Sonstige Veröffentlichungen (IfADo)

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http://hdl.handle.net/2003/24376

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    Prostate specific antigen (PSA) as predicting marker for clinical outcome and evaluation of early toxicity rate after high-dose rate brachytherapy (HDR-BT) in combination with additional external beam radiation therapy (EBRT) for high risk prostate cancer
    (2016-11-10) Ecke, Thorsten H.; Huang-Tiel, Hui-Juan; Golka, Klaus; Selinski, Silvia; Geis, Berit Christine; Koswig, Stephan; Bathe, Katrin; Hallmann, Steffen; Gerullis, Holger
    High-dose-rate brachytherapy (HDR-BT) with external beam radiation therapy (EBRT) is a common treatment option for locally advanced prostate cancer (PCa). Seventy-nine male patients (median age 71 years, range 50 to 79) with high-risk PCa underwent HDR-BT following EBRT between December 2009 and January 2016 with a median follow-up of 21 months. HDR-BT was administered in two treatment sessions (one week interval) with 9 Gy per fraction using a planning system and the Ir192 treatment unit GammaMed Plus iX. EBRT was performed with CT-based 3D-conformal treatment planning with a total dose administration of 50.4 Gy with 1.8 Gy per fraction and five fractions per week. Follow-up for all patients was organized one, three, and five years after radiation therapy to evaluate early and late toxicity side effects, metastases, local recurrence, and prostate-specific antigen (PSA) value measured in ng/mL. The evaluated data included age, PSA at time of diagnosis, PSA density, BMI (body mass index), Gleason score, D’Amico risk classification for PCa, digital rectal examination (DRE), PSA value after one/three/five year(s) follow-up (FU), time of follow-up, TNM classification, prostate volume, and early toxicity rates. Early toxicity rates were 8.86% for gastrointestinal, and 6.33% for genitourinary side effects. Of all treated patients, 84.81% had no side effects. All reported complications in early toxicity were grade 1. PSA density at time of diagnosis (p = 0.009), PSA on date of first HDR-BT (p = 0.033), and PSA on date of first follow-up after one year (p = 0.025) have statistical significance on a higher risk to get a local recurrence during follow-up. HDR-BT in combination with additional EBRT in the presented design for high-risk PCa results in high biochemical control rates with minimal side-effects. PSA is a negative predictive biomarker for local recurrence during follow-up. A longer follow-up is needed to assess long-term outcome and toxicities.
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    The influence of mental representations on eye movement patterns under uncertainty
    (2017) Renker, Johanna; Rinkenauer, Gerhard; Krems, Josef
    This thesis investigated eye movements (i.e. number of fixations, fixation duration) during learning in uncertain situations, i.e. when interacting with a technical system like a ticket machine and users are not aware of the functioning. It was predicted that eye movements allow insights into the process of developing a mental representation under uncertainty. In order to induce uncertainty, a visual spatial search task with likely and unlikely target locations was developed. Participants were asked to predict the appearance of stimuli at target locations as accurately as possible by learning the underlying probability concept. In quick succession, they were asked to react as quickly as possible on changes of the stimuli. In total, five eye tracking experiments were gradually developed and conducted. In a first experiment, participants performed the newly developed visual spatial search task und learned the underlying probability concept of likely and unlikely target locations accurately. Eye movements became more focused, i.e. number of fixations as well as fixation duration decreased significantly over the time course of the task with increasing learning and reduced uncertainty. The aim of the second experiment was to assess to what extent search difficulty affects the development of the mental representation. Therefore, target objects were presented at an unstructured white-gray patterned background. Results showed an overall higher number of fixations than in the first experiment, however, participants also developed an accurate mental representation of the probability concept. A third experiment was designed as a relearning experiment to study the effect of initial knowledge on the development of mental representations and thus on eye movements. Participants initially learned a probability concept and in a second phase learned a different concept of target-location associations. Thereby, eye movements indicated different phases of relearning. In a fourth experiment the prediction and the reaction task were assessed separately to elucidate which dominated the development of mental representation. Results indicated that the developed mental representation of the visual spatial search task was mainly based on the prediction of the target stimuli and not on the reaction on changes of the target stimuli. In a last experiment, the manipulation of the degree of objective uncertainty by varying the probabilities of the probability concept did not lead to different eye movements. It seemed that the degree of subjective uncertainty was not affected by varying the probabilities. In conclusion, the results of the thesis demonstrated that eye movements actually gave insights into the development of mental representations under uncertainty. Eye movements informed about the learning stage, viz. the accumulation of information, independent of the content as well as the subjective uncertainty of the participants, viz. the usage of decision strategies and strategies to cope with uncertainty.
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    NK cell regulation
    (2016) Fasbender, Frank Oliver; Watzl, Carsten; Hengstler, Jan Georg
    Zur Untersuchung der Regulation von NK-Zellen wurden in der vorliegenden Arbeit Signalkaskaden in Schneiderzellen nachgebaut. Dafür wurden bekannte Komponenten von Signalkaskaden aus NK-Zellen transient in Schneiderzellen co-transfiziert und die Phosphorylierung von kritischen Signalmolekülen untersucht. Mit Hilfe dieses Ansatzes konnten wir in Schneiderzellen eine Signalkaskade mit 3 essentiellen Komponenten nachbilden. Ein Adaptermolekül das ein ITAM-Motiv enthält war ausreichend SYK zu aktivieren und somit SLP-76 zu phosphorylieren. Durch Mutationsexperimente konnten wir zeigen, dass diese Aktivierung abhängig von Tyrosinen im ITAM-Motiv und den SH-2 Domänen von SYK ist. Die SYK-Kinase ZAP70 hingegen benötigte die Co-Expression einer Src-Kinase um aktiviert zu werden. Mit Hilfe von Inhibitorexperimenten konnte diese Abhängigkeit weiter demonstriert werden. Die Aktivierung von Src-Kinasen konnte in diesem Zusammenhang durch Co-Expression von Csk und CD45 reziprok reguliert werden. In primären NK Zellen konnten wie zeigen, dass SLP-76 nach Kreuzvernetzung von ITAMassoziierten Rezeptoren - wie von unserem synthetischen Ansatz vorhergesagt – phosphoryliert wird. NK Zellen exprimieren die SYK Kinasen SYK und ZAP70, B Zellen nur SYK und T Zellen nur ZAP70. Um die Unterschiede der Aktivierung durch Src-Kinasen weiter zu untersuchen wurden alle 3 Zelltypen in Anwesenheit von Src oder SYK Inhibitoren stimuliert. So konnten wir zeigen, dass die Aktivierung von ZAP70 durch Inhibition von Src- Kinasen in T Zellen unterdrückt wird, während NK und B Zellen nur teilweise inhibiert werden.
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    The regulation of NK cell detachment from target cells as a key factor for serial killing and effector function
    (2017) Anft, Moritz; Watzl, Carsten; Hengstler, Jan Georg
    Natural Killer cells efficiently recognize and kill infected or malignant cells and can eliminate several of these cells one after the other in a process called serial killing. The activation of NK cells and how they form conjugates with target cells is well studied, but for the efficient killing of multiple cells, NK cells also have to detach from the previous target cell. The process of detachment is still poorly understood; therefore analyzing the regulation of this process in more detail is important for the investigation of NK cell biology. I used flow cytometry based assays to analyze the adhesion and the detachment of NK cells and target cells. The data show, that the detachment was different between fresh, IL-2 activated and cultured NK cells while the formation of conjugates was almost unchanged. Interestingly, blocking NK cell cytotoxicity inhibited detachment. Reducing target cell death by increasing their resistance against NK cells also reduced the detachment of NK cells and increased the production of the cytokines IFN-γ and TNF-α. Induction of NK cell independent target cell death had the opposite effect. The loss of ligands for activating NK cell receptors and the majority of adhesion molecules on the target cell membrane during cell death could be responsible for the NK cell detachment. Additionally, NK cells seem to sense soluble factors released by dying cells, like apoptotic bodies, which accelerated the detachment. This demonstrates, that the detachment of NK cells is a highly regulated process, which depends on the activation status of the NK cell, ongoing receptor-ligand interactions and changes in the protein profile of the cell membrane after death of the target cell. Regulation of detachment is not only necessary for the efficiency of serial killing but also influences other NK cell effector functions like cytokine production.
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    Involvement of the WNT pathway in endometriosis
    (2016) Hundt, Juliane; Hengstler, Jan Georg; Wehner, Frank
    Endometriose ist eine häufige gynäkologische Erkrankung, die definiert ist durch die Präsenz von endometrialen Zellen außerhalb der Uterushöhle, was unter anderem starke Unterleibsschmerzen und Infertilität verursacht. Die Pathogenese ist noch nicht vollkommen geklärt, wobei die Theorie der retrograden Menstruation am meisten akzeptiert wird. Da noch keine zuverlässigen Biomarker gefunden wurden, ist der Goldstandard für die Therapie und Diagnose immer noch das Entfernen der Läsionen durch eine Operation. Der WNT Signalweg (wingless-type MMTV integration site family) ist essentiell für die Embryogenese und Stammzellselbsterneuerung von verschiedensten adulten Stammzellen. Er wurde auch schon mit vielen verschiedenen Erkrankungen in Verbindung gebracht. Verschiedene Studien haben auch demonstriert, dass WNT-Proteine ebenfalls bei der Pathogenese von Endometriose eine Rolle spielen könnten. Die vorliegende Studie adressierte die genauere Untersuchung dieser Hypothese. Basierend auf einer vorherigen klinischen Studie (EMMA – Endometriosis Marker Austria), die ergab, dass der WNT Siganlweg tatsächlich in Endometriose dereguliert sein könnte, wurden einige besonders auffällige Mitglieder des WNT-Signalwegs ausgewählt und näher untersucht. TaqMan-Analysen derselben Patientenkohorte bestätigten, dass WNT2B, WNT7A, LGR5, RSPO1 und FZD7 in Läsionen hochreguliert sind. Manipulationen von mRNA-Leveln dieser WNT-Kandidatengene lieferten erste Hinweise auf einen Einfluss des WNT-Signalwegs in pathologisch relevante Mechanismen. Insbesondere erhöhte mRNA-Level von LGR5 steigerten die WNT-Aktivität, Viabilität und Migrationsaktivität und verringerten die Zelltodrate und Caspaseaktivität in endometrialen Stromazellen (ESCs). Reduzierte mRNA-Level führten zu umgekehrten Effekten, was darauf hinweist, dass Veränderungen von LGR5 direkt die WNT-Aktivität und somit auch dadurch regulierte zelluläre Funktionen beeinflusst. Schließlich wurde noch der WNT-Inhibitor LGK974 in einem retrograden Menstruationsmodell für Endometriose in Mäusen angewandt. Hier konnte eine signifikante Reduktion der Krankheitslast in Bezug auf Läsionsgröße und –anzahl beobachtet werden. Außerdem wurden viele WNT-Signalweggene, die auch eine Rolle bei Migration, Proliferation oder Vaskularisierung spielen, durch die WNT-Inhibition runterreguliert. All diese Daten weisen darauf hin, dass der WNT Signalweg essentiell in die Pathogenese von Endometriose impliziert ist. Dabei spielt LGR5 wohl eine besondere Rolle. Es wurde bereits als adulter endometrialer Stammzellmarker beschrieben. Demzufolge ist es wahrscheinlich, dass adulte endometriale Stammzellen durch die retrograde Menstruation in das Peritoneum gelangen, wo sie ausdifferenzieren und Läsionen bilden. Allerdings hätte das pharmakologische Beeinflussen des WNT Signalweges pleiotrope Effekte, weshalb dessen therapeutische Adressierung bei Endometriose wohl limitiert ist. Allerdings könnten möglicherweise einige WNT Signalwegmitglieder und vor allem LGR5 als Biomarker dienen, um eine frühzeitige, nicht-invasive Diagnose zu ermöglichen und somit durch eine zielgerichtete Therapie die Lebensqualität der Patientinnen zu verbessern.
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    Biological monitoring and exposure assessment for mycotoxins in inhabitants of Bangladesh and Germany
    (2016) Ali, Nurshad; Hengstler, Jan Georg; Spiteller, Michael
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    Transcriptomics-based prediction of human hepatotoxic blood concentrations of chemicals
    (2016) Stöber, Regina; Hengstler, Jan Georg; Wehner, Frank
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    The functional role of the endothelial lipase LIPG in breast cancer
    (2015) Vosbeck, Sonja; Hengstler, Jan Georg; Wehner, Frank
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    Glycerin-3-Phosphat-Acyltransferase-1 (GPAM) als Schlüsselfaktor der Tumorzellmigration
    (2015) Büttner, Clara Bettina; Hengstler, Jan Georg; Wehner, Frank
    Das Verhindern und die Behandlung von Metastasen stellen eine große Herausforderung der Krebstherapie dar, denn für die meisten Krebspatienten ist die Ausbildung von Metastasen todesursächlich. In früheren Studien konnte bei Patienten mit Endometriumkarzinom eine Assoziation zwischen hoher EDI3-Expression und einer geringeren tumorfreien Überlebensdauer beschrieben werden. In unserer Arbeitsgruppe wurde EDI3 als eine Glycerophosphocholin-Phosphodiesterase charakterisiert; sie katalysiert die Hydrolyse von Glycerophosphocholin (GPC) zu Glycerin-3-Phosphat (G3P) und Cholin (Cho). Durch Cholinkinasen wird Cho zu Phosphocholin (PCho) phosphoryliert. Sowohl die Expression von CHKA als auch die Konzentration von PCho ist in vielen Krebszelltypen erhöht. Das GPC/PCho-Verhältnis verringert sich bei Krebserkrankungen. Die enzymatische Reaktion von EDI3 könnte ebenfalls zu der beobachteten Verringerung des GPC/PCho-Verhältnisses beitragen und ist in vitro bereits nachgewiesen worden. Mit der hier vorliegenden Arbeit wurde diese enzymatische Funktion in Zellkultur bestätigt. Sie belegt darüber hinaus, dass EDI3 neben GPC auch Glycerophosphoethanolamin als Substrat verwenden kann. Weiterhin wurde in vorausgegangenen Arbeiten EDI3 eine entscheidende Rolle in der Migration zugeschrieben, ein für die Metastasierung bedeutender Prozess. In dieser Arbeit konnte nachwiesen werden, dass die Cholinmetaboliten GPC, Cho und Phosphocholin jedoch nicht die Ursache für die bei der Modulation von EDI3 beobachteten Änderungen der Migration sind, weil der Knockdown von Cholinkinase-α (CHKA) zu einer ähnlichen metabolischen Verschiebung der Cholinmetaboliten führt wie der EDI3-Knockdown. CHKA aber hat keinen Einfluss auf die Migration von in dieser Arbeit untersuchten humanen Tumorzellen. Die Ergebnisse der vergleichenden Untersuchungen der Migration bei Inhibition von EDI3, CHKA und GPAM validieren EDI3 als wichtigen Faktor in der Metastasierung und zeigen erstmals in vitro Ergebnisse zur Modulation von GPAM in einem zellulären Krebskontext. Insgesamt gewährt diese Arbeit einen grundlegenden Einblick in die tumorbiologische Funktion des in diesem Zusammenhang noch uncharakterisierten Enzyms GPAM. Sie ist die erste umfassendere Studie über die metabolische Bedeutung von EDI3 und GPAM in humanen Mammakarzinom-Zellen. Die Beobachtung, dass neben EDI3 auch GPAM bei der Zellmigration mitwirkt, bildet den Grundstein zum genaueren Verständnis dafür, auf welche Weise EDI3 zur Metastasierung von Tumorzellen beitragen kann. Das enzymatische Produkt G3P von EDI3, und nicht das Cholin mit seinen sekundären Metaboliten, ist für die Migration-stimulierende Wirkung von EDI3 verantwortlich. G3P wird durch die Glycerin-3-Phosphat-Acyltransferase GPAM zu Lysophosphatidsäure (LPA) verestert. LPA ist nicht nur Ausgangsstoff für die Triglycerid-Synthese, sondern auch als Ligand für Signalweg-gekoppelte Rezeptoren bekannt. Der GPAM- und der EDI3-Knockdown führen zu geringeren LPA-Konzentrationen in der Zelle. Die Resultate bestärken LPA als intrazellulären Regulator der Migration. Eine weitere Analyse der Wirkungsweise des GPAM-Produktes LPA könnte behilflich sein, neue Behandlungsmethoden gegen Metastasen zu entwickeln.
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    Kognitive Altersunterschiede und der Einfluss von Training: eine elektrophysiologische Studie
    (2013-03-20) Wipking, Claudia; Falkenstein, Michael; Gelzmann, Stephan
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    Bewegungssteuerung bei abrupten Veränderungen dynamischer Transformationen
    (2010-06-15) Rapp, Katrin; Heuer, Herbert; Kunde, Wilfried
    Die Kernfrage der vorliegenden Arbeit ist die nach der zentralen Modulierbarkeit der Bewegungssteuerung unter abrupten dynamischen Transformationen. Angelehnt ist die experimentelle Aufgabe an neue Herausforderungen in der minimalinvasiven Chirurgie und ingenieurswissenschaftliche Bestrebungen diese mit Hilfe von Roboterunterstützung für den Operateur beherrschbarer zu machen. Unabhängig von der Anwendung interessiert die Bewegungssteuerung im Rahmen abrupter dynamischer Transformationen, das heißt, wie sich das zentrale Nervensystem an die Anforderungen der Aufgabe anpasst. Dabei bestand die Aufgabe der Versuchspersonen im Wesentlichen darin, auf eine abrupte dynamische Transformation mit dem Stoppen einer Bewegung, beziehungsweise dem Halten einer Position zu reagieren. Die ersten beiden Experimente sollten die Einflüsse der Eigenschaften von dynamischen Transformationen auf die nachfolgende Stoppbewegung aufdecken und das Ausmaß der Beteiligung antizipativer Prozesse sowie möglicher weiterer strategischer Prozesse klären. Dabei dient Experiment 2 auch der Replikation der Ergebnisse aus Experiment 1. In den nachfolgenden beiden Experimenten wird neben den Einflüssen der Eigenschaften der dynamischen Transformationen und den antizipativen Prozessen insbesondere die Rolle der Impedanzkontrolle untersucht. Während in Experiment 1 und 2 aus einer Bewegung heraus gestoppt wird, untersuchen Experiment 3 und 4 das Halten einer Position gegen eine Entlastung, wobei Experiment 4 eine Erweiterung von Experiment 3 darstellt. Die zentrale Frage aller Experimente ist die nach dem Zusammenspiel mechanicher, reflektorischer und kognitiver Prozesse beim Stoppen nach abrupten dynamischen Transformationen. Letztendlich umfasst das auch die Frage nach dem Ausmaß der willkürlichen Beeinflussbarkeit der Bewegungssteuerung im Rahmen dieser Aufgabe. Zentrale Erkenntnisse dieser Arbeit umfassen die Nutzung unterschiedlicher Strategien in Abhängigkeit der Randbedingungen. Dabei wirkt sich neben den Eigenschaften der dynamischen Transformation wie ihre Stärke, ihre räumliche und zeitliche Ausdehnung und ihre Richtung auch die Vorhersagbarkeit dieser Eigenschaften modulierend auf die verwendeten Strategien aus. Während die Reaktionszeit vermutlich keiner Modulation unterliegt, wurden andere antizipative Strategien wie die Anpassung der Geschwindigkeit, die Impedanzkontrolle mittels Kokontraktion und die optimale Positionierung von Hand und Arm identifiziert. Es muss angenommen werden, dass diese Strategien nicht in Reinform angewandt werden, sondern mehrere dieser Strategien, etwa die Impedanzkontrolle mittels Kokontraktion und das Ausformen innerer Modelle, gleichzeitig verwendet werden. Darüber hinaus wurde in Experiment 4 für die linke Hand ein Strategiewechsel während des Lernprozess nachgewiesen. Schlussendlich ergibt sich aus den Erkenntnissen, welche die vorliegenden Experimente liefern, ein in hohem Maße flexibles Bild der menschlichen Bewegungssteuerung unter abrupten dynamischen Transformationen.
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    Analysis and genotoxicity of the isoflavones genistein, daidzein and equol, and risk assessment for consumption in human diet
    (2005-11-22T14:04:13Z) Di Virgilio, Ana Laura; Bolt, H. M.; Lippert, B.
    Hormonaktive Industriechemikalien und natürlich vorkommende Phytoöstrogene sind als „endokrine Disruptoren“ ein Gegenstand öffentlicher Diskussion. Der größte Teil der Exposition des Menschen gegenüber Phytoöstrogenen bezieht sich auf Isoflavone. Natürliche Isoflavone sind Genistein und Daidzein, die insbesondere in Sojabohnen vorkommen und daher auch in Produkten, die aus Soja hergestellt sind. Phytoöstrogene verhalten sich biologisch als partielle Östrogen-Agonisten oder Antagonisten; die Primäreffekte dieser Wirkungen werden durch Interaktion mit dem Östrogenrezeptor mediiert. Neben den östrogenen Eigenschaften werden Soja- Isoflavonen auch genotoxische Effekte zugeschrieben.

    Das Ziel der hier vorgelegten Arbeit war, das Risiko der Genotoxizität der Isoflavone Daidzein, Genistein und des Daidzein-Metaboliten Equol zu charakterisieren. Dazu wurde eine Abschätzung der Humanexposition aus der Nahrung erstellt, basierend auf Literaturdaten und auf einer eigenen Studie der Toxikokinetik der Stoffe. Zu diesem Zwecke wurde eine experimentelle Studie an Ratten herangezogen, um in Bezug zur dort oral aufgenommenen Dosis von Isoflavonen die resultierenden Blutspiegel und deren Verlauf zu bestimmen. Ein Teil der Tiere wurde unter einer kommerziellen Standarddiät (Ssniff) gehalten, welche (nach Literaturangaben) etwa 400 µg Gesamt-Isoflavone/g Rattenfutter enthielt; unter diesen Bedingungen zeigten sich durchschnittliche Plasmaspiegel zwischen von 202 bzw. 221 ng/ml für Daidzein bzw. Genistein. Tiere, die unter einer speziellen Diät mit geringem Isoflavonengehalt (< 10 µg/Isoflavon/g Futter) für 6 Wochen gehalten wurden, zeigten hingegen einen mittleren Isofavonspiegel von 23,1 µg/ml Daidzein und nicht detektierbare Spiegel (< 20 µg/ml) von Genistein im Blutplasma. Nach 12 Wochen zeigten die Tiere, die unter der Diät mit geringem Isoflavonengehalt gehalten worden waren, nicht detektierbare Spiegel an beiden Isoflavonen. Die Tiere unter einer speziellen isoflavonreichen Diät (mittleres eigenes Analysenergebnis: 472 µg Gesamtisoflavon/g Futter) zeigten einen Isoflavonplasmaspiegel im Mittel von 100,3 ng/ml Genistein bzw. von 93,6 ng/ml Daidzein nach 6 Wochen und von 87,4 ng/ml an Genistein bzw. 63,8 ng/ml an Daidzein nach 12 Wochen.

    Nach der Abschätzung der durch Nahrungs-Exposition erzielten Blutspiegel wurde eine qualitative und quantitative Beschreibung toxikologischer Effekte der Substanzen vorgenommen. Diese Abschätzung basierte zunächst wiederum auf Daten aus der Literatur, die dann durch eigene experimentelle Daten über die Dosiswirkungsabhängigkeit der Gentoxizität der Stoffe und zu möglichen Wirkungsmechanismen supplementiert wurden. Zu diesem Zwecke wurde der Mikronukleus (MN) Test an V79 Zellen zum Studium der chromosomalen Gentoxizität herangezogen. Genistein verursachte eine klare dosisbezogene Induktion von MN innerhalb des Konzentrationsbereiches von 5-25 µM; die Mikronukleusraten nahmen bei noch höheren Konzentrationen, bedingt durch die dann auftretende Zytotoxizität des Genistein, wieder ab. Daidzein verursachte in diesem Testsystem einen nur flachen Anstieg in der Zahl von Mikronuklei im Bereich zwischen 25 und 100 µM. Im Gegensatz dazu verursachte der Daidzein-Metabolit Equol einen Anstieg der Zahl von Mikronuklei bis zu einem Maximum bei 25 µM, wobei bei höheren Dosen kein weiterer Anstieg mehr zu verzeichnen war. Zum Studium zugrunde liegender Mechanismen wurden weitere Untersuchungen durchgeführt. Die Gleitgeschwindigkeit von Mikrotubuli entlang von immobilisierten Kinesinmolekülen wurde bei Anwesenheit von 100 und bei 500 µM der Phytoöstrogene Daidzein und Genistein untersucht. Dieses System diente als Indikator für Effekte auf das Cytoskelett bzw. auf Motorproteinfunktionen. Ein Effekt in diesem System wurde bei keinem der Isoflavone gefunden. Die Mikronuklei zeigten bei Induktion durch Genistein CREST-positive Eigenschaften (Fehlen der Kinetochor-Strukturen von Chromosomen/Chromatiden). Daidzein zeigte hingegen einen gemischten Effekt. Die Mehrzahl der Mikronuklei, die durch den Daidzein-Metaboliten Equol hervorgerufen wurden, waren CREST-positiv, was auf einem vornehmlich aneugenen Effekt hinweist.

    Klastogene Substanzen provozieren Chromosomenbrüche, die zum Teil durch den „COMET-Assay“ (Einzelzell-Elektrophorese) nachgewiesen werden können. Es zeigte sich, dass nur bei sehr hohen und bereits cytotoxischen Konzentrationen (über 250 µM) von Genistein ein solcher Schaden hervorgerufen wird.

    Insgesamt bestätigen die neu gewonnenen Daten im Prinzip die Vermutung von Kulling und Metzler (1997), dass Genistein einen klastogenen Effekt besitzt. Sie zeigen weiterhin einen quantitativen Unterschied in der Potenz zwischen den Phytoöstrogenen Genistein und Daidzein, und sie weisen schließlich auch ein genotoxisches Potential für den Isoflavon-Metaboliten Equol aus.

    In dem abschließenden Teil der vorgelegten Arbeit wurden die o.a. Betrachtungen der möglichen Humanexposition und die Dosisabhängigkeit der gefundenen Effekte miteinander in Beziehung gesetzt, um das mögliche Risiko einer Gentoxizität der Substanzen für den menschlichen Verbraucher zu bestimmen. Im Hinblick auf die hormonelle (uterotrope) Wirkung ist eine Dosis von Genistein bzw. Daidzein, die im Tierversuch (Ratte) keine östrogene Wirkung mehr besitzt, mit 10 mg/kg Körpergewicht in der Literatur dokumentiert. Diese Dosis ohne Wirkung führt bei wiederholter täglicher Gabe zu einem resultierenden Genistein Plasma-Spiegel (freier + gebundener Anteil) von 100 ng/ml. Diese Konzentration liegt etwa eine Größenordnung unter der Konzentration, die noch keinen hormonellen Effekt hervorruft, was einem Sicherheitsfaktor von 10 entspricht.

    Bezogen auf die bislang gefundenen bzw. diskutierten Mechanismen der Gentoxizität (Klastogenität) von Genistein wird diskutiert, dass dieser Stoff als nicht interkalierender Topoisomerase II-Inhibitor wirkt, und zwar in Konzentrationen von 10 – 100 µM (Lynch et al., 2003). Dieses spricht gleichzeitig für die Existenz einer Schwellenkonzentration. Eine pragmatische Schwellenkonzentration (noch ohne klastogenen Effekt) würde für Genistein bei 1 µg/ml (3,7 µM) liegen. Diese liegt wiederum eine Größenordnung niedriger als die Blutspiegel von Ratten, die unter isoflavonreicher Diät standen, wie in der vorliegenden Arbeit beschrieben wird. Ähnliche Blutspiegel werden bei humanen Populationen im Fernen Osten (Nahrungspräferenz für Sojaprodukte) gefunden. In westlichen Populationen liegen die Blutspiegel von Isoflavonen generell eine Größenordnung niedriger, so dass hier ein Sicherheitsfaktor von etwa 100, bezogen auf mögliche chromosomale gentoxische Effekte, resultiert.

    Die damit gefundenen Sicherheitsabstände werden üblicherweise im Hinblick auf Nahrungsmittel als (noch) ausreichend angesehen.