Cadmium (Cd) ist ein Schwermetall, das die Gesundheit des ­Menschen einerseits über die Umwelt und andererseits am Arbeitsplatz beeinflusst. Es gibt Hinweise darauf, dass sich Cadmium in mehreren Organen anreichert und für den Menschen krebserregend ist.

In-vivo-Studien belegen, dass Cadmium die Wirkung von Östrogenen im Uterus und in der Brustdrüse imitiert. In Östrogenrezeptor-positiven Brustkrebs-Zelllinien stimuliert Cadmium die Proliferation und kann den Östrogenrezeptor auch unabhängig von Östradiol aktivieren. Die Fähigkeit dieses Metallöstrogens, die Genexpression in den MCF7-Zellen zu steigern, wird durch Antiöstrogene blockiert; dies lässt darauf schließen, dass die Aktivität dieser Verbindungen durch den Östrogenrezeptor alpha vermittelt wird.

Ziel der vorliegenden Arbeit war es zu untersuchen, ob Melatonin die durch Cadmium induzierte Proliferation der MCF7-Zellen hemmt, und weiters ob Melatonin die Cd-induzierte Östrogenrezeptor alpha-Transaktivierung spezifisch hemmt. Wir konnten zeigen, dass Melatonin das Cd-induzierte Wachstum synchronisierter MCF7-Brustkrebszellen verhindert. Im Rahmen von transienten Transfektionsexperimenten konnten wir nachweisen, dass Cadmium sowohl die ER alpha- als auch die ER beta-vermittelte Transkription stimuliert.

Melatonin erweist sich sowohl in den östrogensensitiven DNA-Sequenzen (ERE) als auch in AP1-Promotorsequenzen als spezifischer Inhibitor der durch Cadmium induzierten ER alpha-vermittelten Transkription; die ER beta-vermittelte Transkription hemmt das Zirbeldrüsenhormon allerdings nicht. Außerdem wird der mutierte Östrogenrezeptor alpha (K302G, K303G), der nicht zu einer Bindung an Calmodulin befähigt ist, durch Cadmium aktiviert, spricht jedoch nicht mehr auf eine Melatoninbehandlung an.

Diese Ergebnisse belegen, dass Melatonin das Cd-induzierte Wachstum der MCF7-Zellen hemmt und die stimulierende Wirkung des Schwermetalls in Zellen mit ER alpha-Expression an ERE-luc- und AP1-luc-Sequenzen aufhebt. Aus diesen Experimenten können wir ableiten, dass Melatonin die Cd-induzierte Transkription sowohl in ERE- als auch in AP1-Signalwegen reguliert. Diese Ergebnisse untermauern auch die Hypothese, dass Melatonin antiöstrogene Eigenschaften besitzt und ein wertvolles Instrument in der Behandlung von Brustkrebs darstellt.