Z Gastroenterol 2013; 51 - P_4_04
DOI: 10.1055/s-0032-1332049

Kaempferol, ein neuer natürlicher pan-Inhibitor humaner Histondeacetylasen

A Berger 1, S Venturelli 1, M Mayer 2, A Böcker 3, C Busch 4, T Weiland 1, S Noor 4, TS Weiss 5, UM Lauer 1, SC Bischoff 2, M Bitzer 1
  • 1Universitätsklinikum Tübingen, Abteilung Innere Medizin I – Gastroenterologie, Hepatologie, Infektionskrankheiten, Tübingen, Deutschland
  • 2Universität Hohenheim, Institut für Ernährungsmedizin, Stuttgart, Deutschland
  • 3Evotec AG, Hamburg, Deutschland
  • 4Universitätsklinikum Tübingen, Section of Dermato-Oncology, Abteilung Dermatologie und Allergologie, Tübingen, Deutschland
  • 5Universität Regensburg, Zentrum für Leberzellforschung, Klinik und Poliklinik für Chirurgie, Regensburg, Deutschland

Fragestellung:

Epigenetische Wirkstoffe rücken zunehmend in den Fokus innovativer Therapiekonzepte der klinischen Onkologie. Insbesondere Inhibitoren der zellulären Histondeacetylase (HDAC) weisen das Potenzial für ein breites Anwendungsspektrum bei gleichzeitig geringer Toxizität auf. Daher wird aktuell intensiv nach neuen Substanzen gesucht, die eine HDAC-inhibitorische Aktivität aufweisen. Kaempferol, ein natürliches Polyphenol, das zu der stark wirksamen und medizinisch sehr bedeutenden Gruppe der Flavonoide gezählt wird, war Ausgangspunkt dieser Untersuchungen, sowohl in silico, als auch in vitro.

Methoden:

Kaempferol wurde durch Docking-Analysen, HDAC-Inhibitor-Assays, HDAC-Profiling-Assays, Viabilitäts-Testung, Echtzeit-Zellüberwachung, LDH- und GOT-Bestimmungen und in vivo-Toxizitäts-Bestimmung charakterisiert. Hierbei wurden für die in vitro-Charakterisierung die humanen Hepatomzelllinien (HepG2, Hep3B) und primäre humane Hepatozyten (PHH) von verschiedenen Spendern verwendet.

Ergebnisse:

Kaempferol zeigte sowohl in der in silico-Analyse, als auch in den zellfreien Screening-Assays eine starke HDAC-inhibitorische Wirkung. Diese resultierte in einer stark erhöhten Acetylierung der Histonkomplexe H3 und H4 in den Tumorzellen. Alle untersuchten Tumorzelllinien wiesen schon bei niedrigen Konzentrationen an Kaempferol eine stark verminderte Viabilität auf. Der verzeichnete Rückgang der Proliferation und der zytotoxische Effekt konnte mittels einer Echtzeit-Überwachung der getesteten Zelllinien verifiziert werden. Auf humanen primären Hepatozyten von verschiedenen Spendern wurde nur in hohen Konzentrationen eine Toxizität unter der Behandlung von Kaempferol gefunden. Hingegen wurden alle untersuchten Konzentrationen von Hühnerembryonen gut toleriert und verursachten keine Toxizität.

Schlussfolgerung:

Der Naturstoff Kaempferol konnte erstmals als neuer pan-HDAC-Inhibitor identifiziert werden. Weiterhin zeigten die getesteten Tumorzelllinien eine ausgesprochen starke Viabilitäts-Minderung unter Kaempferol-Behandlung innerhalb von 96h. Zwar verursachte Kaempferol in hohen Konzentrationen eine toxische Wirkung auf die nicht-malignen PHHs, wurde jedoch in den Embryotoxizitäts-Versuchen gut vertragen. Somit steht Kaempferol für präklinische Untersuchungen z.B. in Kombination mit anderen Tumortherapeutika zur Verfügung.