Masterarbeit

Transport methylierter Thioarsenate durch ein in vitro-Dünndarm-Modell

Franziska Geist (07/2014-10/2015)

Betreuer: Britta Planer-Friedrich, Sinikka Hinrichsen

Methylierte Thioarsenate sind Produkte der Darm-Mikroflora nach einer Exposition mit Arsen. Über das Ausmaß der intestinalen Absorption dieser Verbindungen ist jedoch wenig bekannt. Ziel dieser Arbeit war es, die intrazelluläre Retention und den intestinalen Transport von Monomethylmonothioarsenat, Dimethylmonothioarsenat, Monomethylarsenat und Dimethylarsenat durch ein in vitro-Dünndarm-Modell mit der menschlichen Zelllinie Caco-2 abzuschätzen. Die apikale Seite wurde mit 2,7 µM der entsprechenden Verbindung behandelt. Nach 2, 4, 6 und 8 h wurden die basalen und intrazellulären Arsengesamtkonzentrationen mittels ICP-MS bestimmt. Die Bedeutung von Phosphattransportern wurde über phosphatfreie Transportexperimente ermittelt. Aufgrund von Schädigungen an den Zellschichten konnte die Bedeutung des parazellulären Transportwegs nicht abgeschätzt werden. Nur nach der Behandlung mit Dimethylmonothioarsenat konnte eine ausgeprägte intrazelluläre Arsenretention (2,8 ± 0,2 % As/10⁶ Zellen nach 8 h) festgestellt werden. Der Arsentransport durch die Zellschicht war dabei ebenfalls der höchste (7,3 ± 1,5 % As/10⁶ Zellen nach 8 h; scheinbarer Permeabilitätskoeffizient (Papp) 0,65 ± 0,10·10^-6 cm/s). Für die Behandlungen mit den drei anderen Verbindungen fiel der Arsentransport geringer aus (0,7 – 2,7 % As/10⁶ Zellen nach 8 h; Papp 0,11·10^-6 - 0,13·10^-6 cm/s). Die Ergebnisse der phosphatfreien Experimente deuten darauf hin, dass apikale Phosphattransporter für die Absorption von Dimethylmonothioarsenat und in geringerem Maße auch für die von Monomethylmonothioarsenat bedeutend sind. In Anbetracht der präsystemischen Bildung von Dimethylmonothioarsenat durch die Thiolierung von Dimethylarsenat, seiner hohen Toxizität und seiner deutlichen intestinalen Absorption kann Dimethylmonothioarsenat als eine Verbindung mit hoher toxischer Relevanz für den menschlichen Körper betrachtet werden.