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Charakterisierung des Molekulargewichts einer Mandelkomponente mit zytotoxischer Wirkung auf gastrointestinale Krebszelllinien (2020-US-EPO-612)

Steve Figard, Direktor des Krebsforschungslabors, Bob Jones Universität
Evan Becker, Student an der Bob Jones University
Luke Brown, Student an der Bob Jones University
Emily Swager, Studentin, Bob Jones University
Rachel Westphal, Studentin an der Bob Jones University

Darmkrebs ist die dritthäufigste Krebsart und die dritthäufigste Todesursache im Zusammenhang mit Krebs. Frühere Studien in unserem Labor haben die zytotoxische Wirkung von Mandeln auf menschliche Magen-Darm-Tumoren in vitro nachgewiesen. Ein Mandelextrakt wurde hergestellt und mittels eines Pseudoverdauungsverfahrens verarbeitet, um die Wirkung des Extrakts in einem physiologischen System zu simulieren. Dieser Extrakt zeigte eine dosisabhängige Zytotoxizität in vitro gegenüber menschlichem Magenadenokarzinom und war zytotoxisch gegenüber einem menschlichen Darmadenokarzinom, hatte jedoch keine Wirkung auf eine gesunde menschliche Dickdarmepithelzelllinie.

Der Extrakt wurde mittels Filtern mit Molekulargewichtsgrenzen von 100.000 Da und 5.000 Da filtriert, um die Größe potenzieller Antikrebsmoleküle abzuschätzen. Dabei zeigte sich, dass die verantwortlichen Moleküle ein Molekulargewicht von unter 5.000 Da aufwiesen. Zusätzlich wurde ein Polyphenolextrakt der Mandeln hergestellt, der ähnliche Wirkungen wie der Extrakt der gesamten Mandel zeigte. Daraus wurde geschlossen, dass es sich bei den Antikrebsmitteln wahrscheinlich um Polyphenole handelt. Abschließend wurden vier häufig in Mandeln vorkommende Flavonoide mit dem Polyphenolextrakt verglichen und wiesen eine vergleichbare Zytotoxizität auf.

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Lautsprecher	Transkript
Evan Becker	Hallo, hier ist der/die/das
	BJU-Krebsforschungsteam 2019.
	Mein Name ist Evan Becker und heute sind Luke Brown bei mir.
	Emily Swagger, Rachel Westfall und wir alle stehen unter der Leitung von Dr. Stephen Figard am Fachbereich Biologie der Bob Jones University.
	In unserer Arbeit bzw. Präsentation geht es um die Charakterisierung des Molekulargewichts einer Mandelkomponente, die zytotoxisch auf gastrointestinale Krebszelllinien wirkt.
	Okay, zur Einleitung.
	Darmkrebs bereitet der medizinischen Gemeinschaft derzeit große Sorgen, da er landesweit die dritthäufigste Krebstodesursache bei Männern und Frauen ist.
	Frühere Untersuchungen des Krebslabors der BJU haben vielversprechende Ergebnisse gezeigt, indem sie nachwiesen, dass Mandeln in vitro eine zytotoxische Wirkung auf LoVo-Kolorektalkrebszellen haben.
	Um nachzuahmen, wie der Extrakt in einem physiologischen System wirken würde, wurde außerdem ein Pseudo-Verdauungsverfahren für einen Mandelextrakt angewendet.
	Derselbe Mandelextrakt induzierte nachweislich eine Dosis-Wirkungs-Beziehung bei der menschlichen Magenadenokarzinom-Zelllinie AGS.
	Dieser Extrakt verursacht auch keine negativen Effekte in der menschlichen Dickdarmepithelzelllinie CCD, was darauf hindeutet, dass die zytotoxischen Wirkungen von Mandeln normale gesunde Zellen nicht beeinträchtigen.
	Unser Mandelextrakt wird durch Molekulargewichtsausschlussfilter mit 100.000 Dalton bzw. 5000 Dalton filtriert.
	Wir konnten feststellen, dass die in den Mandeln vorhandenen Moleküle, die die toxische Wirkung hervorrufen, kleiner als 5000 Dalton sein müssen.
	Als Ergebnis wurde festgestellt, dass Polyphenole eine mögliche Ursache für die zytotoxische Wirkung sind, und der Polyphenolextrakt wurde an den Mandeln getestet. Diese Behandlung zeigte sehr ähnliche zytotoxische Effekte auf die Krebszelllinien.
	Ich glaube, wir sind bereit.
Rachel Westphal	Zu den von uns verwendeten Zelllinien gehörten AGS (Magenkrebs), LoVo (Darmkrebs) und CCD (unsere normale Zelllinie).
	Wir verwendeten 5-Fluoruracil als Positivkontrolle für den Zelltod. Und wir nutzten eine In-vitro-Pseudoverdauung der Mandeln, um die physiologische Verdauung nachzuahmen.
	Beim WST-Zellproliferationstest verwenden wir ein Plattenlesegerät, um die Absorption zu bestimmen und daraus die prozentuale Lebensfähigkeit zu berechnen.
	Anschließend wurde JMP für die statistische Analyse verwendet. Wir nutzten die ANOVA, den Tukey-Kramer-HSD-Test, den Wilcoxon-Test und nichtparametrische Vergleiche. p-Werte unter 0,05 wurden als statistisch signifikant betrachtet.
	Kann zur nächsten Folie wechseln. Ja.
Luke Brown	Okay. Die erste Testreihe, die ich Ihnen vorstellen möchte, betrifft die menschliche Krebszelllinie AGS, und zwar ein menschliches Magenadenokarzinom.
	JMP war für uns ein wichtiges Werkzeug, da es uns in erster Linie dabei half, die Standardabweichung in einigen von uns durchgeführten Pilotstudien zu bestimmen.
	Dies ermöglichte es uns dann, mithilfe der Software eine Poweranalyse durchzuführen, um unsere Stichprobengröße zu bestimmen. Schauen wir uns nun einige der hier erhaltenen Daten an,
	Zunächst einmal werden Sie bei Abbildung 1 und Abbildung 2 eine Gemeinsamkeit feststellen: PBS (phosphatgepufferte Salzlösung) und 5-FU (5-Fluoruracil).
	Dies ist eine gut dokumentierte und etablierte Krebsbehandlung für verschiedene Krebsarten, wie beispielsweise Magen- und Darmkrebs. Nun möchte ich Ihre Aufmerksamkeit auf Abbildung 1 lenken.
	Frühere Untersuchungen in unserem Labor hatten bereits gezeigt, dass Mandelextrakt offenbar eine Art zytotoxische Wirkung hat, die selektiv auf diese Krebszelllinien wirkt.
	Wir hoffen, in Abbildung 1 zunächst den Dosis-Wirkungs-Zusammenhang darzustellen. Und zweitens wollten wir die Frage eingrenzen.
	Um festzustellen, welche Verbindung oder Verbindungen für diesen Effekt verantwortlich sind, müssten wir das Molekulargewicht untersuchen.
	Wie Sie sehen, zeigt sich beim Übergang von 12 % Mandelextrakt zu 100 % ein Dosis-Wirkungs-Zusammenhang. Dies konnten wir mithilfe des Tukey-Kramer-HSD-Tests in JMP nachweisen und so feststellen, dass sich diese Gruppen statistisch signifikant unterscheiden.
	Sie sehen nun, dass sowohl der 100.000-Molekulargewichtsgrenzfilter als auch der 5000-Molekulargewichtsgrenzfilter
	Sie sind statistisch identisch mit dem 100%igen Mandelextrakt. Dies führte uns zu der Annahme, dass die für diesen Effekt verantwortliche(n) Verbindung(en) relativ klein ist/sind und weniger als 5.000 Dalton groß ist/sind.
	Vor diesem Hintergrund haben wir uns Abbildung 2 angesehen und einige Forschungsergebnisse betrachtet, die zeigen, dass Flavonoide in Walnüssen eine ähnliche Wirkung haben.
	Cyanidin, Delphinidin, Malvidin und Petunidin.
	Wie Sie sehen können, waren sowohl der Extrakt als auch all diese Flavonoide in dieser Behandlung tatsächlich wirksamer als 5-FU.
	Angesichts dieser Informationen übergebe ich nun die nächste Folie an Emily, die Ihnen weitere Informationen zu einem anderen Datensatz geben wird.
Emily	Um sicherzustellen, dass wir nicht nur Ergebnisse betrachteten, die spezifisch für AGS waren, untersuchten wir auch eine weitere Krebszelllinie namens LoVo. LoVo ist eine Darmkrebszelllinie.
	Wie Sie sehen, haben wir bei diesem speziellen Präparat nicht alle umfangreichen Dosierungsstudien durchgeführt, da wir dies bereits bei AGS gezeigt hatten. Wir haben uns lediglich speziell auf … konzentriert.
	Gilt dies nur für eine bestimmte Produktlinie? Bei LoVo beispielsweise ist der Wert für 5-FU nicht so niedrig.

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