Identifizierung der Absorptionsmechanismen und des präsystemischen Metabolismus von monotropein und monotropeinesters aus Gaultheria Beeren

• Antragsteller: Dr. Felipe Jimenez Aspee
• Fachliche Zuordnung: Ernährungswissenschaften
• Förderung: Förderung seit 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 504936438

Epidemiologische Studien belegen, dass der Verzehr von Obst und Gemüse erhebliche positive gesundheitliche Auswirkungen auf den menschlichen Körper hat. Diese Vorteile werden bioaktiven Lebensmittelverbindungen zugeschrieben, dabei handelt es sich um nicht ernährungsphysiologische Bestandteile von Lebensmitteln, die Veränderungen des Gesundheitszustands der Konsumenten bewirken. Um eine gesundheitsfördernde Wirkung zu entfalten, muss ein bioaktiver Nahrungsbestandteil jedoch zuerst vom Körper aufgenommen werden, um in den systemischen Kreislauf zu gelang. Zu den bioaktiven Nahrungsbestandteilen zählen Iridoide, eine Gruppe von Sekundärmetaboliten, die in Beeren der Gattungen Vaccinium und Gaultheria vorkommen. Iridoide, insbesondere Monotropein, haben ihre entzündungshemmenden, zytoprotektiven und gesundheitsfördernden Eigenschaften in vitro und in vivo gezeigt. In der Literatur finden sich jedoch kaum Informationen über den Absorptionsmechanismus von Iridoiden, und es ist nicht bekannt, inwieweit diese Verbindungen für den Organismus bioverfügbar sind. Eine weitere Lücke betrifft den präsystemischen Metabolismus dieser Verbindungen, insbesondere wie die Darmmikrobiota und Phase-I und -II-Enzyme die Strukturen der Verbindungen verändern. In vorläufigen Ergebnissen habe ich festgestellt, dass Monotropein-Ester unter simulierten in-vitro-Verdauungsbedingungen stabil sind und von Caco-2-Zellen aufgenommen werden, aber die Mechanismen sind noch unbekannt. Das vorliegende Projekt wird die Aufnahme und den präsystemischen Metabolismus von Monotropein und Monotropeinestern untersuchen. Darüber hinaus wird die in-vivo-Bioverfügbarkeit auch beim Menschen evaluiert. Die Wirkung des Magen-Darm-Systems wird durch ein in-vitro-Magen-Darm-Verdauungsmodell und Kolonfermentation simuliert. Aktive und passive Absorption sowie ein möglicher Efflux von Monotropein und seinen Estern werden durch zelluläre transepitheliale Transportstudien und einen Membranpermeabilitätsassay identifiziert. Mittels pharmakologischer Inhibitoren wird die Rolle der Transporter bestätigt. Der präsystemische Metabolismus wird mittels massenspektrometrischer Analyse von Kolonfermentationsproben sowie von Metaboliten aus Lebermikrosomen und Zellkulturen untersucht. Schließlich werden die in vitro-Ergebnisse mit in vivo-Bioverfügbarkeitsstudien an menschlichen Freiwilligen verglichen. Die Ergebnisse dieser Forschung werden neue Einblicke in die molekularen Mechanismen der Absorption von Iridoiden liefern und die Stoffwechselreaktionen aufdecken, die am präsystemischen Metabolismus von Monotropein und seinen Estern beteiligt sind, und hilfreiche Informationen zum Verständnis der Pharmakokinetik dieser Gruppe von Verbindungen liefern.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen