliferationsrate herbeiführen. Zudem ließ sich ein Zellzyklusarrest in der G2/M-Phase verzeichnen.
Damit einhergehend zeigte sich im Apoptose-Assay eine erhöhte Apoptoserate.
Diese Beobachtung konnte im Western Blot durch eine verminderte Expression der zellzyklusregulierenden Proteine Cyclin A und B sowie CDK1 und 2 erklärt werden. Die Fähigkeit Zellkolonien zu bilden wurde durch die kombinierte Behandlung deutlich eingeschränkt. Es wurden weniger Zell-ZellKontakte ausgebildet und die Zellmorphologie war im Vergleich zur Kontrolle stark verändert.
Durch die im Rahmen dieser Arbeit gewonnen Daten lässt sich schlussfolgern, dass die Wirkeffektivität und damit die Bioverfügbarkeit von Curcumin durch die Bestrahlung mit visuellem Licht gesteigert werden kann. Durch die Beeinflussung zellzyklusregulierender Proteine und die Induktion der Apoptose kann durch die kombinierte Behandlung ein hemmender Einfluss auf das Wachstums- und Proliferationsverhalten verschiedener Prostatakarzinomzellen ausgeübt werden. Folglich könnte Curcumin eine sinnvolle, natürliche Ergänzung zur schulmedizinischen Krebstherapie darstellen. Zunächst gilt es die in vitro Daten am Tiermodell zu verifizieren und eine Resistenzbildung in den Tumorzellen bei langfristiger Behandlung auszuschließen.