Alpha-Ketoglutarate or 5-HMF: Single Compounds Effectively Eliminate Leukemia Cells
Beide Substanzen erhöhen synergistisch die antioxidative Kapazität und führen zu einem Caspase-aktivierten Prozess, der Jurkat-Zellen (Leukämiezellen) eliminiert
Wir haben kürzlich gezeigt, dass eine kombinierte Lösung, die Alpha-Ketoglutarat (aKG) und 5-Hydroxymethylfurfural (5-HMF) enthält, eine starke antitumorale Wirkung auf die Jurkat-Zelllinie hat. Dies liegt daran, dass sie antioxidative, caspase-3- und apoptotische Aktivitäten aufweist, jedoch keine negativen Auswirkungen auf menschliche Fibroblasten hat. Die Frage ist, wie die einzelnen Verbindungen, aKG und 5-HMF, Peroxynitrit (ONOO−) und die Tyrosinrest-Nitrierung, die Proliferation von Jurkat-Zellen und die caspase-aktivierten Apoptose beeinflussen. Methoden: Die ONOO−-Luminol-induzierte Chemilumineszenzreaktion wurde verwendet, um die ONOO−-Abfangfunktion von aKG oder 5-HMF zu messen, und ihr Schutz gegen die Nitrierung von Tyrosinresten in Rinder-Serumalbumin wurde mit der ELISA-Technik abgeschätzt. Die Jurkat-Zelllinie wurde in Abwesenheit oder Anwesenheit von aKG- oder 5-HMF-Lösungen zwischen 0 und 3,5 µM aKG oder 0 und 4 µM 5-HMF kultiviert. Jurkat-Zellen wurden auf Zellproliferation, mitochondriale Aktivität und caspase-aktivierte Apoptose getestet.
Nitratisierende Stoffe wie Peroxynitrit haben eine Wirkung: durch die übermäßige Produktion von Superoxid-Anionen-Radikalen (O2•−) und Nitrosyl-Radikalen (NO•). Die Nitrierung von organischen Verbindungen wie (i) Aminosäuren (z. B. Tryptophan), (ii) Kohlenhydraten, (iii) Nukleinsäuren und (iv) Fettsäuren ist an normalen Stoffwechselwegen beteiligt, aber auch am Beginn oder der Entstehung mehrerer Krankheitsbilder wie Herz-Kreislauf-Erkrankungen, Hypo- und Hypertonie, neurodegenerativen Prozessen wie Morbus Parkinson oder Morbus Alzheimer, Entzündungen, krebsverursachenden Krankheitsbildern und Sepsis.
Es ist bekannt, dass unter hypoxischen Bedingungen die Bildung von Radikalen zunimmt. Radikale wie NO• regulieren cytostatische Wege gegen menschliche maligne und nichtmaligne Zellen, was noch unklar ist, aber es scheint, dass dies von der Konzentration abhängig sein könnte.
Deshalb haben wir allein mit aKG eine Reduktion der mitochondrialen Aktivität von Jurkat-Zelllinien geschätzt, die stark positiv mit dem Zellwachstum in einer linearen Funktion korrelierte: Je höher die aKG-Konzentration, desto geringer das Zellwachstum und die mitochondriale Aktivität. Wir fanden auch eine ähnliche Korrelation mit 5-HMF, aber die Steigung war im Vergleich zu aKG niedriger. Es wurde kürzlich gezeigt, dass 5-HMF HIF-Alpha stabilisieren kann, und daher andere Wege zur Hemmung des Zellwachstums und der zytotoxischen Aktivität nutzt. Diese Wege wurden von [23] charakterisiert, welche die Enzymaktivitäten von SOD, Katalase (CAT) und Glutathionperoxidase (GPx) erhöhten, um Zellen vor oxidativem Schaden zu schützen und eine hohe antiproliferative Aktivität auf Krebszellen zu induzieren.