Effekte von Hypericin auf humane renale Karzinomzellen in vitro

Abstract

Das Gewöhnliche Johanniskraut (Hypericum perforatum L.) ist eine seit der Antike bekannte Heilpflanze. Einer seiner Inhaltsstoffe, das so genannte Hypericin, ist namensgebend für diese Pflanzengattung und wird in speziellen Drüsen auf Blütenblättern und Blättern produziert. Es dient der Pflanze als Fraßschutz, denn nach Aufnahme führt es in Organismen bei gleichzeitiger Lichtexposition zu massiven Zellschäden entsprechender Regionen. Des Weiteren gibt es aktuell auch erste Hinweise darauf, dass Hypericin ein Multikinasehemmer zu sein scheint. Die photosensibilisierende Wirkung beruht auf intrazellulärem oxidativen Stress, der durch die Bildung von u. a. Singulettsauerstoff ausgelöst wird, während die Multikinase-inhibitorische Wirkung vermutlich auf eine direkte Interaktion des Hypericins mit Proteinen zurückzuführen ist.In dieser Arbeit sollen erstmals die photosensibilisierenden und Multikinase-inhibitorischen Effekte von Hypericin auf Zellen des humanen renalen Karzinoms in vitro untersucht werden. Hypericin akkumuliert in renalen Karzinomzellen im Endoplasmatischen Retikulum und in den Mitochondrien, jedoch nicht im Zellkern. Nach intrazellulärer Aufnahme zeigt es eine intensive und stabile rote Fluoreszenz, die auch noch nach 48 Stunden nachweisbar bleibt. Unter Lichtausschluß beeinflusst Hypericin weder die metabolische Aktivität noch die Koloniebildungsfähigkeit der Zellen. Eine Hypericinbehandlung renaler Karzinomzellen in Kombination mit einer Beleuchtung, führt schon bei geringen Konzentrationen (1μM) zu einem signifikanten Rückgang der metabolischen Aktivität und Koloniebildungsfähigkeit. Des Weiteren wird in 100% der Zellen eine Apoptose induziert. Diese phototoxischen Wirkungen werden durch oxidativen Stress hervorgerufen. Die intrazelluläre Bildung des oben erwähnten Singulettsauerstoffs spielt dabei die Schlüsselrolle. Letzterer wird hier erstmals mit Hilfe eines redoxsensitiven Fluoreszenzfarbstoffs (roGFP) intrazellulär in lebenden Zellen nachgewiesen. Des Weiteren kann im Rahmen dieser Arb eit erstmals ein signifikanter strahlensensitivierender Effekt von Hypericin auf die sehr strahlenresistenten renalen Karzinomzellen nachgewiesen werden. Es zeigt sich, dass Hypericin die Koloniebildungsfähigkeit renaler Karzinomzellen nach einer Bestrahlung signifikant gegenüber der bestrahlten Kontrolle vermindert. Die metabolische Aktivität der Zellen nimmt unabhängig von der Hypericinbehandlung nach Bestrahlung zu. Eine Apoptoseinduktion in Folge einer Radiatio mit einer Dosis von 2Gy bzw. 4Gy kann lediglich in ca. 2,5% bzw. ca. 5% der Zellen unabhängig von der Hypericinbehandlung nach- gewiesen werden. Diese Ergebnisse lassen darauf schließen, dass eine Bestrahlung in Kombination mit Hypericin den mitotischen Zelltod renaler Karzinomzellen induziert. Dieser strahlensensitivierende Effekt des Hypericin beruht vermutlich auf der Inhibition von DNA-Reparaturmechanismen. Die Ergebnisse geben erste Hinweise darauf, dass Hypericin die Expression bzw. Aktivität verschiedener an den Reparaturmechanismen beteiligter Proteine verringert bzw. verlangsamt und dadurch möglicherweise zu einem verminderten klonogenen Überleben von renalen Karzinomzellen in Folge von Bestrahlung und damit zu einer Strahlensensitivierung beitragen könnte.