dc.contributor.author
Helal, Racha
dc.date.accessioned
2018-06-08T01:33:51Z
dc.date.available
2011-06-16T12:42:22.202Z
dc.identifier.uri
https://refubium.fu-berlin.de/handle/fub188/13529
dc.identifier.uri
http://dx.doi.org/10.17169/refubium-17727
dc.description.abstract
Plants are an important source to identify clinically useful and safe natural
products that can support the immune system and alleviate or prevent
bacterial, viral and even tumor diseases. Lysozyme is one of the most
important factors of innate immunity and a unique enzybiotic in that it exerts
not only antibacterial activity, but also antiviral, anti-inflammatory,
anticancer and immunomodulatory activities. As bacteria become progressively
more resistant to exogenously applied antibiotics, herbal medicines that
affect innate immunity components, such as lysozyme, may offer new therapeutic
approaches. There is only little data in the literature concerning the
influence of medicinal plants and natural products on the production and
release of lysozyme activity in human cells. The principal purpose of the
present work was to investigate medicinal plants and natural products as
potential resources for identifying immune-modulatory agents through affecting
lysozyme activity levels secreted form the human cells, including several
herbal extracts and its isolated phytochemicals, saponins, essential oils,
flavonoids and propolis. We have investigated several methods to determine
lysozyme activity of human cells. This work represents a new fluorescence-
based assay, which has been proved to be highly sensitive method for detecting
lysozyme activity at low levels e.g. in cell culture systems. The classical
turbidimetric microplate assay has been illustrated to provide an inexpensive
method with less sensitivity in comparison with the fluorometric assay.
Contrary to methods such as ELISA, in which lysozyme is detected only as a
protein, the sensitive fluorometric method used in our experiments can measure
directly the activity of lysozyme. Because the level of active lysozyme may be
more relevant for elucidating the biological properties and the defensive role
of this protein, the fluorometric assay would provide more meaningful results
for assessing the biological activity of the tested substances than that
provided by the enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA). Furthermore, we
have identified human monocytic and epithelial cell systems suitable for
lysozyme-regulation studies that can produce and release detectable amounts of
lysozyme activity in cell cultures. By utilizing these cell systems we could
find several herbal, bacterial and synthetic products as stimulators or
inhibitors of lysozyme activity levels in human cells. Demonstrated ability of
several herbal extracts and phytochemicals to enhance the release and/or
production of lysozyme activity in monocytes and epithelial cells has
presented a novel mechanism of action that contributes to explaining important
biological characteristics of these natural products, including antibacterial,
antiviral, anti-tumor, anti-ulcer, anti-inflammatory and immune-stimulating
properties. This work has presented for the first time novel immune-
stimulatory activity of tomatine, aconitine and other natural products through
the stimulation of the secretion of lysozyme, the important defense molecule
of the innate immune system, which is able to control the growth of
susceptible bacteria and to modulate host immunity against infections and
depressions of immune responses.
de
dc.description.abstract
Pflanzen sind eine wichtige Quelle, um klinisch nützliche und sichere
Naturprodukte zu identifizieren, die das Immunsystem unterstützen und
bakterielle, virale und Tumor Erkrankungen abwehren oder lindern können.
Lysozym ist einer der wichtigsten Faktoren der angeborenen Immunität und ein
Enzym-basierendes Antibiotikum, das auch antivirale, antiinflammatorische,
antitumorale und immunmodulatorische Wirkung aufweist. Da Bakterien zunehmend
resistent gegen exogen applizierte Antibiotika geworden sind, können
pflanzliche Arzneimittel, die wichtige Komponenten der angeborenen Immunität
wie Lysozym beeinflussen, neue therapeutische Ansätze bieten. Es gibt nur sehr
wenige Daten in der Literatur über den Einfluss von Heilpflanzen und
Naturstoffen auf die Produktion und Freisetzung von Lysozym-Aktivität in
humanen Zellen. Der Hauptzweck der vorliegenden Arbeit war es, Heilpflanzen
und Naturstoffe als potenzielle Ressourcen für die Identifizierung
immunmodulatorischer Substanzen durch Beeinflussung der Lysozym-Aktivität in
humanen Zellen zu untersuchen, darunter mehrere Drogenextrakte und seine
isolierte Pflanzenstoffe, Saponine, ätherische Öle, Flavonoide und Propolis.
Wir haben verschiedene Methoden untersucht, um den Lysozymgehalt humaner
Zellen zu bestimmen. Diese Arbeit stellt einen neuen Fluoreszenz-Assay vor,
der sich als hochempfindliche Methode zur Bestimmung von Lysozym-Aktivität in
niedrigen Konzentrationen z.B. in den Zellkultur-Systemen erwies. Der
klassische turbidimetrische Mikrotiterplatten-Assay wurde als kostengünstige
Methode mit geringerer Empfindlichkeit im Vergleich zu dem fluorimetrischen
Assay verwendet. Im Gegensatz zu Methoden, wie ELISA-Verfahren, in denen
Lysozym nur als Protein nachgewiesen wird, kann die in unseren Untersuchungen
verwendete sensitive fluorimetrische Bestimmungsmethode die Lysozym-Aktivität
direkt messen. Da für die antibakteriellen und immunmodulierenden
Eigenschaften des Lysozyms seine enzymatische Aktivität entscheidend ist,
bietet die fluorimetrische Bestimmungsmethode eine sicherere Basis zur
Beurteilung der biologischen Aktivität der eingesetzten Stoffen im Vergleich
zum ELISA-Technik. Darüber hinaus wurden für Lysozymregulationsstudien
geeignete Zelllinien humaner Monozyten und Epithelzellen identifiziert, die
nachweisbare Mengen von Lysozym-Aktivität in Zellkulturen produzieren und
freisetzen konnten. Durch die Nutzung dieser Zellsysteme konnten mehrere
pflanzliche, bakterielle und synthetische Produkte als Stimulatoren oder
Inhibitoren von Lysozym Aktivität in menschlichen Zellen getestet werden. Die
nachgewiesene Fähigkeit von mehreren Drogenextrakten und Naturstoffen, die
Freisetzung und/oder Produktion von Lysozym-Aktivität in Monozyten und
Epithelzellen zu steigern, zeigte einen neuartigen Wirkmechanismus, der
wichtige biologische Eigenschaften wie antibakterielle, antivirale, anti-
inflammatorische, antitumorale, anti-Ulcus und immunstimulierende
Eigenschaften der eingesetzten Stoffe erklären kann. Diese Arbeit konnte zum
ersten Mal eine neuartige immunstimulierende Wirkung von Tomatin, Aconitin und
vielen anderen Naturprodukten durch Stimulation der Lysozymaktivität
vorstellen.
de
dc.format.extent
VIII, 180 S.
dc.rights.uri
http://www.fu-berlin.de/sites/refubium/rechtliches/Nutzungsbedingungen
dc.subject
Lysozyme activity
dc.subject
human cell lines
dc.subject
plant extracts
dc.subject
natural products
dc.subject
innate immunity
dc.subject.ddc
500 Naturwissenschaften und Mathematik::540 Chemie
dc.subject.ddc
500 Naturwissenschaften und Mathematik::570 Biowissenschaften; Biologie
dc.title
Biopharmaceutical investigations of the effects of immune-modulatory plant
extracts and phytochemicals on lysozyme expression in human cells
dc.contributor.contact
rachahelal@yahoo.de
dc.contributor.contact
rhelal@hotmail.de
dc.contributor.firstReferee
Prof. Dr. Matthias F. Melzig
dc.contributor.furtherReferee
Prof. Dr. Hendrik Fuchs
dc.date.accepted
2011-06-14
dc.identifier.urn
urn:nbn:de:kobv:188-fudissthesis000000022966-9
dc.title.translated
Biopharmazeutische Untersuchungen zur Wirkung pflanzlicher Extrakte und
isolierter Naturstoffe auf Lysozym-Aktivität in humanen Zellen
de
refubium.affiliation
Biologie, Chemie, Pharmazie
de
refubium.mycore.fudocsId
FUDISS_thesis_000000022966
refubium.mycore.derivateId
FUDISS_derivate_000000009513
dcterms.accessRights.dnb
free
dcterms.accessRights.openaire
open access