Seung-Taek Ji
Dr. sc. hum.
Untersuchungen zur Klärung der Mechanismen bei antigenotoxischen und
antikanzerogenen Wirkungen durch Milchsäurebakterien : Charakterisierung von
bakteriellen Zellfraktionen für die Entgiftung von lebensmittelrelevanten Kanzerogenen
Geboren am 02. 04. 1964 in Seoul (Korea)
Reifeprüfung am 1983 in Seoul
Studiengang der Fachrichtung “Animal Products Science” von 1983 bis 1992
Vordiplom am an der Universität Kon-Kuk
Diplom am 1992 an der Universität Kon-Kuk
Promotionsfach : Physiologie
Doktomutter : Frau Prof. Dr. rer. nat. habil. Beatrice L. Pool-Zobel
Während des letzten Jahrzehnts sind zahlreiche Übersichten publiziert worden, die zeigen,
daß bestimmte Milchsäurebakterien eine signifikante Rolle bei der Hemmung der
experimentellen Kanzerogenese spielen können. Die spezifischen Mechanismen dieser
Wirkungen sind weitgehend unbekannt. Diskutierte und z. T. untersuchte Mechanismen sind,
daß die Bakterien oder ihre Metabolite zu einem direkten Abfangen der aktiven Kanzerogene
führen.
Das Ziel der vorliegenden Arbeit war es, potentielle antigenotoxische / antikanzerogene
Wirkungen von Milchsäurebakterien und Mechanismen protektiver Wirkungen durch
Milchsäurebakterien in den Kolonzellen der Ratte in vitro nachzuweisen. Um dieses Ziel zu
erreichen, wurde für die Bestimmung der antigenotoxischen Wirkungen von
Milchsäurebakterien eine neue in vitro Einzelzell-Mikrogelelektrophorese (MGE, “Comet”-
Assay) mit 1 stündiger Vorinkubation von Milchsäurebakterien entwickelt. Im Comet-Assay
wurde der Einfluß von Milchsäurebakterien auf die genotoxische Wirkung von N-Methyl-N’-
nitro-N-nitrosoguanidin (MNNG), Quecksilberchlorid (HgCl2) und Wasserstoffperoxid
(H2O2) untersucht. Aus der vorliegenden Arbeit wurden die folgenden Ergebnisse
zusammengefaßt :
1) Nur beim in frischem MRS-Medium resuspendierten Pellet von L. acidophilus wurde eine
signifikante inaktivierende Wirkung gegenüber MNNG ermittelt, jedoch nicht gegenüber
HgCl2
2) Beim protektiven Effekt von L. acidophilus gegenüber MNNG ergab sich eine deutliche
dosisabhängige Wirkung der eingesetzten Pellet-Menge sowie eine auffällige Abhängigkeit
von der Inkubationstemperatur, der Inkubationszeit und dem Inkubations-pH-Wert.
3) Das L. acidophilus-Pellet, das bei 100°C für 20 Min. erhitzt oder für 10 Min. mit einer
Ultraschallsonde behandelt wurde, hatte keinen antigenotoxischen Effekt gegenüber MNNG.
4) In der vorliegenden Studie wurden 14 Milchsäurebakterienstämme inklusive P.
denitrifikans (DSM 65) als Negativkontrolle in vitro auf ihre antigenotoxische Wirkung
gegenüber MNNG untersucht. Während bei L. acidophilus, L. bulgaricus 191R und St.
thermophilus CH3 ein protektiver Effekt beobachtet wurde, konnte bei L. confusus (DSM
20196), St. thermophilus (NCIMB 50083), L. bulgaricus A, B, C, St. thermophilus A, B, C, B.
breve, B. longum und der Negativkontrolle P. denitrificans (DSM 65) keine hemmende
Wirkung von DNA-Schäden auf die Kolonzellen der Ratte nachgewiesen werden.
5) Die aus der Zellwand von L. acidophilus isolierten Peptidoglycane konnten die
genotoxische Wirkung von MNNG nicht inaktivieren.
6) Bei einem Abbauprodukt von Proteinen, dem Cystein wurde eine signifikante
inaktivierende Wirkung gegenüber MNNG festgestellt, hingegen zeigte das Bakteriocin Nisin
als Metabolit von Lactococcus lactis sowie Laktat (L), ein Metabolit von L. acidophilus
keinen Effekt.
7) Die mit DMSO oder mit Methanol gelösten Acetonextrakte aus einer L. acidophilus-Kultur
zeigten keine protektive Wirkung gegenüberr MNNG induzierten DNA-Schäden.
8) Der L. acidophilus Metabolit Laktat (L), die in fermentierten Milchprodukten
vorkommenden Substanzen konjugierte Linolsäure und Palmitinsäure sowie die mit DMSO
gelösten Acetonextrakte aus der Kultur von L. acidophilus hatten keinen reduzierenden Effekt
auf H2O2 induzierte DNA-Schäden.
Die vorliegenden Ergebnisse weisen darauf hin, daß mögliche Mechanismen der protektiven
Wirkungen von Milchsäurebakterien im Darm auf die Produktion und Sezernierung von
Metaboliten von L. acidophilus wie Cystein und kurzlebigen Metaboliten zurückgeführt
werden könnten. Diese können wahrscheinlich Karzinogene im Darmlumen inaktivieren,
bevor diese Kolonzellen schädigen können.
Die neu entwickelte Technik der MGE ist schnell, ökonomisch und ermöglicht
Untersuchungen an primären Zellen des Tumorzielorgans durchzuführen. Zusammenfassend
zeigen diese Arbeiten, daß die MGE neben den Untersuchungen zur Risikobewertung von
toxischen Lebensmittelinhaltstoffen auch für Studien zum antigenotoxischen Potential von
Lebensmittelinhaltsstoffen eingesetzt werden kann.
