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Polyphenole für das Herz

Erhöhte Konzentrationen des vaskulären endothelialen Wachstumsfaktors (VEGF) fördern Arteriosklerose und steigern das Risiko für Herz-Kreislauf-Krankheiten. Aktuelle Hinweise lassen darauf schließen, dass Polyphenole in Rotwein, Erdbeeren und Kakao VEGF hemmen könnten, und zwar in Mengen, die über Nahrungsergänzungen erreichbar sind.
Polyphenole für das Herz
Bis vor kurzem wusste man noch nicht, wie Flavonoide in Lebensmitteln die VEGF-Signalisierung hemmen. Mit dem EU-geförderten Projekt VEGFENOL sollte diese Wissenslücke geschlossen werden, indem man die molekularen Mechanismen bei der VEGF-Signal-Hemmung durch Polyphenole aufdeckt. Außerdem wollten die Wissenschaftler in-vitro-Zellmodelle entwickeln, um die Wirkung der ausgewählten Polyphenole in Nahrungsmitteln auf die VEGF-Signalisierung sowie die Auswirkungen des menschlichen Stoffwechsels auf ihre Fähigkeit zur VEGF-Hemmung zu beurteilen.

Die Forscher zeigten zum ersten Mal, dass die Polyphenole direkt an das VEGF-Protein binden und dabei die VEGF-Aktivität hemmen.  Daraufhin bestimmten sie mithilfe von Polyphenolkonzentrationen im menschlichen Blut und Gewebe den chemischen, strukturellen und physikalischen Charakter der Bindung von Polyphenolen an VEGF. Über 50 Polyphenolverbindungen wurden an Endothelzellen aus menschlichen Nabelschnurvenen (HUVECs) in verschiedenen Teil sub-mikromolaren Konzentrationen getestet, indem man Parameter wie IC50 berechnete. Der IC50 ist die Polyphenolkonzentration, die benötigt wird, um VEGF-Aktivität um 50% zu hemmen. Man fand mehr als 20 Verbindungen mit einer starken hemmenden Wirkung auf die VEGF-Signalisierung, darunter auch Polyphenole in Erdbeeren, Trauben, Wein, Apfel und grünem Tee.

Mithilfe eines ELISA-Assays wurde die Phosphorylierung von VEGF-R2 (Rezeptor-2) in HUVEC gemessen. Mit Verfahren wie Dialyse, Bindungskinetik-Assays, Gelelektrophorese und Westernblot, Durchflusszytometrie, Massenspektrometrie und in-silico-Docking-Simulation wurde der VEGF-Polyphenolkomplex charakterisiert. Diese Forschung hat gezeigt, dass VEGF eine mögliches molekulares Ziel für Polyphenole darstellt. Die Stärke der Bindung von Polyphenolen an VEGF wurde dann mithilfe von Rasterkraftmikroskopie und Oberflächenplasmonenresonanz-Techniken beschrieben. Die Ergebnisse zeigten, dass Polyphenole sehr fest an VEGF binden und es sehr schwer ist, die VEGF-Aktivität wiederherzustellen.

Mit vaskulären endothelialen Zellen in Kombination mit Caco-2-Zellen wurden erfolgreich neue in-vitro-Modelle entwickelt, mit denen nach stark bindenden Inhibitoren gesucht kann und die Auswirkungen des menschlichen Stoffwechsels auf inhibitorische Aktivität bewertet werden können. Für die in diesem Projekt entwickelten Methoden und Modelle wird in Kürze ein Patent beantragt.

Die Entwicklung von Verfahren, mit denen die Wirksamkeit von Nahrungsmittelinhaltsstoffen wie Polyphenolen bei der Prävention von Krankheiten getestet werden kann, könnte bei der Minderung des Herz-Kreislauf-Risikos helfen. Das Wissen und die Verfahren können auch im Kampf gegen andere chronische Krankheiten, wo erhöhte VEGF-Werte auftreten, angewendet werden, etwa bei Diabetes. Eine mögliche Vermarktung von flavonoidreichen Lebensmitteln auf Basis von Standards von Gesundheitsbehörden wird sowohl der Öffentlichkeit als auch der Wirtschaft zugutekommen.

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