Projekte

Vitamin E ist ein fettlösliches Vitamin und ein Sammelbegriff für mindestens acht strukturverwandte Verbindungen. Dabei unterscheidet man die Tocopherole (TOH) und die Tocotrienole (T3), welche durch eine gesättigte bzw. ungesättigte Seitenkette charakterisiert sind. Zudem entscheidet die Methylierung am aromatischen Ringsystem über die α-, β- γ-, δ-Form der jeweiligen TOH und T3.

Die Leber stellt das zentrale Organ der Aufnahme, der Verteilung, des Metabolismus sowie der Speicherung von Vitamin E dar. Durch den hepatischen Abbau von Vitamin E entstehen sogenannte langkettige Vitamin E-Metabolite (Long Chain Metabolites - LCMs) 13’-hydroxychromanol und 13’-carboxychromanol (13’-OH und 13’-COOH). Da diese LCMs in Blut zirkulieren, wird dessen Bioverfügbarkeit im menschlichen Körper angenommen. Der Schwerpunkt unserer Forschung ist es nun die Bedeutung und Funktion dieser Abbauprodukte von Vitamin E zu untersuchen. Unsere bisherigen Studien zeigen neue mechanistische Aspekte von Vitamin E in Immunzellen auf, welche durch die Existenz und Wirkung der LCMs komplexer wird. Daher gehen wir davon aus, dass die LCMs eine neue Klasse regulatorischer Metaboliten mit biologischen Funktionen darstellen, welche näheren Untersuchungen bedarf.

Das Projekt Z01 stellt eine Forschungsplattform für die Synthese, Formulierung und erweiterte physikochemische und biologische Charakterisierung von Nanopartikeln zur Verfügung. Im Rahmen des Verbundprojektes werden am Lehrstuhl Ansätze zur Beschreibung der Töxizitäts- / Funktionsbeziehungen unter Beachtung des Einflusses von Nanomaterialien auf das Immunsystem erarbeitet.

SP10 Long-chain metabolites of α-tocopherol as regulators of adaptive stress responses

Immune cells trigger degenerative inflammatory conditions by their massive oxidative burst and excessive release of inflammatory mediators in response to exogenous stimuli such as LPS. α-Tocopherol (α-TOH) is used to prevent inflammation-associated diseases although intervention studies in humans revealed contradictory results. Hepatic α-TOH catabolism results in intermediate formation of α-TOH long-chain metabolites (α-LCM) α-13'-OH and α-13'-COOH, which occur also in the circulation, as our group has shown. Almost nothing is known about the physiological actions of the α-LCM but our group provided convincing evidence that the α-LCM may comprise a new class of hormone-like regulatory metabolites. We synthesized the α-LCM and found that the α-LCM time- and dose-dependently block the inflammatory response and oxidative burst in LPS-stimulated macrophages, likely by inducing adaptive stress response pathways. Moreover, we identified the α-LCM as potent inhibitors of 5-lipoxygenase, a key enzyme for the biosynthesis of both pro-inflammatory and pro-resolving lipid mediators, which regulate immune cell survival, activity, differentiation and function in a hormetic and dynamic manner (unpublished data). Beside inflammation, α-LCM modulates lipid homeostasis, e.g. by inhibiting oxidised LDL uptake and lipid accumulation, due to reduced phagocytosis. Further preliminary studies show that the α-LCM induce DNA damage, but protect macrophages from lipotoxicity.

abgeschlossene Projekte der Arbeitsgruppe:

• InflammAging
• nnoCARE4skin
• Wirkmechanismen von Nussextrakten in Makrophagen