Arzneimittelforschung 2006; 56(6): 483-496
DOI: 10.1055/s-0031-1296816
Mistletoe extracts Iscador®
Editio Cantor Verlag Aulendorf (Germany)

Gene Expression Profiles of Different Breast Cancer Cells Compared with their Responsiveness to Fermented Mistletoe (Viscum album L.) Extracts Iscador from Oak (Quercus), Pine (Pinus), White Fir (Abies) and Apple Tree (Malus) in vitro

Jenny Eggenschwiler
1  HSW - Hochschule Wädenswil, Wädenswil, Switzerland
,
Andrea Patrignani
2  fgcz - Functional Genomic Center Zürich, Zürich University and Eidgenössische Technische Hochschule Zürich, Zürich, Switzerland
,
Ulrich Wagner
2  fgcz - Functional Genomic Center Zürich, Zürich University and Eidgenössische Technische Hochschule Zürich, Zürich, Switzerland
,
Hubert Rehrauer
2  fgcz - Functional Genomic Center Zürich, Zürich University and Eidgenössische Technische Hochschule Zürich, Zürich, Switzerland
,
Ralph Schlapbach
2  fgcz - Functional Genomic Center Zürich, Zürich University and Eidgenössische Technische Hochschule Zürich, Zürich, Switzerland
,
Lukas Rist
3  Paracelsus-Spital, Richterswil, Switzerland
,
Mac H. Ramos
3  Paracelsus-Spital, Richterswil, Switzerland
,
Angelika Viviani
1  HSW - Hochschule Wädenswil, Wädenswil, Switzerland
› Author Affiliations
Further Information

Publication History

Publication Date:
22 December 2011 (online)

Summary

Cytotoxicity assays in vitro (MTT test) showed that the different breast cancer cell lines Kpl-1, MCF-7 and Mfm-223 respond differently to the mistletoe (Viscum album L.) preparations Iscador®. Quercus (Qu), Abies (A), Malus (M) and Pinus (P). In order to determine the differences in the responsiveness of the cells more exactly, the gene expression profiles were determined by cells, which were treated with Mistletoe extracts, compared with untreated control cells. Such differences can be analysed in more detail by looking at the gene expression using Human Whole Genome microarray chips (41,000 genes). The results of the transcriptome analyses suggested that Iscador preparations influenced the overregulation of genes regarding immune defense, stress response, apoptosis and cell-cell adhesion pathways. Within the Mfm-223-Zellen was the Genexpression in all 9 metabolic pathways evident. The Mfm-223 cells included all effects found in MCF-7 and Kpl-1. The MCF-7 cells were affected on the genes which are involved in cell-cell contacts whereas Kpl-1 responded to the mistletoe extracts by changing the mRNA levels of the immune and stress response pathways. Concerning the effects of the mistletoe extract, we conclude that Iscador Qu and M have a greater influence on the immune defense and stress response genes whereas Iscador A tends to affect the cell-cell adhesion and cytoskeleton pathways. In summary, cDNA microarray analyses give us information on whether a cancer cell is sensitive to mistletoe extracts in relation to how many genes are significantly overrepresented after mistletoe treatment, and whether a particular mistletoe extract is more effective on a specific cancer cell than the other preparation.

Zusammenfassung

Genexpressionsprofile verschiedener Brustkrebszelllinien verglichen mit deren Ansprechbarkeit auf fermentierte Mistel (Viscum album L.)-Extrakte Iscador von der Eiche (Quercus), der Kiefer (Pinus), der Weisstanne (Abies) und dem Apfelbaum (Malus) in vitro

Zytotoxizitätstests ergaben bei In-vitro- Experimenten (MTT-Test), dass verschiedene Brustkrebszelllinien wie Kpl-1, MCF-7 und Mfm-223 unterschiedlich auf die Mistelpräparate Iscador® Quercus (Qu), Abies (A), Malus (M) und Pinus (P) reagierten. Um die Unterschiede in der Ansprechbarkeit der Zellen genauer festzustellen, wurden die Genexpressionsprofile von Zellen ermittelt, die mit Mistelextrakten im Vergleich zu unbehandelten Kontrollzellen behandelt wurden. Die cDNA-Mikroarray-Analysen wurden mit Human Whole Genome Microarray-Chips (41 000 Gene) durchgeführt. Aus den Resultaten geht hervor, dass Gene, die der Immunreaktion, Stressantwort, Apoptosis und der Zell-Adhäsion zugeschrieben werden, vermehrt durch die Behandlung mit Mistelpräparaten betroffen waren. Die MCF-7 -Zellen wurden in den Genen beeinflußt, die in die Zell-Zell-Kontakte miteinbezogen werden, während Kpl-1-Zellen auf die Mistelextrakte reagierten, indem sie die mRNA-Niveaus der Immun- und Stressantwort änderten. Bei den Mfm-223-Zellen war die Genexpression in allen 9 betroffenen Stoffwechselwegen nachweisbar. Die MCF-7-Zellen hingegen zeigten vor allem Änderungen in der Genregulation, die mit Zellkontakten und Zytoskelettproteinen zusammenhingen, während bei Kpl-1 vor allem die Immunantwort-bezogenen Gene aktiviert oder deaktiviert wurden. Von den Mistelpräparaten aktivierten Iscador Qu und M vor allem Gene der Immunabwehr und der Stressantwort, während Iscador A tendenziell auf Gene der Zell-Adhäsion und des Zytoskeletts wirkte. Zusammenfassend kann gesagt werden, dass cDNA-Microarray-Daten Aufschluss geben, ob eine Krebszelle resistent oder sensitiv gegenüber bestimmten Mistelpräparaten ist und welches Präparat die effektivste Wirkung zeigt.