2008 · Ye — Hemmende Wirkung von elektrolysiert-reduziertem Wasser auf die Tumorangiogenese.
Kurzfassung
Diese In-vitro-Studie stellte fest, dass elektrolysiert-reduziertes Wasser (ERW) die VEGF-Genexpression und Proteinsekretion (vaskulärer endothelialer Wachstumsfaktor) in einer menschlichen Lungenadenokarzinom-Zelllinie reduzierte und die In-vitro-Bildung vaskulärer Tubuli hemmte. ERW fing intrazelluläres Wasserstoffperoxid ab und unterdrückte den ERK-Signalweg, der die VEGF-Expression reguliert. (Biological and Pharmaceutical Bulletin, 2008.)
Kommentar
Angiogenese — die Bildung neuer Blutgefäße — ist ein kritischer Prozess, den Tumoren ausnutzen, um zu wachsen und sich auszubreiten. VEGF ist der wichtigste Regulator der Tumorangiogenese, und seine Unterdrückung ist eine wichtige Strategie in der Onkologie. Diese In-vitro-Studie zeigt, dass ERW (das gelöstes H₂ enthält) die VEGF-Expression in einer Lungenkrebszelllinie durch Reduktion des intrazellulären oxidativen Stresses (H₂O₂) und Hemmung des ERK-Signalwegs reduzieren kann. Die Befunde sind mechanistisch kohärent: Oxidativer Stress fördert VEGF über ROS-vermittelte Signalgebung, so dass ein Antioxidans wie ERW/H₂ dies plausiblerweise reduzieren könnte. Dies ist jedoch nur eine Zellkulturstudie. Die A549-Lungenadenokarzinom-Zelllinie ist ein Standard-Labormodell, kein menschlicher Tumor in einem lebenden Organismus. Ob ERW Tumorstellen in vivo in ausreichenden Konzentrationen erreichen kann, um die VEGF-Signalgebung ohne Nebeneffekte zu beeinflussen, ist unbekannt.
Wichtige Zitate
- „ERW, das beim kathodenseitigen Elektrolyse des Wassers produziert wird, fing intrazelluläres H₂O₂ ab und verringerte die H₂O₂-Freisetzung aus einer menschlichen Lungenadenokarzinom-Zelllinie, A549, und regulierte sowohl VEGF-Transkription als auch Proteinsekretion zeitabhängig herunter.“ Original (EN): „Electrolyzed reduced water (ERW) produced near the cathode during the electrolysis of water scavenged intracellular H(2)O(2) and decreased the release of H(2)O(2) from a human lung adenocarcinoma cell line, A549, and down-regulated both VEGF transcription and protein secretion in a time-dependent manner.“ — der Hauptbefund: ERW reduziert oxidativen Stress und VEGF in Krebszellen
- „Nur PD98059 blockiert die VEGF-Expression, was auf eine wichtige Rolle von ERK1/2 bei der Regulierung der VEGF-Expression in A549-Zellen hindeutet.“ Original (EN): „only PD98059 blocks VEGF expression, suggesting an important role for ERK1/2 in regulating VEGF expression in A549 cells.“ — der Signalweg: ERK1/2 vermittelt VEGF-Expression und wird durch ERW gehemmt
- „ERW konterte den Effekt des von A549-Zellen konditionierten Mediums und verringerte die gesamte Tubuluslänge (p<0,01). Die vorliegende Studie zeigte, dass ERW VEGF-Gentranskription und Proteinsekretion durch Inaktivierung von ERK herunterregulierte.“ Original (EN): „ERW counteracted the effect of A549 cell-conditioned medium and decreased total tube length (p<0.01). The present study demonstrated that ERW down-regulated VEGF gene transcription and protein secretion through inactivation of ERK.“ — funktioneller Angiogenese-Assay: ERW reduzierte die Tubusbildung in vitro
Unsere Einordnung
Dies ist eine In-vitro-Studie (Zellkultur). Die anti-angiogenen Befunde sind mechanistisch plausibel und intern konsistent, können aber nicht auf die Krebsbehandlung beim Menschen extrapoliert werden. Zellkultur-Experimente mit Krebszelllinien überschätzen routinemäßig therapeutische Effekte. Die entscheidende Frage — ob ERW/H₂ die Tumorangiogenese in einem lebenden Organismus bei therapeutischen Konzentrationen reduzieren kann — bleibt unbeantwortet. Die Studie ist ein nützliches präklinisches Signal, das weitere Untersuchungen rechtfertigt.
Studiendesign
- Typ: In-vitro-Studie (Zellkultur + Tubus-Bildungs-Assay) · Modell: A549-menschliche Lungenadenokarzinom-Zellen; menschliche Nabelschnurvenen-Endothelzellen (Tubus-Bildungs-Assay) · H₂-Quelle: elektrolysiert-reduziertes Wasser (ERW) aus kathodenseitiger Elektrolyse
- Ergebnis: ERW fing intrazelluläres H₂O₂ ab, regulierte VEGF-Transkription und Protein über ERK-Hemmung herunter, reduzierte in-vitro-Tubus-Gesamtlänge (p<0,01)
Abstract (deutsche Übersetzung)
Der vaskuläre endotheliale Wachstumsfaktor (VEGF) ist ein wichtiger Mediator der Tumorangiogenese. Tumorzellen sind im Vergleich zu normalen Zellen höherem oxidativen Stress ausgesetzt. Zahlreiche Berichte haben gezeigt, dass der intrazelluläre Redox-Zustand (Oxidation/Reduktion) eng mit dem Muster der VEGF-Expression assoziiert ist. ERW, das beim kathodenseitigen Elektrolyse des Wassers produziert wird, fing intrazelluläres H₂O₂ ab und verringerte die H₂O₂-Freisetzung aus einer menschlichen Lungenadenokarzinom-Zelllinie, A549, und regulierte sowohl VEGF-Transkription als auch Proteinsekretion zeitabhängig herunter. Um den Signaltransduktionsweg zu untersuchen, der die VEGF-Expression reguliert, wurden MAPK-spezifische Inhibitoren angewendet: SB203580 (p38-MAPK-Inhibitor), PD98059 (ERK1/2-Inhibitor) und JNKi (c-Jun-N-terminaler Proteinkinase-Inhibitor). Die Ergebnisse zeigten, dass nur PD98059 die VEGF-Expression blockiert, was auf eine wichtige Rolle von ERK1/2 bei der Regulierung der VEGF-Expression in A549-Zellen hindeutet. Außerdem hemmte ERW die Aktivierung der extrazellulär-signalregulierten Kinase (ERK) zeitabhängig. Ko-Kulturexperimente zur Analyse des In-vitro-Tubus-Bildungs-Assays zeigten, dass das von A549-Zellen konditionierte Medium die Bildung vaskulärer Tubuli in allen analysierten Parametern signifikant stimulierte: Tubus-Gesamtfläche, Tubus-Verbindungspunkte, Tubus-Anzahl und Tubus-Gesamtlänge. ERW konterte den Effekt des von A549-Zellen konditionierten Mediums und verringerte die gesamte Tubuslänge (p<0,01). Die vorliegende Studie zeigte, dass ERW VEGF-Gentranskription und Proteinsekretion durch Inaktivierung von ERK herunterregulierte.
Original-Abstract (englisch)
Vascular endothelial growth factor (VEGF) is a key mediator of tumor angiogenesis. Tumor cells are exposed to higher oxidative stress compared to normal cells. Numerous reports have demonstrated that the intracellular redox (oxidation/reduction) state is closely associated with the pattern of VEGF expression. Electrolyzed reduced water (ERW) produced near the cathode during the electrolysis of water scavenged intracellular H(2)O(2) and decreased the release of H(2)O(2) from a human lung adenocarcinoma cell line, A549, and down-regulated both VEGF transcription and protein secretion in a time-dependent manner. To investigate the signal transduction pathway involved in regulating VEGF expression, mitogen-activated kinase (MAPK) specific inhibitors, SB203580 (p38 MAPK inhibitor), PD98059 (ERK1/2 inhibitor) and JNKi (c-Jun N-terminal protein kinase inhibitor) were applied. The results showed that only PD98059 blocks VEGF expression, suggesting an important role for ERK1/2 in regulating VEGF expression in A549 cells. As well, ERW inhibited the activation of extracellular signal-regulated kinase (ERK) in a time-dependent manner. Co-culture experiments to analyze in vitro tubule formation assay revealed that A549 cell-derived conditioned medium significantly stimulated the formation of vascular tubules in all analyzed parameters; tubule total area, tubule junction, number of tubules, and total tubule length. ERW counteracted the effect of A549 cell-conditioned medium and decreased total tube length (p<0.01). The present study demonstrated that ERW down-regulated VEGF gene transcription and protein secretion through inactivation of ERK.
Quelle & Links
Screenshot der PubMed-Seite
Diese Seite spiegelt den veröffentlichten Abstract (© Autoren / Verlag) zur Referenz und Zitation. Die kanonische Quelle ist der oben verlinkte PubMed-Eintrag. Dies ist keine medizinische Beratung.