title: Antikarzinogene in vitro-Aktivität der Fusarium-Metabolite Enniatin und Beauvericin
Creators: name: Zlesak, Markus
Publisher: name: :none
Year: 2013

description: Die Cyclodepsipeptide Enniatin B (ENN B) und Beauvericin (BEA) werden von Fusariumarten produziert, welche in Getreide weit verbreitet sind. Aufgrund der jüngsten Forschung kann ein möglicher Nutzen als Zytostatika in Betracht gezogen werden. Es zeigten sich zytotoxische Wirkungen gegen Krebszellen, bei gleichzeitig relativ hoher Resistenz von nicht malignen HUVEC-Zellen. ENN B und BEA induzieren über den intrinsischen Weg Apoptose in Krebszellen, was zum Teil auf ionophore Wirkungen der amphiphilen Strukturen, aber auch auf verschiedene Signalwege die noch nicht ausreichend erforscht wurden, zurückzuführen ist. Ein möglicher Einfluss von „unfolded protein response“ und Endoplasmatisches Retikulum Stress (ER-Stress) wurde mittels Western-Blot-Analyse untersucht. Die meisten Marker zeigten hierbei keine wesentlichen Veränderungen, nur die Expression von eiF-2α sank mit steigender BEA- Konzentration. Beide Substanzen erwiesen sich außerdem in HET-CAM-Assay, Scratch-Assay und Tube- Formation-Assay in subtoxischen Konzentrationen als antiangiogen und migrationshemmend, weswegen Kombinationsversuche mit dem Angiogenesehemmer Sorafenib durchgeführt wurden. Im Zytotoxizitätsassay konnte ein deutlicher Synergismus festgestellt werden. Am deutlichsten zeigte sich dies bei Konzentrationen von 2-3 μM ENN B bzw. BEA und 2.5-5 μM Sorafenib. Während die IC50 für ENN B in KB-3-1-Zellen bei 3.73 μM lag, konnte sie durch Zusatz von 2.5 μM Sorafenib (IC50: 6.58) auf 1.59 μM gesenkt werden, durch Zusatz von 5 μM gar auf 0.27 μM. Bei den einzelnen Substanzen fand eine Verlagerung in Richtung G0/G1-Phase statt. In der Kombination wurde genau das Gegenteil, nämlich eine deutliche Zunahme der Zellen in der G2/M-Phase, festgestellt. In der Kombination nahm außerdem die DNA-Syntheserate deutlich ab, was nur zum Teil durch die erhöhte Zytotoxizität erklärt werden kann. Die Apoptose wurde mittels HöPI- und JC-1-Färbung bestätigt. Kombinationen mit Gefitinib, Erlotinib und Cisplatin zeigten sich als schwach wirksam oder sogar gänzlich unwirksam. Der selektive B-Raf-Inhibitor Vemurafenib wirkte sogar antagonistisch. Zusammenfassend erwiesen sich ENN B und BEA vor allem in Kombination mit Sorafenib als mögliche neue Therapieoptionen bei verschiedenen Krebsarten. Die vorliegenden Ergebnisse sollen in Kürze in in vivo-Studien bekräftigt werden.
description: The cyclodepsipeptides enniatin B (ENN B) and beauvericin (BEA) are produced by various Fusarium species that frequently occur in grain samples. Based on recent research results both substances are potential candidates for new anticancer drugs. Despite being cytotoxic to cancer cells, non malignant HUVEC cells respond relatively resistant. ENN B and BEA induce apoptosis via intrinsic pathway in cancer cells. This can partially be explained by ionophoric effects because of their amphiphile chemical structure, but also by different signalling pathways that are explored only insufficiently. A possible influence of unfolded protein response and ER stress was investigated via Western blot analysis. Most proteins showed no significant changes; the eiF-2α expression levels decreased with increasing BEA concentrations. Both substances proved to be antiangiogenetic and inhibitory to cell migration at subtoxic concentrations in HET-CAM assay, scratch assay and tube formation assay. Thus, combination therapy with angiogenesis inhibiting sorafenib was evaluated. Synergism could be observed in cell viability assays, most notably at 2-3 μM ENN B and BEA and 2.5-5 μM sorafenib. IC50 for ENN B (3.73 μM) could be reduced to 1.59 μM by adding 2.5 μM sorafenib (6.58 μM) and to 0.27 μM by adding 5 μM sorafenib. While treatment with single substances resulted in an increase of cells in G0/G1-phase in combination therapy the opposite was observed, namely an increase of cells in G2/M-phase. Moreover, DNA-synthesis clearly decreased in combination therapy. This effect can only partially be explained by raising cytotoxicity. Apoptosis was confirmed by HöPI-staining and JC-1-staining. Combinations with gefitinib, erlotinib and cisplatin resulted in weak or no synergistic effects. Selective B-Raf inhibitor vemurafenib actually was antagonistic. Taken together, ENN B and BEA, especially in combination with sorafenib, proved to be possible new options in cancer therapy. Existing results should be corroborated in in vivo-studies.