Vergleichender Metabolismus von 2-Monochlorpropan-1,3-diol (2-MCPD) und 3-Monochlorpropan-1,2-diol (3-MCPD) in Ratten und Menschen

• Antragsteller: Dr. Bernhard Monien
• Fachliche Zuordnung: Ernährungswissenschaften ; Lebensmittelchemie ; Toxikologie, Laboratoriumsmedizin
• Förderung: Förderung seit 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 468535752

Fettsäureester von 2-Monochlorpropan-1,3-diol (2-MCPD) und 3-Monochlorpropan-1,2-diol (3-MCPD) sind hitzeinduzierte Lebensmittelkontaminanten, aus denen durch Hydrolyse im Magen-Darm-Trakt 2/3-MCPD freigesetzt wird. Die wesentlichen nicht-neoplastischen Effekte nach wiederholter Gabe in Ratten wurden in Nieren (Nephropathie und Hypertrophie), Hoden (Atrophie und Arteritis) und Brust (Drüsenhyperplasie) beobachtet. Zudem erhöht die Aufnahme von 3-MCPD über 2 Jahre die Inzidenz von renalen tubulären Adenomen und Karzinomen, Hyperplasien und Adenomen der Leydig-Zellen und der Brustdrüsen in Ratten. Es liegen keine Daten zur Kanzerogenität von 2-MCPD in Tieren und von 2/3-MCPD beim Menschen vor. Die Internationale Agentur für Krebsforschung (IARC) hat 3-MCPD als möglicherweise krebserregend für den Menschen eingestuft.Es existieren nur wenige Informationen zu den molekularen Mechanismen hinter den toxischen Wirkungen von 2/3-MCPD. Ein besseres Verständnis der Toxizität in Ratten und der möglichen gesundheitlichen Relevanz für den Menschen hängt von den Informationen über den Metabolismus beider Verbindungen ab. Ein wesentliches Ziel des Forschungsprojektes ist es, den Metabolismus von 2/3-MCPD in Ratten und Menschen aufzuklären. Das Tiermodell ermöglicht die Erzeugung ausreichender Mengen von urinären Metaboliten für eine systematische Charakterisierung. Dazu erhalten die Ratten einmalig orale Dosen von 2- oder 3-MCPD sowie von [13C3]2-MCPD oder [13C3]3-MCPD. Die Stoffwechselprodukte im Urin werden durch präparative Chromatographie getrennt und durch Massenspektrometrie (MS) und 13C-Kernspinresonanzspektroskopie (NMR) charakterisiert. Die Daten zu denen aus dem Rattenstoffwechsel resultierenden Verbindungen bilden die Grundlage für die Charakterisierung von 2/3-MCPD-Metaboliten in menschlichen Urinproben. Diese wurden gesammelt in einer kontrollierten, zuvor durchgeführten Expositionsstudie mit Haselnussöl, dass relativ hohe Mengen an gebundenem 2-MCPD (24,2 mg/kg) und 3-MCPD (54,5 mg/kg) enthielt. Die gewonnenen Informationen über den Metabolismus sind eine gute Grundlage für die Auswahl von Biomarkern der Exposition gegenüber 2/3-MCPD. Wir wollen Analysetechniken zur Quantifizierung von Metaboliten von 2/3-MCPD in 24-Stunden-Urin entwickeln, die die Anforderungen an Sensitivität und Spezifität erfüllen. Die Biomarker werden verwendet, um die externe 2/3-MCPD-Exposition von Studienteilnehmern mit unterschiedlichen Ernährungsgewohnheiten (Omnivore, Veganer und Rohköstler; Probensammlung im Jahr 2020 abgeschlossen) abzuschätzen. Die Daten zum 2/3-MCPD-Metabolismus werden dazu beitragen, die toxischen Wirkungen bei Ratten (und ihre mögliche Relevanz für den Menschen) zu verstehen, die Exposition des Menschen bei einzelnen Personen zu bestimmen und zukünftige Empfehlungen zum Risikomanagement zu unterstützen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen