Aufgabe der vorliegenden Arbeit war es, die Substanz Usninsäure aus chilenischen Flechten hinsichtlich ihrer Wirkungsweise unter UV-B-Lichtbestrahlung im Zellkulturmodell zu erforschen. Zunächst wurden Untersuchungen zur Dunkeltoxizität der Usninsäure auf menschliche lymphoide Zellen (Jurkat-Zellen) durchgeführt. Die Zellen wurden nach Inkubation mit verschiedenen Usninsäurekonzentrationen und variierten Inkubationszeiten auf direkte Membranzytotoxizität geprüft und ebenfalls wurde die metabolische Aktivität bestimmt. In einem Konzentrationsbereich von 1x10-8 M bis 1x10-4 M Usninsäure ließ sich keine Dunkeltoxizität für die eingesetzten Jurkat-Zellen ermitteln. Im Mittelpunkt der experimentellen Arbeit stand außerdem die Erforschung der Usninsäurewirkung unter verschiedenen UV-B-Bestrahlungsdosen hinsichtlich eines antioxidativen oder prooxidativen Effekts. Hierzu kamen unterschiedliche UV-B-Dosen bei unterschiedlichen Usninsäurekonzentrationen zum Einsatz. Zusätzlich sollte durch weitere Variation der Ausgangsbedingungen wie Inkubationszeit und Umgebungstemperatur im ersten Teil untersucht werden, ob die von den Zellen akkumulierte Usninsäure dabei ihre Wirkungsweise verändert. Zur Beurteilung des Effektes wurden bei den Experimenten mit Jurkat-Zellen der Eosintest zur Ermittelung der prozentualen Überlebensrate und der XTT zur photometrischen Bestimmung der metabolischen Aktivität eingesetzt. Es hat sich gezeigt, dass die mit Usninsäure in einer Konzentration von 1x10-8 M bis 1x10-6 M inkubierten Zellen bei UV-B-Dosen von 20 – 1000 mJ/cm² eine höhere Überlebensrate und einen besseren Metabolismus aufwiesen, als die Zellen, die nicht mit Usninsäure inkubiert worden, aber gleichen UV-B-Bestrahlungsdosen ausgesetzt waren. Dies kann auf antioxidativen Eigenschaften der Usninsäure zurückgeführt werden. Weiterhin wurden die Jurkat-Zellen mit 1x10-4 M Usninsäure inkubiert und mit UV-B-Dosen von 1 J/cm² bis 14 J/cm² bestrahlt. Auch hier kam der Eosintest zur Ermittelung der prozentualen Überlebensrate und der XTT zur photometrischen Bestimmung der metabolischen Aktivität zum Einsatz. Die Jurkat-Zellen wiesen eine verringerte Überlebensrate sowie einen verminderten Metabolismus im Vergleich zu Zellen in Medium ohne Zusätze auf, so dass ein prooxidativer Effekt der Usninsäure anzunehmen ist. Im zweiten Teil der Promotionsarbeit wurden Untersuchungen zur Zytotoxizität der Usninsäure auf menschliche Keratinozyten (HaCaT-Zellen) durchgeführt. Zur Ermittlung einer Toxizität diente der ViaLight Plus Cell Proliferation and Cytotoxicity BioAssay (Vialight-Assay), mit dem die metabolische Aktivität der Zellen bestimmt wird. Zusätzlich wurde diese Methode mit dem carboxy-DC-FDA-Assay (DC-FDA-Assay) kombiniert. Dieser Assay zeigt mittels Fluoreszenz die intrazellulär, durch UV-Bestrahlung entstandenen, Radikale an. Eine anti- oder prooxidative Wirkung der Usninsäure konnte daher anhand der gemessenen Radikale nachgewiesen werden. Die Kombination mit dem Vialight-Assay diente dazu, diejenige Konzentration zu finden, bei der die eingesetzten Zellen uneingeschränkt metabolisierten und die Radikale durch die Usninsäure gelöscht wurden. Diese Konzentration lag bei den eingesetzten HaCaT-Zellen bei 1x10-8 M Usninsäure. Die Untersuchungen zur Substanz Usninsäure stellen einen Anfang zur Erforschung natürlicher Substanzen aus Flechten im Hinblick auf antioxidative und prooxidative Eigenschaften unter UV-B-Lichtbestrahlung dar. Weitere intensive Studien zu dieser und ähnlichen Substanzen sind nötig, um das gesamte Wirkungsspektrum zu erfassen und um diese am Menschen anwenden zu können.
Natural compounds which can behave as antioxidants and protect against UV- radiation may well have medical and cosmetic value. Usnic acid, which can be obtained from lichens offer such a potential. The latter is one of the best known and reviewed compounds present in lichens and exhibits many properties of value such as antibiotic, antitumor and UV-filter-effects. We report studies of the potential antioxidant and prooxidant activity of usnic acid extracted from Xanthoparmelia farinosa (Vainio) using a human lymphocyte cell line (Jurkat-cells) under UV-B-irradiation. Cell survival and cell metabolism were determined using different conditions such as usnic acid concentration and UV-B-dose. Compared to the controls the cells incubated with usnic acid in concentrations of 1x10-8 and 1x10-6 M showed a higher cell survival and a normal metabolism under low doses of UV-B-light up to 0,1 J/cm². When both higher UV-B-doses (up to 14 J/cm²) and higher concentrations of usnic acid (1x10-4 M) where used, the opposite effect was observed It is concluded that these effects are due to bifunctional (a switch of) antioxidative-prooxidative behaviour of usnic acid under UV-B-irradiation.
