Humanes Darmsystem:
Caco-2 Barrieremodell für physiologische, toxikologische und pharmakologische Untersuchungen
Ziel des Projekts
Die Bioverfügbarkeit (= die Geschwindigkeit und die Menge, in denen ein Wirkstoff aus einem Nahrungsmittel bzw. Arzneimittel freigesetzt wird, vom Körper aufgenommen und an seinem vorbestimmten Wirkort verfügbar ist) eines Wirkstoffes im Körper ist sehr wichtig für die Ausübung seiner biologischen Funktionen in den Zielzellen. Mit Hilfe der Untersuchungen wird nachgewiesen, in wie weit Wirkstoffe die Membran-Integrität bzw. -Barriere (=Permeabilität) und die Transportaktivität der intestinalen Zellen in einem In-vitro-Zellkultursystem beeinflussen und so die Bioverfügbarkeit verändern können.
In einem Caco-2(Darm)-Barriere-Modell werden die biologischen und physiologischen Effekte von verschiedenen Wirkstoffen aus Nahrungsmitteln, Zusatzstoffen und Arzneimitteln auf Darmzellen untersucht. Weiterhin wird der Transport der verschiedenen Wirkstoffen über die Darmbarriere, und deren Einfluss auf die Darmbarrierefunktion (Membranintegrität) erforscht.
Hintergrund des Projekts
Der Darm, der wichtigste Teil des Verdauungstraktes, ist beim erwachsenen Menschen zirka acht Meter lang und besitzt eine Oberfläche von etwa 400 bis 500 m². Darmzellen, die für die Verdauung und die Absorption von Nahrung spezialisiert sind, kleiden ihn aus.
Das einschichtige Darmepithel grenzt als natürliche Barriere zum Darmlumen. Über das Epithel gelangen die Substanzen in die Blutbahn. Die Nährstoffe müssen die Darmbarriere passieren können, damit sie bioverfügbar werden. Bakterien mit deren Toxinen werden durch die natürliche Barriere am Eindringen gehindert. Wird die Darmbarriere bei akuter und chronischer Einwirkung von Fremd- und Wirkstoffen geschädigt, können die im Darm vorhandenen Bakterien und Toxine ungehindert eindringen. Entstehende Entzündungen beeinträchtigen die Aufnahme Substanzen aus der Nahrung. Daher ist die Aufrechterhaltung der Darmbarriere lebenswichtig. Die Wirkstoffe aus einem Nahrungsmittel bzw. Arzneimittel werden vom Darmlumen über das Darmepithel mittels verschiedener Transportmechanismen aufgenommen. Zahlreiche Prozesse sind an die Regulation der Transportgeschehen beteiligt und Krankheiten entstehen, wenn die Darmbarrierefunktion akut oder chronisch beeinträchtigt oder gar zerstört ist.
Im Darmprojekt wird erforscht, in welcher Weise Wirkstoffe die Darmbarriere durchdringen und sie beeinflussen. Regulationsmechanismen, die für die Aufrechterhaltung der Barriere sorgen, sind ein aktuelles biomedizinisches Forschungsgebiet und für die Entwickler und Hersteller von Nahrungsmitteln und pharmakologisch wirksamen Produkten von Interesse.
Beteiligte Labore
BioMed-zet Life Science GmbH
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