title: Effekte von Urobilin, Stercobilin, Biliverdin und Biliverdindimethylester auf DNA Einzel- und Doppelstrangbrüche in Caco-2 Zellen
Creators: name: Putz, Elisabeth Maria
Publisher: name: :none
Year: 2012

description: Die vorliegende Masterarbeit wurde im Rahmen des internationalen FWF-Projekts Physiological Relevance of Bile Pigments durchgeführt. Mit den in vitro Versuchen dieser Arbeit wurden Effekte der Gallenpigmente und Tetrapyrrole Urobilin, Stercobilin, Biliverdin und Biliverdindimethylester auf die humane Coloncarcinomzellinie Caco-2 untersucht. Gallenpigmente entstehen im menschlichen Körper zum Großteil beim Katabolismus von Häm, das über mehrere Schritte zu Bilirubin abgebaut und anschließend ausgeschieden wird. Früher glaubte man, dass Gallenpigmente nur Nebenprodukte des Stoffwechsels sind und toxisch wirken können. Heute deuten die Ergebnisse zahlreicher Studien darauf hin, dass diese Stoffe eine bedeutende physiologische Rolle spielen. Es gibt Evidenz für antiinflammatorische, antioxidative, antimutagene und anticancerogene Effekte, die sowohl durch in vitro als auch teilweise durch in vivo Studien belegt sind. Ziel dieser Masterarbeit war es, mittels der Methode des Comet Assay eine mögliche anticancerogene Wirkung der Testsubstanzen auf die Caco-2 Zellen festzustellen. Mit dem Comet Assay können DNA Doppel- und Einzelstrangbrüche sichtbar gemacht werden. In weiterer Folge kann softwaregestützt das Ausmaß der Zellschädigung in Prozent DNA im Kometenschweif (%tail DNA) ermittelt werden. Zur Vorbereitung auf den Comet Assay wurden die Caco-2 Zellen in 6-Wellplatten ausgesät, mit dem jeweiligen Tetrapyrrol in drei Konzentrationen (0,5µM, 5µM und 17µM) 24 Stunden inkubiert, einer Lysebehandlung unterzogen und anschließend der Elektrophorese ausgesetzt. Zum Vergleich der Effekte der Testsubstanzen wurde je Konzentration ein Teil der Zellen zusätzlich mit dem Prooxidans Tertiärbutyl Hydroperoxid behandelt sowie eine Positiv- (Zellen + t-BOOH) und Negativkontrolle (nur Zellen) erstellt. Bei der Behandlung der Zellen mit Urobilin zeigte sich eine signifikante DNA-Schädigung in der Konzentration 17µM bei der Lysebehandlung, was auf einen anticancerogenen Effekt hindeutet. Ein ähnlicher Effekt war bei den restlichen Urobilin Konzentrationen zu erkennen, dieser erreichte jedoch keine statistische Signifikanz. Bei Zellen, die mit Stercobilin oder Biliverdindimethylester behandelt wurden, konnten keinerlei Effekte auf die Caco-2 Zellen beobachtet werden. Im Fall von Biliverdin zeigen sich zwar ebenfalls keine signifikanten Effekte, allerdings zeigen sich tendenziell leicht erhöhte Werte der DNA Schädigung. Die Ergebnisse dieser Masterarbeit zeigen einen gewissen DNA schädigenden Effekt und damit potentiell anticancerogene Eigenschaften von gewissen Tetrapyrrolen.
description: The present master thesis was conducted within the international FWF Project Physiological Relevance of Bile Pigments. In this in vitro study, bile pigment and tetrapyrrol effects on human colon carcinoma Caco-2 cells were examined. Investigated substances were Urobilin, Stercobilin, Biliverdin and Biliverdindimethylester. In humans, bile pigments are formed during heme catabolism, which is degraded to Bilirubin and finally excreted. So far bile pigments were known as byproducts of metabolism with toxic properties. Today, numerous study outcomes indicate an important physiological bile pigment function. There is evidence of anti-inflammatory, antioxidative, antimutagenic and anticancerogenic effects, which are underpinned by both, in vitro and party by in vivo studies. This master thesis aim was to determine a possible anticancerogenic effect of the test substances by the comet assay method, which indicates DNA damage, on Caco-2 cells. Through the comet assay, DNA double- and single strand breaks can be detected. Subsequently, the cell damage extend is measured expressed as percentage of DNA in the comet tail (%tail DNA). For comet assay preparation, Caco-2 cells were seeded on 6-well plates, incubated with the respective tetrapyrrole in three concentrations (0.5µM, 5µM und 17µM) for 24 hours and treated with lysis solution. Finally, electrophoresis was performed. Part of cells was also treated with the prooxidant tertiarybutyl hydroperoxide. Moreover, a positive (cells + t-BOOH) and negative control (cells only) was considered. After Urobilin treatment, Caco-2 cells showed a significant increase in DNA damage in the 17µM concentration after lysis. This finding suggests an anticancerogenic effect. A similar effect was seen in the other Urobilin concentrations, however without being statistical significant. In Caco-2 cells treated with Stercobilin or Biliverdindimethylester, no effects were observed. Biliverdin showed also no significant effects, however slightly, not significant elevated levels of DNA damage were observed. Results of this work show a DNA damaging potential of specific tetrapyrrols, which could be discussed as an anticancerogenic matter.