Metabolic activation and inactivation of food carcinogens 5-hydroxymethylfurfural and furfuryl alcohol in humans, mice and rats

• Applicant: Dr. Bernhard Monien
• Subject Area: Public Health, Healthcare Research, Social and Occupational Medicine
• Term: from 2012 to 2016
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 219059561

5-Hydroxymethylfurfural (HMF) und Furfurylalkohol (FFA) sind mäßig starke, aber in vielen Lebensmitteln präsente Nagerkanzerogene. Sie entstehen durch Wärme- und Säure-katalysierte Reaktionen aus Kohlenhydraten. Die Margen zwischen den krebserregenden Dosen im Tierversuch und der geschätzten täglichen Aufnahme des Menschen sind erschreckend klein. Sulfotransferasen (SULT) katalysieren die Umsätze von HMF und FFA zu mutagenen Sulfatestern. Beruht die Kanzerogenität auf diesem genotoxischen Mechanismus, würden die niedrigen „margin of exposure“-Werte auf ein hohes Risiko für den Menschen hinweisen. Es ist außerdem möglich, dass der Mensch empfindlicher auf die Exposition von HMF und FFA reagiert, da die SULT-Ausstattungen des Menschen und verschiedener Säugetiere stark divergieren. Ich schlage vor, die Sulfokonjugation von HMF und FFA durch einzelne SULT verschiedener Spezies zu untersuchen und die Kapazitäten von Sulfokonjugation und oxidativem Abbau von HMF und FFA in einzelnen Geweben von Menschen, Mäusen und Ratten zu vergleichen. Darüber hinaus wird die Aktivierung von FFA über die Analyse der Gewebeverteilungen von Methylfuran-Addukten in transgenen Mauslinien untersucht, in denen entweder menschliche SULT (1A1/1A2) exprimiert sind oder endogene Sult (1a1 und 1d1) fehlen. Methylfuran- Addukte in DNA und Blutproteinen werden auf ihre mögliche Eignung als Biomarker für menschliche FFA-Exposition getestet. Die Ergebnisse über Spezies-abhängige Unterschiede von oxidativer Eliminierung und Sulfokonjugation von HMF und FFA werden die zukünftige Beurteilung möglicher Krebsrisiken durch menschliche Exposition unterstützen.

• DFG Programme: Research Grants