Unter Verwendung eines Mausmodells entfesseln japanische Forscher den wahrscheinlichen Wirkungsmechanismus von Actinidia arguta (Sarunashi)-Saft, der helfen könnte, Lungenkrebs zu verhindern.
Lungenkrebs ist eine der häufigsten Todesursachen in Japan und auf der ganzen Welt. Unter allen Krebsarten hat Lungenkrebs eine der niedrigsten Fünf-Jahres-Überlebensraten. Es ist bekannt, dass das Rauchen von Tabak und die Verwendung von Produkten auf Tabakbasis stark zur Entwicklung von Lungenkrebs beitragen. Es ist eine klinisch erwiesene Tatsache, dass die Wirkstoffe in verschiedenen Früchten das Risiko für chronische Krankheiten einschließlich Krebs minimieren. „Sarunashi“ (Actinidia arguta) ist eine essbare Frucht, die in der japanischen Präfektur Okayama angebaut wird.
Anhand eines Mausmodells haben Forscher der Universität Okayama unter der Leitung von Dr. Sakae Arimoto-Kobayashi, außerordentlicher Professor an der Fakultät für Pharmazeutische Wissenschaften der Universität Okayama, gezeigt, dass Sarunashi-Saft und sein Bestandteil Isoquercetin (isoQ) zur Vorbeugung und Verringerung von Lungenkrebs beitragen.
A. witzig ist eine der reichsten Quellen für Polyphenole und Vitamin C. Zuvor hatten die Forscher die hemmende Wirkung von Sarunashi-Saft (sar-j) auf Mutagenese, Entzündung und Tumorgenese der Maushaut nachgewiesen. Sie hatten die Komponenten identifiziert A. witzig als wasserlösliche und hitzeempfindliche Phenolverbindungen für die antimutagene Wirkung verantwortlich sind. Anschließend schlugen die Forscher die polyphenolische Verbindung isoQ als konstituierende Komponente mit antikarzinogenem Potenzial vor.
Dr. Arimoto-Kobayashi erklärt: „In dieser Studie wollten wir die chemopräventiven Wirkungen von A. arguta-Saft und seiner konstituierenden Komponente isoQ auf 4-(Methylnitrosamino)-1-(3-pyridyl)-1-butanon ( NNK)-induzierte Lungentumorgenese bei A/J-Mäusen und identifizieren die möglichen Mechanismen, die den antitumorigenen Wirkungen von A. arguta zugrunde liegen.“
Zu diesem Zweck induzierte das Team Tumorwachstum bei Mäusen mit NNK, einer bekannten krebserregenden Verbindung, die in Tabakprodukten vorkommt. Unter Verwendung einer Reihe von Experimenten und Kontrollen untersuchte das Team die Auswirkungen von sar-j und isoQ auf die Entstehung von Lungentumoren bei Mäusen.
Die Ergebnisse waren ermutigend: Die Anzahl der Tumorknoten pro Mauslunge in der Gruppe, die NNK-Injektionen und orale Dosen erhielt A. witzig Saft war signifikant niedriger als in der Gruppe, der nur NNK injiziert wurde. Darüber hinaus reduzierte die orale Verabreichung von isoQ auch die Anzahl der Knötchen in der Mauslunge.
Als nächstes machte das Team den Anfang, indem es den wahrscheinlichen Wirkmechanismus entdeckte. NNK und 1-Methyl-3-nitro-1-nitrosoguanidin oder „MNNG“ sind bekannte Mutagene – Mittel, die DNA-Mutationen auslösen. Das Team entwarf daher eine Reihe von Experimenten, um die Wirkung von sar-j und isoQ auf die NNK- und MNNG-vermittelte Mutagenese zu untersuchen Salmonella typhimurium TA1535 – ein Bakterienstamm, der üblicherweise zum Nachweis von DNA-Mutationen verwendet wird. Wie erwartet wurde die Mutagenität von NNK und MNNG mit nachgewiesen S. typhimurium TA1535 nahm in Anwesenheit von sar-j ab. Wenn jedoch ähnliche Tests mit durchgeführt wurden S. typhimurium YG7108, einem Stamm, dem die für die DNA-Reparatur verantwortlichen Schlüsselenzyme fehlen, war sar-j nicht in der Lage, die mutagenen Wirkungen von NNK und MNNG zu verringern. Basierend auf dieser kritischen Beobachtung schlossen die Forscher, dass sar-j seine antimutagene Wirkung zu vermitteln scheint, indem es die DNA-Reparatur beschleunigt.
Schließlich zeigte das Team mit zellbasierten Experimenten auch, dass sar-j die Wirkung von „Akt“ unterdrückte, einem Schlüsselprotein, das an der Krebssignalisierung beteiligt ist. Es ist eine bekannte Tatsache, dass Akt und ein assoziiertes Protein namens „PI3k“ bei mehreren menschlichen Krebsarten überaktiviert werden.
Co-Autor Katsuyuki Kiura, Professor an der Abteilung für Allergien und Atemwegsmedizin des Universitätskrankenhauses Okayama, sinniert: „Sar-j und isoQ reduzierten die NNK-induzierte Lungentumorentstehung. Sar-j zielt sowohl auf die Initiations- als auch auf die Wachstums- oder Progressionsschritte während der Karzinogenese ab, insbesondere über Antimutagenese, Stimulation der Reparatur von Alkyl-DNA-Addukten und Unterdrückung der Akt-vermittelten Wachstumssignalisierung. IsoQ könnte durch die Unterdrückung der Akt-Phosphorylierung teilweise zu den biologischen Wirkungen von sar-j beitragen, aber es ist möglicherweise nicht der Hauptwirkstoff.“
Ihre Ergebnisse wurden am 9. Dezember 2022 in veröffentlicht Gene und Umwelt.
Zusammenfassend zeigt die Studie, dass die Entstehung von Lungentumoren bei Mäusen nach oraler Einnahme von sar-j unterdrückt wurde. Obwohl klinische Studien gerechtfertigt sind, scheinen die Bestandteile von sar-j, einschließlich isoQ, attraktive Kandidaten für die Chemoprävention zu sein.
Referenz: „Chemopräventive Wirkungen und antitumorigene Mechanismen von Actinidia arguta, bekannt als Sarunashi in Japan gegen 4-(Methylnitrosamino)-1-(3-pyridyl)-1-butanon (NNK)-induzierte Lungentumorigenese bei a/J-Mäusen” von Jun Takata, Naoko Miyake, Yusuke Saiki, Misako Tada, Kensuke Sasaki, Toshio Kubo, Katsuyuki Kiura und Sakae Arimoto-Kobayashi, 9. Dezember 2022, Gene und Umwelt.
DOI: 10.1186/s41021-022-00255-0
Über Dr. Sakae Arimoto-Kobayashi von der Universität Okayama, Japan
Dr. Sakae Arimoto-Kobayashi arbeitet als außerordentlicher Professor an der Fakultät für Pharmazeutische Wissenschaften der Universität Okayama. Dr. Arimoto-Kobayashi hat mehrere Veröffentlichungen zu ihrem Verdienst. Ihre Forschungsgruppe führt vor allem Studien zu Mutationen und DNA-Schäden durch N-Nitrosaminosäuren und nah-ultraviolette Bestrahlung, Analyse von oxidativen und alkylativen DNA-Schäden durch die genotoxischen Wirkstoffe, Anti-Karzinogenese/Anti-Mutagenese und die chemopräventive Wirkung von Wirkstoffen durch Zutaten in Obst und Getränken.
Über die Universität Okayama, Japan
Als eine der führenden Universitäten in Japan hat sich die Okayama University zum Ziel gesetzt, ein neues Paradigma für die nachhaltige Entwicklung der Welt zu schaffen und zu etablieren. Die Okayama University bietet ein breites Spektrum an akademischen Bereichen, die zur Grundlage der integrierten Graduiertenschulen werden. Dies ermöglicht uns nicht nur, die fortschrittlichste und aktuellste Forschung durchzuführen, sondern bietet auch eine bereichernde Bildungserfahrung.
