Mutagensensitivität und DNA-Reparaturkapazität in humanen Schleimhautzellen und Analyse der DNA-protektiven Wirkung von pflanzlichen Phenolen:
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|---|---|
| adam_text | Inhaltsverzeichnis
1. EINLEITUNG 7
1.1 Kopf-Hals-Karzinome 7
1.1.1 Epidemiologie 7
1.1.2 Exogene Risikofaktoren 7
1.1.3 Endogene Risikofaktoren 9
1.2 Zusammenhang zwischen DNA-Schädigung und Reparatur 11
1.3 Karzinogenese 12
1.4 Benzo[a]pyren-7,8-dihydrodiol-9,10-epoxid (BPDE) als Vertreter der
polyzyklischen aromatischen Kohlenwasserstoffe (PAH) 14
1.5 Pflanzliche Phenole als zytoprotektive Substanzen 16
1.5.1 (+)-Catechin als Vertreter der Flavonoide 17
1.5.2 Tanninsäure (Chinesisches Tannin) als Vertreter der Tannine 19
1.6 Mikrogelelektrophorese (Comet Assay) 21
1.7 Einsatz von Miniorgankulturen 21
1.8 Aufgabenstellung 22
2. PATIENTENGUT. MATERIAL UND METHODEN 23
2.1 Patientengut 23
2.1.1 Zellspender für die Versuchsreihen an Einzelzellen 23
2.1.2 Zellspender für die Versuchsreihen an Miniorgankulturen 24
2.2 Methodenspezifisches Labormaterial und Geräte 25
2.2.1 Chemikalien, Medien, Enzyme und Testsubstanzen 25
2.2.2 Lösungen 27
2.2.3 Verbrauchsmaterial 29
2.2.4 Technische Geräte 30
2.3 Einzelzellinkubation 31
2.3.1 Gewinnung von Einzelzellen 31
2.3.2 Zellzahlbestimmung und Vitalitätstest 31
2.3.3 Schadstoffinkubation und DNA-Reparatur 32
3
2.4 Miniorgankulturen 34
2.4.1 Schleimhautpräparation 34
2.4.2 Kultivierung von Miniorganen 34
2.4.3 Fremdstoffexposition der kultivierten Schleimhautzellen 35
2.4.4 Einzelzellisolierung aus Miniorgankulturen 37
2.5 Alkalische Mikrogelelektrophorese (Comet Assay) 38
2.5.1 Präparation der Objektträger 38
2.5.2 Zellfixierung und Lyse 38
2.5.3 Elektrophorese und Fluoreszenzfärbung 38
2.6 Digitale Auswertung 39
2.7 Ergebnisdarstellung und statistische Analyse 41
3. ERGEBNISSE 42
3.1 Mutagensensitvität gegenüber BPDE, DNA-Reparatur und
Reparaturkapazität 42
3.1.1 DNA-Schädigung und Reparatur BPDE induzierter DNA-Schäden
an oropharyngealen Mukosazellen von tumorfreien Patienten 42
3.1.2 DNA-Schädigung und Reparatur BPDE induzierter DNA-Schäden
an oropharyngealen Mukosazellen von Tumorpatienten 44
3.1.3 Mutagensensitivität und DNA-Reparatur: Vergleich zwischen
Patienten mit und ohne Oropharynxkarzinom 45
3.1.4 DNA-Reparaturkapazität von tumorfreien Patienten 47
3.1.5 DNA-Reparaturkapazität von Tumorpatienten 48
3.1.6 Vergleich der DNA-Reparaturkapazitäten von Patienten mit und
ohne Oropharynxkarzinom 49
3.2 Protektive Wirkung der Polyphenole (+)-Catechin und Tanninsäure 50
3.2.1 Dosis-Wirkungsbeziehung der Substanzen (+)-Catechin und
Tanninsäure an nasalen Miniorganen 50
3.2.2 Protektive Wirkung von (+)-Catechin und Tanninsäure gegenüber
BPDE induzierten DNA-Schäden an oropharyngealen Mini¬
organen 54
4
4. DISKUSSION 57
4.1 Auswahl des Patientenkollektivs 57
4.1.1 Patienten mit und ohne Oropharynxkarzinom als Spender von
oropharyngealem Epithel für die Versuchreihen an Einzelzellen 57
4.1.2 Spender von oropharyngealem bzw. nasalem Epithel für die
Versuchsreihen an Miniorganen 58
4.2 Genotoxizität und Mutagensensitivität gegenüber BPDE 59
4.2.1 Genotoxizität von BPDE als Vertreter der polyzyklischen
aromatischen Kohlenwasserstoffe 59
4.2.2 Mutagensensitivität gegenüber BPDE als endogener Risikomarker 60
4.3 DNA-Reparatur und DNA-Reparaturkapazität 63
4.3.1 Reparatur BPDE induzierter DNA-Schäden 63
4.3.2 DNA-Reparaturkapazität als endogener Risikomarker 64
4.4 Protektive Wirkung der Pflanzenphenole (+)-Catechln und Tanninsäure 66
4.4.1 Protektive Wirkung von (+)-Catechin gegenüber BPDE induzierten
DNA-Schäden an Miniorganen 67
4.4.2 Protektive Wirkung von Tanninsäure gegenüber BPDE induzierten
DNA-Schäden an Miniorganen 69
5. ZUSAMMENFASSUNG 72
5.1 Hintergrund und Zielsetzung 72
5.2 Methoden und Ergebnisse 72
5.3 Schlussfolgerung 73
6. LITERATUR 74_
7. ANHANG 86_
7.1 Patientenanamnesen 86
7.2 Abkürzungen 89
7.3 Veröffentlichungen aus der Arbeit 90
7.4 Lebenslauf 91
7.5 Danksagung 92
5
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Inhaltsverzeichnis
1. EINLEITUNG 7
1.1 Kopf-Hals-Karzinome 7
1.1.1 Epidemiologie 7
1.1.2 Exogene Risikofaktoren 7
1.1.3 Endogene Risikofaktoren 9
1.2 Zusammenhang zwischen DNA-Schädigung und Reparatur 11
1.3 Karzinogenese 12
1.4 Benzo[a]pyren-7,8-dihydrodiol-9,10-epoxid (BPDE) als Vertreter der
polyzyklischen aromatischen Kohlenwasserstoffe (PAH) 14
1.5 Pflanzliche Phenole als zytoprotektive Substanzen 16
1.5.1 (+)-Catechin als Vertreter der Flavonoide 17
1.5.2 Tanninsäure (Chinesisches Tannin) als Vertreter der Tannine 19
1.6 Mikrogelelektrophorese (Comet Assay) 21
1.7 Einsatz von Miniorgankulturen 21
1.8 Aufgabenstellung 22
2. PATIENTENGUT. MATERIAL UND METHODEN 23
2.1 Patientengut 23
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2.1.2 Zellspender für die Versuchsreihen an Miniorgankulturen 24
2.2 Methodenspezifisches Labormaterial und Geräte 25
2.2.1 Chemikalien, Medien, Enzyme und Testsubstanzen 25
2.2.2 Lösungen 27
2.2.3 Verbrauchsmaterial 29
2.2.4 Technische Geräte 30
2.3 Einzelzellinkubation 31
2.3.1 Gewinnung von Einzelzellen 31
2.3.2 Zellzahlbestimmung und Vitalitätstest 31
2.3.3 Schadstoffinkubation und DNA-Reparatur 32
3
2.4 Miniorgankulturen 34
2.4.1 Schleimhautpräparation 34
2.4.2 Kultivierung von Miniorganen 34
2.4.3 Fremdstoffexposition der kultivierten Schleimhautzellen 35
2.4.4 Einzelzellisolierung aus Miniorgankulturen 37
2.5 Alkalische Mikrogelelektrophorese (Comet Assay) 38
2.5.1 Präparation der Objektträger 38
2.5.2 Zellfixierung und Lyse 38
2.5.3 Elektrophorese und Fluoreszenzfärbung 38
2.6 Digitale Auswertung 39
2.7 Ergebnisdarstellung und statistische Analyse 41
3. ERGEBNISSE 42
3.1 Mutagensensitvität gegenüber BPDE, DNA-Reparatur und
Reparaturkapazität 42
3.1.1 DNA-Schädigung und Reparatur BPDE induzierter DNA-Schäden
an oropharyngealen Mukosazellen von tumorfreien Patienten 42
3.1.2 DNA-Schädigung und Reparatur BPDE induzierter DNA-Schäden
an oropharyngealen Mukosazellen von Tumorpatienten 44
3.1.3 Mutagensensitivität und DNA-Reparatur: Vergleich zwischen
Patienten mit und ohne Oropharynxkarzinom 45
3.1.4 DNA-Reparaturkapazität von tumorfreien Patienten 47
3.1.5 DNA-Reparaturkapazität von Tumorpatienten 48
3.1.6 Vergleich der DNA-Reparaturkapazitäten von Patienten mit und
ohne Oropharynxkarzinom 49
3.2 Protektive Wirkung der Polyphenole (+)-Catechin und Tanninsäure 50
3.2.1 Dosis-Wirkungsbeziehung der Substanzen (+)-Catechin und
Tanninsäure an nasalen Miniorganen 50
3.2.2 Protektive Wirkung von (+)-Catechin und Tanninsäure gegenüber
BPDE induzierten DNA-Schäden an oropharyngealen Mini¬
organen 54
4
4. DISKUSSION 57
4.1 Auswahl des Patientenkollektivs 57
4.1.1 Patienten mit und ohne Oropharynxkarzinom als Spender von
oropharyngealem Epithel für die Versuchreihen an Einzelzellen 57
4.1.2 Spender von oropharyngealem bzw. nasalem Epithel für die
Versuchsreihen an Miniorganen 58
4.2 Genotoxizität und Mutagensensitivität gegenüber BPDE 59
4.2.1 Genotoxizität von BPDE als Vertreter der polyzyklischen
aromatischen Kohlenwasserstoffe 59
4.2.2 Mutagensensitivität gegenüber BPDE als endogener Risikomarker 60
4.3 DNA-Reparatur und DNA-Reparaturkapazität 63
4.3.1 Reparatur BPDE induzierter DNA-Schäden 63
4.3.2 DNA-Reparaturkapazität als endogener Risikomarker 64
4.4 Protektive Wirkung der Pflanzenphenole (+)-Catechln und Tanninsäure 66
4.4.1 Protektive Wirkung von (+)-Catechin gegenüber BPDE induzierten
DNA-Schäden an Miniorganen 67
4.4.2 Protektive Wirkung von Tanninsäure gegenüber BPDE induzierten
DNA-Schäden an Miniorganen 69
5. ZUSAMMENFASSUNG 72
5.1 Hintergrund und Zielsetzung 72
5.2 Methoden und Ergebnisse 72
5.3 Schlussfolgerung 73
6. LITERATUR 74_
7. ANHANG 86_
7.1 Patientenanamnesen 86
7.2 Abkürzungen 89
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7.4 Lebenslauf 91
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