@article{OttoHahlbrockEichetal.2016,
  author    = {Otto, Christoph and Hahlbrock, Theresa and Eich, Kilian and Karaaslan, Ferdi and J{\"u}rgens, Constantin and Germer, Christoph-Thomas and Wiegering, Armin and K{\"a}mmerer, Ulrike},
  title     = {Antiproliferative and antimetabolic effects behind the anticancer property of fermented wheat germ extract},
  series = {BMC Complementary and Alternative Medicine},
  volume    = {16},
  journal   = {BMC Complementary and Alternative Medicine},
  number    = {160},
  doi       = {10.1186/s12906-016-1138-5},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-146013},
  year      = {2016},
  abstract  = {Background Fermented wheat germ extract (FWGE) sold under the trade name Avemar exhibits anticancer activity in vitro and in vivo. Its mechanisms of action are divided into antiproliferative and antimetabolic effects. Its influcence on cancer cell metabolism needs further investigation. One objective of this study, therefore, was to further elucidate the antimetabolic action of FWGE. The anticancer compound 2,6-dimethoxy-1,4-benzoquinone (DMBQ) is the major bioactive compound in FWGE and is probably responsible for its anticancer activity. The second objective of this study was to compare the antiproliferative properties in vitro of FWGE and the DMBQ compound. Methods The IC\(_{50}\) values of FWGE were determined for nine human cancer cell lines after 24 h of culture. The DMBQ compound was used at a concentration of 24 μmol/l, which is equal to the molar concentration of DMBQ in FWGE. Cell viability, cell cycle, cellular redox state, glucose consumption, lactic acid production, cellular ATP levels, and the NADH/NAD\(^+\) ratio were measured. Results The mean IC\(_{50}\) value of FWGE for the nine human cancer cell lines tested was 10 mg/ml. Both FWGE (10 mg/ml) and the DMBQ compound (24 μmol/l) induced massive cell damage within 24 h after starting treatment, with changes in the cellular redox state secondary to formation of intracellular reactive oxygen species. Unlike the DMBQ compound, which was only cytotoxic, FWGE exhibited cytostatic and growth delay effects in addition to cytotoxicity. Both cytostatic and growth delay effects were linked to impaired glucose utilization which influenced the cell cycle, cellular ATP levels, and the NADH/NAD\(^+\) ratio. The growth delay effect in response to FWGE treatment led to induction of autophagy. Conclusions FWGE and the DMBQ compound both induced oxidative stress-promoted cytotoxicity. In addition, FWGE exhibited cytostatic and growth delay effects associated with impaired glucose utilization which led to autophagy, a possible previously unknown mechanism behind the influence of FWGE on cancer cell metabolism.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Hahlbrock2017,
  author    = {Hahlbrock, Theresa},
  title     = {Das onkologische Supportivprodukt Avemar: Untersuchungen zum antiproliferativen und antimetabolischen Effekt an humanen gastrointestinalen Tumorzellen},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-145787},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2017},
  abstract  = {Unter dem Namen Avemar sind fermentierte Weizenkeimlinge als onkologisches Supportivprodukt erh{\"a}ltlich. Der hohe Anteil an 2,6-Dimethoxy-1,4-benzochinonen (DMBQ) in Avemar soll f{\"u}r das \(in\) \(vitro\) und \(in\) \(vivo\) belegte antikanzerogene Potential verantwortlich sein. DMBQ wirken {\"u}ber Semichinonradikale bzw. durch Ausbildung von reaktiven Sauerstoffspezies (ROS) und Induktion von oxidativem Stress zytotoxisch. Da Tumorzellen empfindlicher auf oxidativen Stress reagieren als gesunde Zellen, kann dies die selektive zytotoxische Wirkung von Avemar erkl{\"a}ren. Die Beteiligung von DMBQ am antiproliferativen Effekt von Avemar und die Wirkung von Avemar auf den Stoffwechsel maligner Zellen sind derzeit nicht eindeutig gekl{\"a}rt. Die antiproliferativen Eigenschaften von Avemar und DMBQ als Reinsubstanz wurden miteinander verglichen. Hierzu wurden DMBQ in einer zu Avemar mit 0,04\% Benzochinonen {\"a}quimolaren Konzentration von 24 μmol/L eingesetzt. Die Ergebnisse der Arbeit lassen den Schluss zu, dass der starke zytotoxische Effekt von Avemar bei BxPc-3 Zellen auf einen DMBQ-induzierten oxidativen Stress zur{\"u}ckzuf{\"u}hren ist. Im Vergleich zur unbehandelten Kontrolle wurde f{\"u}r BxPc-3 Zellen bei der Inkubation mit DMBQ eine 20-fache bzw. mit Avemar eine 40-fache Zunahme des ROS-Indikators 2',7'-Dichlorofluorescein gemessen. Im Westernblot ließ sich bei BxPc-3 Zellen das Enzym DT-Diaphorase, welches die Zellen vor Benzochinon-induziertem oxidativem Stress sch{\"u}tzt, nicht nachweisen. In Zellen der anderen beiden Zelllinien konnte das Enzym nachgewiesen werden. Das mangelnde Schutzsystem gegen{\"u}ber DMBQ-induziertem oxidativen Stress k{\"o}nnte demzufolge den DMBQ vermittelten zytotoxischen Effekt von Avemar in BxPc-3 Zellen erkl{\"a}ren. Zus{\"a}tzlich zum zytotoxischen Effekt wies Avemar zwei weitere antiproliferative Effekte auf: Zytostase bei 23132/87 Zellen und Wachstumsverz{\"o}gerung bei HRT-18 Zellen. Beide antiproliferativen Effekte waren auf die Beeinflussung des Zellmetabolismus zur{\"u}ckzuf{\"u}hren. Avemar verringerte den zellul{\"a}ren Glukoseverbrauch von HRT-18 Zellen um 69\% und von 23132/87 Zellen um 99\%. In 23132/87 Zellen korrelierte der verringerte Glukoseverbrauch mit einer Abnahme von ATP um 70\% und einem Zellzyklusarrest in der G\(_2\)/M Phase. Der durch die Inkubation von HRT-18 Zellen mit Avemar ausgel{\"o}ste verringerte Glukoseverbrauch beeinflusste hingegen weder den ATP-Gehalt noch den Zellzyklus, induzierte aber Autophagie. Dies ließ sich zeigen durch morphologische Ver{\"a}nderungen wie die Bildung von intrazellul{\"a}ren Vakuolen und durch den Nachweis des Autophagiemarkers LC3-II. Die Wertigkeit dieses Ph{\"a}nomens f{\"u}r die zytotoxischen Eigenschaften von Avemar ist in weiteren Untersuchungen zu kl{\"a}ren. Die antiproliferativen Eigenschaften von Avemar f{\"u}hren zu Ver{\"a}nderungen im Zellmetabolismus von gastrointestinalen Tumorzellen. Ausschlaggebend daf{\"u}r, welcher der drei antiproliferativen Effekte von Avemar (zytotoxisch, zytostatisch oder wachstumsverz{\"o}gernd) dominiert, sind vermutlich zelleigene Schutzsysteme und metabolische Charakteristika der Zellen. Avemar weist ein breites Spektrum antiproliferativer Effekte auf, deren Einfluss auf Zellfunktion und Zellstoffwechsel im Detail noch weiter untersucht werden sollte.},
  subject      = {Oxidativer Stress},
  language  = {de}
}