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Epigenetik

Vitamin C ist ein wichtiger epigenetischer Ko-Faktor – ein Mangel ist fatal

Wann welches Gen in welcher Zelle abgelesen wird, muss genau reguliert werden. Dies geschieht über das Epigenom, das zum Teil vererbt wird, aber auch von unserem Lebensstil und der Ernährung beeinflusst werden kann.

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Die Funktion von Genen wird über mehrere Mechanismen verändert, ohne die DNA-Sequenz zu verändern. Diese epigenetischen Veränderungen sind vererbbar.

Die Funktion von Genen wird über mehrere Mechanismen verändert, ohne die DNA-Sequenz zu verändern. Diese epigenetischen Veränderungen sind vererbbar.

© Matthieu / stock.adobe.com

Ob ein Gen stumm bleibt oder ob es angeschaltet wird, hängt von Veränderungen an der DNA ab. Bislang sind vor allem folgende epigenetische Modifikationen bekannt: DNA-Methylierung, Histonacetylierung, Histonmethylierung und nicht-codierende RNA [1].

Die DNA-Methylierung ist ein Bereich der intensiv erforscht wird. Durch die Methylierung wird das Ablesen des entsprechenden Gens verhindert. Methylierte Gene sind demnach abgeschaltet, weil eine Transkription nicht mehr möglich ist. Für das Anschalten ist die Demethylierung erforderlich. Eine wichtige Enzymfamilie, die dies umsetzt, ist die der TET-Enzyme (ten-eleven translocation Methylcytosin-Dioxygenasen). Damit spielen TET-Enzyme eine wichtige Rolle, wenn es um Differenzierung und Regeneration geht. Mutationen dieser Enzyme sind ursächlich an onkologischen Erkrankungen beteiligt, denn eine Dysfunktion der TET-Enzyme erhöht das Risiko für Tumorentstehung und -progression. Die Hypermethylierung der DNA hindert die Tumorzellen daran, auf Differenzierungsreize zu reagieren, und bietet einen Schutz vor Chemotherapie. Aber auch die Differenzierung von Immunzellen oder die Regeneration nach einem Schlaganfall oder Rückenmarksverletzungen benötigen TET-Enzyme. Ko-Faktor der TET-Enzyme ist Vitamin C und experimentelle und klinische Studien beobachten, dass eine Supplementierung mit Vitamin C die Effektivität der TET-Enzyme verbessern kann [2, 3].

Fatal, wenn der enzymatische Ko-Faktor fehlt

Es ist biologisch plausibel, dass der Mangel eines enzymatischen Ko-Faktors zu einer eingeschränkten Enzymaktivität führt. Bei onkologischen Patienten kann ein Defizit an Vitamin C die tumorsuppressive Funktion von TET-Proteinen beeinträchtigen – auch wenn keine TET-Mutation vorliegt¬ [3]. Besonders ungünstig wirkt sich ein Vitamin-C-Mangel natürlich bei Patientinnen und Patienten mit TET-Mutationen aus [3]. Es ist bekannt, dass ein Funktionsverlust von TET2 zu einer schlechten Prognose bei akut myeloischer Leukämie (AML) beiträgt. Ein Mangel an Vitamin C kann die Aggressivität der Krankheit verstärken und das Risiko eines Rezidivs weiter erhöhen [3]. Und ein Vitamin-C-Mangel ist insbesondere unter Krebspatientinnen und -patienten sehr häufig [4]. Dies ist einfach erklärbar. Reaktive Sauerstoffverbindungen (ROS), die zum metabolischen Verbrauch von Antioxidantien wie Vitamin C führen, werden bei Krebs während der subklinischen Entzündung im Tumorgewebe gebildet und durch die Operation, Chemotherapie und Bestrahlung induziert [4]. Es ist bekannt, dass ein Vitamin-C-Mangel die Tumor-Progression begünstigt [3, 5, 6]. Eine Erklärung hierfür ist die Hypermethylierung der DNA, die das Ablesen wichtiger tumorsuppressiver Gene verhindert [3].

Intravenöses Vitamin C kann die TET-Aktivität bei AML verbessern

Dies ist das Ergebnis einer randomisierten klinischen Studie (RCT) bei älteren Menschen mit akuter myeloischer Leukämie (AML) [2]. TET2-Mutationen bei Krebspatienten sind fast immer heterozygot. Das legt nahe, dass die Verstärkung der verbleibenden TET2-Aktivität, die durch das funktionsfähige Wildtyp-TET2-Allel kodiert wird, oder die Wiederherstellung der Aktivität von funktionell defekten mutierten TET2-Proteinen eine praktikable therapeutische Strategie für die Behandlung von Patienten mit AML sein könnte [3]. In der erwähnten RCT erhielten 73 ältere Patientinnen und Patienten (im median 68,2 Jahre) mit neu diagnostizierter primärer oder sekundärer AML entweder die Kombination aus Decitabin, Granulozyten-Kolonie-stimulierenden Faktor, Cytarabin und Aclarubicin, oder diese Kombination plus täglich intravenöses Vitamin (50-80 mg/kg Körpergewicht) für 9 Tage. Es wurden zwei Therapiezyklen durchgeführt. Studienteilnehmende mit vollständiger oder partialer Remission erhielten 4-5 weitere Therapiezyklen. In-vitro zeigte Vitamin C in dieser Studie synergistische Effekte mit Decitabin auf die TET2-Aktivität der humanen Leukämie-Zelllinien HL-60 und NB4. Nach dem ersten Therapiezyklus zeigten signifikant mehr Patienten in der Vitamin-C-Gruppe eine vollständige Remission (79,92 % vs. 44,11 %; p = 0,004). Zudem war die mediane Gesamtüberlebendzeit in der Vitamin-C-Gruppe signifikant verlängert (15,3 Monate vs. 9,3 Monate, p = 0,039) [2].

Vitamin C ist nicht nur Ko-Faktor der DNA-, sondern auch der Histon-Demethylierung. Deshalb wird eine hochdosierte Vitamin-C-Behandlung als neuartiger therapeutischer Ansatz erforscht, um metabolische oder epigenetische Dysregulationen zu überwinden und beispielsweise das Epigenom von entarteten Zellen neu zu programmieren. Damit könnten Zellen ihre Fähigkeit zur Differenzierung wiedererlangen und besser auf Standard-Chemotherapien ansprechen [3].

Experimentell verbessert parenterales Vitamin C das epigenetische Profil bei Traumata und Infektionen

Infektabwehr und Wundheilung stellen ebenfalls große Herausforderungen an die Epigenetik. TET-Enzyme sind für die Bildung von Antikörper-produzierenden Plasmazellen genauso wichtig wie für die Regeneration von Nervenzellen nach Rückenmarksverletzungen. Ein Vitamin-C-Mangel, der beispielsweise durch Infektionen, chirurgische Eingriffe oder Traumata induziert wird [7, 8], stellt somit eine ernstzunehmende therapeutische Lücke dar, die es zu behandeln gilt.

Eindrucksvoll zeigt eine experimentelle Studie bei Ratten mit Rückenmarksverletzung die Effekte von intra-peritoneal verabreichtem Vitamin C in einer Dosierung von 100 mg/kg Körpergewicht. Vitamin C steigerte die Expression der TET-Gene im motorischen Kortex des Gehirns, förderte die axonale Sprossung in der Läsionshöhle des Rückenmarks und verbesserte die Erholung der Bewegungsfunktion. Die Autoren fassen zusammen, dass die epigenetische Modulation durch Vitamin C zur funktionellen Erholung nach Verletzungen beitragen könnte [9].

Vitamin C ist auch für das epigenetische Profil der Infektabwehr wichtig. Experimentelle Studien zeigen wie es die TET-vermittelte Entwicklung von Antikörper-sezernierenden Plasmazellen [10] [11] oder von dendritischen Zellen fördert [12]. Umgekehrt blockiert ein Vitamin-C-Mangel die Zell-Differenzierung und schwächt somit die humorale Immunantwort auf eine Antigen-Immunisierung ab [11].

Und nicht zu guter Letzt diskutieren Autoren aufgrund der vielversprechenden Ergebnissen aus experimentellen Studien, dass Vitamin C als verjüngender epigenetischer Ko-Faktor betrachtet werden könnte, um die vorzeitige Alterung normal differenzierter erwachsener Zelltypen zu verhindern [3].


1. Gottfried, E. Welchen Einfluss hat die Epigenetik? Pharmazeutische Zeitung:, 2022. 06.02.2022.

2. Zhao, H., et al., The synergy of Vitamin C with decitabine activates TET2 in leukemic cells and significantly improves overall survival in elderly patients with acute myeloid leukemia. Leuk Res, 2018. 66: p. 1-7.

3. Lee Chong, T., E.L. Ahearn, and L. Cimmino, Reprogramming the Epigenome With Vitamin C. Front Cell Dev Biol, 2019. 7: p. 128.

4. Carr, A.C. and J. Cook, Intravenous Vitamin C for Cancer Therapy - Identifying the Current Gaps in Our Knowledge. Front Physiol, 2018. 9: p. 1182.

5. Mayland, C.R., M.I. Bennett, and K. Allan, Vitamin C deficiency in cancer patients. Palliat Med, 2005. 19(1): p. 17-20.

6. Campbell, E.J., et al., Activation of the hypoxia pathway in breast cancer tissue and patient survival are inversely associated with tumor ascorbate levels. BMC Cancer, 2019. 19(1): p. 307.

7. Travica, N., et al., The effects of surgery on plasma/serum vitamin C concentrations: a systematic review and meta-analysis. Br J Nutr, 2022. 127(2): p. 233-247.

8. Carr, A.C. and S. Maggini, Vitamin C and Immune Function. Nutrients, 2017. 9(11).

9. Hong, J.Y., et al., Ascorbic Acid Promotes Functional Restoration after Spinal Cord Injury Partly by Epigenetic Modulation. Cells, 2020. 9(5).

10. Chen, H.Y., et al., Epigenetic remodeling by vitamin C potentiates plasma cell differentiation. Elife, 2022. 11.

11. Qi, T., et al., Ascorbic Acid Promotes Plasma Cell Differentiation through Enhancing TET2/3-Mediated DNA Demethylation. Cell Rep, 2020. 33(9): p. 108452.

12. Morante-Palacios, O., et al., Vitamin C enhances NF-κB-driven epigenomic reprogramming and boosts the immunogenic properties of dendritic cells. Nucleic Acids Res, 2022. 50(19): p. 10981-10994.

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Wirkstoff: Ascorbinsäure 150 mg/ml Injektionslösung. 1 Ampulle (5 ml) enthält: Ascorbinsäure 750 mg. 1 Injektionsflasche (50 ml) enthält: Ascorbinsäure 7,5 g. Sonstige Bestandteile: Natriumhydrogencarbonat, Wasser für Injektionszwecke. Zur Therapie von klinischen Vitamin-C-Mangelzuständen, die ernährungsmäßig nicht behoben oder oral substituiert werden können. Methämoglobinämie im Kindesalter. Gegenanzeigen: Oxalat-Urolithiasis und Eisenspeichererkrankungen (Thalassämie, Hämochromatose, sideroblastische Anämie). Kindern unter 12 Jahren: nicht mehr als 5-7 mg Ascorbinsäure/kg KG tgl. i.v. Bei Methämoglobinämie im Kindesalter: nicht mehr als 100 mg Ascorbinsäure/kg KG tgl. Besondere Vorsicht: Bei Patienten mit eingeschränkter Nierenfunktion. In der Schwangerschaft und Stillzeit und bei einem Glucose-6-Phosphat-Dehydrogenase-Mangel sollte eine Menge von 100 bis 500 mg Ascorbinsäure täglich nicht überschritten werden. Konservierungsmittelfrei, nur zur einmaligen Entnahme und sofortigen Anwendung! Nicht verbrauchte Reste sind zu verwerfen. Besonderer Hinweis für Diabetiker: Nach parenteraler Gabe von Ascorbinsäure wird die Nachweisreaktion von Glucose im Blut gestört. Nebenwirkungen: Sehr selten wurden Überempfindlichkeitsreaktionen (z.B. Atembeschwerden, allergische Hautreaktionen) beobachtet. Sehr selten können hohe Dosen von Ascorbinsäure gastrointestinale Störungen hervorrufen (z.B. Übelkeit, Erbrechen, Durchfall). In Einzelfällen können kurzfristig Kreislaufstörungen (z.B. Schwindel, Übelkeit, Sehstörungen) auftreten. Bei akuten Infekten wurden in sehr seltenen Fällen Reaktionen wie Schüttelfrost und Temperaturanstieg beobachtet. Bitte beachten Sie bei allen invasiven Eingriffen die Hygienerichtlinien des Robert-Koch-Institutes. Pascoe pharmazeutische Präparate GmbH, D-35383 Gießen


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