@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{Eich2013,
  author    = {Eich, Kilian Philipp Johannes},
  title     = {Untersuchungen in vitro zur therapeutischen Wertigkeit von 2,6-Dimethoxy-1,4-benzochinonen im Supportivprodukt Avemar},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-101640},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2013},
  abstract  = {Avemar ist ein fermentierter Weizenkeimextrakt mit einem hohen Gehalt an 2,6-Dimethoxy-1,4-benzochinonen. Der ungarische Nobelpreistr{\"a}ger Albert Szent-Gy{\"o}rgyi zeigte in den 1980er Jahren f{\"u}r diese Benzochinone, dass sie langlebige Semichinonradikale mit starker zytotoxischer Wirkung in Gegenwart geeigneter Elektronendonoren wie Ascorbins{\"a}ure bilden. Weizenkeime stellen eine nat{\"u}rliche Quelle f{\"u}r Benzochinone dar, zudem ist eine zytotoxische Wirkung von Avemar auf Tumorzellen belegt. Ebenso wurde die supportive Wirkung von Avemar f{\"u}r onkologische Patienten gezeigt. In der Literatur wird die zelltoxische Wirkung von Avemar als Ergebnis des hohen Anteils an Benzochinonen diskutiert, wobei dies bislang experimentell nicht eindeutig best{\"a}tigt ist. Die Wirkung von Avemar wurde an 12 malignen und 3 benignen Zelllinien in vitro untersucht. Dazu wurden Konzentrationen von 0,1; 1; 10 und 50 mg/mL Avemar nach einer Inkubationszeit von 24 Stunden untersucht. Der Anteil vitaler Zellen wurde mit dem Kristallviolett-Assay bestimmt. Um Aussagen zur Dauer der Avemarwirkung machen zu k{\"o}nnen, wurde ebenfalls die Vitalit{\"a}t der Zellen in Avemar-freiem Medium nach einer weiteren Kultivierung f{\"u}r 24 bzw. 48 Stunden bestimmt. Die zytotoxische Wirkung von Benzochinonen als Rein- bzw. Referenzsubstanz und als Bestandteil von Avemar wurde miteinander verglichen. W{\"a}hrend die Referenzsubstanz f{\"u}r s{\"a}mtliche getesteten Zelllinien stark zytotoxisch war, wies Avemar unterschiedliche Effekte auf. Der Einfluss von Avemar auf die unter-schiedlichen Zelllinien wurde mit Hilfe der effektiven Konzentration quantifiziert. Dieser EC50-Wert ist die Konzentrationan Avemar, die nach einer Inkubation von 24 Stunden zu einem Effekt bei 50 \% der Zellen f{\"u}hrt. Eine Konzentration von 50 mg/mL Avemar war f{\"u}r nahezu s{\"a}mtliche getesteten Zelllinien zytotoxisch, w{\"a}hrend eine Konzentration von 10 mg/mL Avemar bei 6 von 15 Zelllinien zytotoxisch, bei 8 von 15 Zelllinien zytostatisch und bei 1 von 15 Zelllinienwachstumsverz{\"o}gernd wirkte. Zu den Zelllinien mit den niedrigsten EC50-Werten von unter 10 mg/mL Avemar geh{\"o}ren die beiden Pankreaskarzinomzelllinien ASPC-1 und BxPC-3 sowie die beiden Mammakarzinomzelllinien MDA-MB-231 und MDA-MB-468. Der zytostatische Effekt von Avemar wurde bei EC50-Werten zwischen 6 und 32 mg/mL Avemar beobachtet. Bei diesen Zellen stagnierte der Anteil vitaler Zellen in der Nachbeobachtung oder nahm kontinuierlich weiter ab. Der wachstumsverz{\"o}gernde Effekt von Avemar wurde bei der Zelllinie HRT-18 mit einem EC50-Wert von 10,23 mg/mL Avemar beobachtet. Zus{\"a}tzlich zu den zw{\"o}lf malignen Zelllinien wurden auch die drei benignen Zelllinien HUVEC, NHDF-p und J 774.3 untersucht. W{\"a}hrend HUVEC und NHDF-p einen EC50-Wert von weit {\"u}ber 10 mg/mL aufweisen, reagieren die Zellen der murinen Makrophagenzelllinie J 774.3 mit einem EC50-Wert von 4,9 mg/mL Avemar weitaus empfindlicher auf die Inkubation mit Avemar. Die Wirkung von Avemar auf benignen Zelllinien ist somit nicht eindeutig abzusch{\"a}tzen. Umso bemerkenswerter sind Daten verschiedener klinischer Studien, die bisher {\"u}ber keine toxischen Nebenwirkungen berichten. Das Wirkmolek{\"u}l von Benzochinonen sind Semichinonradikale bzw. reaktive Sauerstoffspezies. Um die Bildung von Semichinonradikalen auszul{\"o}sen, sind Elektronendonoren wie Ascorbins{\"a}ure notwendig. Dies gilt f{\"u}r Benzochinone als Referenzsubstanz, nicht aber f{\"u}r Benzochinone in Avemar. Die zytotoxische Wirkung der Benzochinone als Referenzsubstanz wurde durch Zugabe von Katalase bzw. N-Acetylcystein nahezu vollst{\"a}ndig aufgehoben. Katalase und N-Acetylcystein zerst{\"o}ren Wasserstoffperoxid, was best{\"a}tigt, dass an der zytotoxischen Wirkung von Benzochinonen Wasserstoffperoxid beteiligt ist. F{\"u}r Benzochinone in Avemar wurde dies nicht beobachtet. Somit wurde erstmals gezeigt, dass Benzochinone mit großer Wahrscheinlichkeit nicht f{\"u}r die zytotoxische Wirkung von Avemar verantwortlich sind. Die Suche nach dem Hauptwirkmechanismus von Avemar darf deshalb als noch nicht abgeschlossen gelten.},
  subject      = {Benzochinone},
  language  = {de}
}