13C-Stoffflussanalyse an HepG2-Zellen zur Untersuchung des Einflusses von lebertoxischen Arzneimitteln auf den primären Stoffwechsel

Abstract

Toxizität ist einer der Hauptgründe für den Marktrückzug von Medikamenten. Lebertoxizität bildet dabei die Mehrheit. Insbesondere Lebertoxizität wird oft erst nach der Zulassung von Medikamenten erkannt, da u.a. Tierstudien nur etwa 50 % Korrelation mit der Toxizität am Menschen aufweisen. Zellbasierte Methoden zur Toxizitätstestung sind eine Alternative dazu. Die 13C MFA (engl. 13C-Metabolic Flux Analysis; 13C-Stoffflussanalyse) ist eine Methode, um den primären Stoffwechsel von u.a. Säugerzellen quantitativ abzubilden. Diese Methode könnte zum Abbilden von Veränderungen im Stoffwechsel von Zellen unter Medikamenteneinfluss genutzt werden. Das Ziel der vorliegenden Arbeit war die Nutzung der 13C MFA zur Erkennung von durch Medikamente verursachten lebertoxischen Mechanismen im primären Stoffwechsel. Zusammengefasst konnte in der vorliegenden Arbeit die Eignung der 13C-MFA an HepG2-Zellen zur Abbildung von Veränderungen im primären Stoffwechsel nachgewiesen werden.

Toxicity is one of the main reasons to retract a drug from the market, with liver toxicity being one of the most important causes. Particularly liver toxicity is often only detected after approval of the drug, since the correlation between animal studies and humans is only about 50 %. To supplement this data cell based assays are used in preclinical studies. 13C metabolic flux analysis (13C-MFA) is a method to quantify the primary metabolism of e.g. mammalian cells. This method could be used to display changes in the primary metabolism of cells under the influence of drugs. In this work we established a 13C metabolic flux analysis with HepG2 cells. We could also show certain changes according to literature in the primary metabolism of the treated cells in comparison to the untreated cells. In summary we demonstrated the suitability of 13C-MFA to display drug induced changes in the primary metabolism of HepG2 cells.