Identification and characterization of plant-based products with antioxidant and anti-proliferative effects has received much interest over the past few years as possible therapeutic mean for treatment of diseases likely to be associated to oxidative stress (such as atherosclerosis, diabetes, and cancer). This study provides characterization of in vitro antioxidant and/or anti-proliferative potential and phytochemical profile of (i) 39 wine samples of underutilized Georgian grapevine cultivars, (ii) extracts of 22 samples of medicinal plants from Ethiopia and (iii) 23 samples of edible and medicinal plants from Peruvian Amazon. For this purpose, 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl radical assay (DPPH), oxygen radical absorbance capacity (ORAC) assay, total phenolic content (TPC), and cell viability assay based on metabolization of tetrazolium bromide (MTT) to formazan, together with methods based on high performance liquid chromatography (HPLC-ultra violet/visible spectrometry and HPLC-tandem mass spectrometry) were used. Georgian red wines (particularly Saperavi cultivars) exhibited higher antioxidant capacity (average DPPH and ORAC values at 5.1 and = 10.6 g TE/L wine, respectively) in comparison to Central and West European cultivars [Pinot Noir (DPPH = 3.1 and ORAC = 9.4 g TE/L wine), Cabernet Sauvignon (DPPH = 3.0 and ORAC = 7.3 g TE/L wine) and Cabernet Moravia (DPPH = 2.0 and ORAC = 8.5 g TE/L wine)]. Georgian wines contained significantly greater concentrations of quercetin (between 14.44 and 1.07 ug/mL), kaempferol (between 1.68 and 0.03 ug/mL) and syringic acid (between 12.59 and 4.72 ug/mL), whereas possessed lower quantities of resveratrol (between 5.11 and 0.32 ug/mL) in comparison to Central and West European wines. Amongst edible and medicinal plants from Ethiopia and Peruvian Amazon, only Dodonaea angustifolia (IC50 for DPPH = 22.2 ug/mL, ORAC = 767.6 ug TE/mg extract; IC50 for Hep-G2 = 120.0 ug/mL), Rumex nepalensis (IC50 for DPPH = 5.7 ug/mL, ORAC = 1061.4 ug TE/mg extract; IC50 for Hep-G2 = 50.5 ug/mL), Inga edulis (DPPH and ORAC = 337.0 and 795.7 ug TE/mg extract; IC50 for Hep-G2 and HT-29 = 36.3 and 57.9 ug/mL) and Oenocarpus bataua (DPPH and ORAC = 903.8 and 1024.4 ug TE/mg extract; IC50 for Hep-G2 and HT-29 = 102.6 and 38.8 ug/mL) have demonstrated combinatory antioxidant/anti-proliferative efficacy. Selective anti-proliferative activity was observed for Verbascum sinaiticum (IC50 for Hep-G2 = 80.6 ug/mL) and Annona montana (IC50 for Hep-G2 and HT-29 = 2.7 and 9.0 ug/mL, respectively). Above-mentioned plant material showed only weak or non-toxic effects towards normal cell line. Despite the fact that extracts of Jasminum abyssinicum (IC50 for DPPH = 26.3 ug/mL, ORAC = 1023.7 ug TE/mg extract), Rumex nepalensis (IC50 for DPPH = 5.7 ug/mL, ORAC = 1061.4 ug TE/mg extract), Mauritia flexuosa (DPPH and ORAC = 1062.9 and 645.9 ug TE/mg extract), Myrciaria dubia (DPPH and ORAC = 641.9 and 642.6 ug TE/mg extract) and Theobroma grandiflorum (DPPH and ORAC = 714.8 and 821.9 ug TE/mg extract) have exhibited considerable antioxidant effect, these species were found to possess moderate to low anti-proliferative potential or have shown to be toxic to normal cells line. In all cases it was detected that phenolic compounds content correlated strongly with antioxidant activity, however weakly with anti-proliferative effect. Results suggest above-mentioned species as prospective materials for further development of novel plant-based agents effective against oxidative stress related diseases. However, it is necessary to perform further research which would be focused on detailed characterization of their chemical composition, pharmacological effects and toxicological safety, in order to verify their possible practical use.

Die Zellen des Multiplen Myeloms (MM) zeichnen sich durch eine klonale Heterogenität aus, die eine kurative Therapie erschwert und zu Resistenzen gegenüber Medikamenten führt. Neue Substanzen, wie die Smac Mimetics Birinapant, BV6 und LCL161, sollen durch Nachahmung des in der Krebszelle reduziert vorkommenden Gegenspielers (SMAC/Diablo) der Apoptose-Inhibitoren (IAPs) die Apoptose der entarteten Zellen induzieren. In der vorliegenden Arbeit wurde die Wirksamkeit der Smac Mimetics Birinapant, BV6 und LCL161 und der Zytostatika Docetaxel und Paclitaxel auf 10 humane MM-Zellen in vitro untersucht. Es konnte bei einigen Zelllinien ein synergetischer Effekt auf die Reduktion der Zellzahl in einer Kombinationstherapie mit den Smac Mimetics und den Zytostatika nachgewiesen und teilweise Resistenzen überwunden werden. Weitere Forschungsarbeit zu Kombinationstherapien mit Smac Mimetics sollen deren Rolle und klinischen Nutzen in einer Therapiemöglichkeit bei rezidivierenden und refraktären MM-Patienten untersuchen. / In multiple myeloma malignant plasma cells show a high level of clonal heterogeneity which leads to resistance to current medication and furthermore bad prognosis of treatment. New developed substances like Smac Mimetics Birinapant, BV6 and LCL161 shall induce apoptosis in multiple myeloma cells in imitating of the cellular protein SMAC/Diablo which is an antagonist of apoptosis inhibitors. This study investigates the in vitro effectiviness of the SMAC Mimetics Birinapant, BV6 and LCL161 and of the cytostatics Docetaxel and Paclitaxel on 10 human multiple myeloma cells. Some celllines showed in a combination treatement with Smac Mimetics and zytostatics a synergetic effect on cell viability and an overcoming of drug resistance. Further studies shall investigate the benefits and clinical use of combination treatment with Smac Mimetics for patients with recurrent and refractory multiple myeloma.

Die vorliegende Arbeit zeigt eine Möglichkeit auf, die bisher meist erfolglose Chemotherapie des malignen Melanoms zu verbessern: Durch Inhibition des Transkriptionsfaktors NF-kB, der für die Regulation vieler tumorrelevanter Gene verantwortlich ist, konnten die Tumorzellen gegenüber der Wirkung von Zytostatika sensibilisiert werden. Zunächst wurden acht verschiedene Melanomzellen in Bezug auf ihre NF-kB-Aktivität und der Expression NF-kB-regulierter Proteine vergleichen. Es konnte gezeigt werden, dass die Mehrzahl der Melanomzellen über konstitutive Aktivität von NF-κB verfügt. Dabei bestand kein eindeutiger Zusammenhang zwischen der Expression NF-kB-regulierter Proteine und der Aktivität dieses Transkriptionsfaktors im Kern, was komplexe Regulationsmechanismen bei der Transkription und Translation vermuten lässt. Anhand einer ausgewählten Melanomzelllinie konnte gezeigt werden, dass zwei verschiedene NF-kB-Inhibitoren, der Proteasom-Inhibitor Bortezomib und der neue IKK-Inhibitor KINK-1 die Aktivität von NF-kB deutlich hemmen. Beim Vergleich beider NF-kB-Inhibitoren ließen sich unerwartet verschiedene molekulare Wirkungsmechanismen nachweisen: Während Bortezomib konzentrationsabhängig eine sehr starke Induktion von NOXA, eine Induktion von p53 sowie eine Abnahme von Cyclin D1 bewirkte, zeigte KINK-1 seine Effekte vor allem in der Reduktion von Chemokinen wie IL-8 und MCP-1. Passend zur Veränderung der Expression zellzyklus-relevanter Proteine hatte Bortezomib einen stärkeren Effekt auf den Zellzyklus als KINK-1. Beide Inhibitoren wurden mit verschiedenen Zytostatika kombiniert und konnten einerseits die Apoptoseinduktion durch Zytostatika verstärken und andererseits die durch Zytostatika reduzierte Invasion weiter reduzieren. Allerdings zeigte sich bei der Untersuchung tumorrelevanter Chemokine, dass KINK-1 im Gegensatz zu Bortezomib synergistische Effekte mit Camptothecin und Doxorubicin aufweist. Trotz molekularer Unterschiede bewirkten beide NF-kB-Inhibitoren vergleichbare funktionelle Effekte auf zellulärer Ebene. Dies galt auch für ein präklinisches in-vivo-Modell, in dem die experimentelle Lungenmetastasierung von B16F10-Melanomzellen in Mäusen ermittelt wurde: Hier wurden die Mäuse mit Camptothecin, KINK-1 und Bortezomib allein im Vergleich zu den jeweiligen Kombinationen aus Zytostatikum und NF-kB-Inhibitor behandelt. Beide Kombinationen zeigten eine signifikante Reduktion des Lungengewichts im Vergleich zu Camptothecin allein. Diese Arbeit konnte also den Nutzen aus NF-kB-Inhibition in Kombination mit Zytostatika für die hier verwendeten Substanzen bekräftigen und dabei einige molekulare Unterschiede aufdecken. / Metastasized melanoma is almost resistant to chemotherapie. Constitutive or drug-induced upregulation of NF-kB is one reason for this chemoresistance. That's why inhibition of NF-kB may increase susceptibility to cytostatic drugs. Here, two different mechanisms of NF-kB-inhibition, proteasome inhibition by bortezomib and IkB kinase-beta (IKKbeta) inhibition by the kinase inhibitor of NF-kB-1 (KINK-1) are examined in their antitumoral efficacy and combined with camptothecin. When combined with camptothecin, either of the two NF-kB-inhibiting principles synergistically increased apoptosis and decreased invasion in vitro. In addition, when C57BL/6 mice were intravenously injected with B16F10 melanoma cells, the combination of camptothecin and either of the two compounds (bortezomib and KINK-1) significantly reduced pulmonary metastasis compared to either mono-treatment. However, molecular analysis revealed different mechanisms of the two NF-kB-inhibitors, resulting in the same functional effect. This study shows tow principles of NF-kB-inhibition that successfully augment susceptibility to cytostatic drugs in malignant melanoma.

Univ., Diss.--Regensburg, 2001.

Universiẗat, Diss.--Bonn, 2001.

Tierärztliche Hochsch., Diss., 2005--Hannover.