Metabolismus vybraných stilbenoidů v buňkách střevní sliznice

Bc. Kateřina Tomisová

Master's thesis

Metabolism of selected stilbenoids in intestinal epithelial model

Abstract:

Resveratrol je molekula ze skupiny stilbenů obsažená především v červeném víně. Trans izomeru je připisována významná biologická aktivita. Otázkou je ovšem jeho biologická dostupnost a metabolismus jeho konfiguračního cis izomeru a mikrobiálních metabolitů, protože i u těchto látek je postupně objevována biologická aktivita.V této práci byly otestovány vzorky trans-resveratrolu, jeho metabolitu dihydroresveratrolu a konfiguračního izomeru cis-resveratrolu v in vitro modelu střevní sliznice v závislosti na struktuře molekuly. Tyto tři molekuly byly samostatně aplikovány na standardní Caco-2 buněčnou linii kultivovanou na membránách Transwell TM systému. Následně byly odebírány vzorky z bazolaterální i apikální části inserty, a nakonec i vzorky samotných Caco-2 buněk. Vzorky byly podrobeny UHPLC/Q-TOF MS analýze, při které byly detekovány aplikované látky a jejich konjugáty. Cílem práce bylo zjistit a porovnat metabolismus fáze II tří aplikovaných molekul uvnitř střevních buněk v závislosti na struktuře jejich molekuly.Výsledky našeho experimentu ukazují, že metabolismus konfiguračních izomerů resveratrolu vede k různým poměrům sulfátových a glukuronidových konjugátů. Hlavním konjugátem trans-resveratrolu byl detekován sulfát, zatímco u cis-resveratrolu byl hlavním konjugátem detekován glukuronid. Dihydroresveratrol obsahující ethanový můstek podstoupil během intracelulárního metabolismu nejrozsáhlejší konjugaci, která dominantně vedla ke vzniku glukuronidu. Příčinou je pravděpodobně substrátová specifita exprimovaných typů glukuronyltransferáz a sulfotransferáz na základě struktury substrátu. Volnější otáčivost ethanového můstku v molekule dihydroresveratrolu může vést k proměnlivosti struktury molekuly, která se tak stane substrátem pro větší množství glukuronyltransferáz s různou substrátovou specifitou.

Abstract:

Resveratrol molecule belongs to a group of stilbenes contained mainly in a red wine. A significant biological activity is attributed to the resveratrols trans isomer. However, the bioavailability of resveratrols and metabolism of its cis isomer configuration and microbial metabolites are still open questions - a biological activity is discovered also in these substances.Samples of trans-resveratrol, its metabolite dihydroresveratrol and cis-resveratrol configuration isomer were tested in an in vitro model of an intestinal mucosa depending on a structure of the molecule in this work. These three molecules were separately applied to a standard Caco-2 cell line cultured on Transwell TM membranes. Subsequently, samples were taken from both a basolateral and an apical parts of the inserts, and also from the Caco-2 cells. The samples were subjected to UHPLC/Q-TOF MS analysis in order to detect the applied substances and their conjugates. The aim of this work was to discover and compare the phase II metabolism of three applied molecules within the intestinal cells in dependence on their molecule structure.The results of our experiment show that the metabolism of resveratrol configuration isomers results in different ratios of sulfate and glucuronide conjugates. Sulfate was detected as the main trans-resveratrol conjugate, whereas glucuronide was detected as the main conjugate for cis-resveratrol. The ethane bridge-containing dihydroresveratrol undergoes the most extensive conjugation during intracellular metabolism, leading to glucuronide formation. The cause is probably the substrate specificity of the expressed types of glucuronyltransferases and sulfotransferases based on substrate structure. The looser rotation of the ethane bridge in the dihydroresveratrol molecule can lead to variability in the structure of the molecule, which than becomes a substrate for a greater amount of glucuronyl transferases with different substrate specificities.

Keywords

stilben, resveratrol, intestinální metabolismus, caco-2 buňky, resorpce

Keywords

stilbene, resveratrol, intestinal metabolism, caco-2 cells, resorption

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 12. 4. 2019

Thesis defence

• Supervisor: doc. Ing. Jaroslav Havlík, Ph.D.

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Agrobiology, Food and Natural Resources

Master programme / field:
Nutrition and Foodstuffs / Nutrition and Foodstuffs