Genistein ist ein Isoflavonoid, dessen hemmende Wirkung auf die Proliferationsrate von Prostata-Epithelzellen seit langem bekannt ist. Dieser Effekt macht sich durch eine niedrige Inzidenz an Prostata-Karzinomen in südostasiatischen Ländern bemerkbar. Denn durch den dort üblichen reichlichen Verzehr von Soja-Produkten, sind Isoflavonoide ein regelmäßiger Bestandteil der Nahrung.

Vitamin D bzw. dessen aktiver Metabolit 1,25(OH)₂D₃ hat neben einer bedeutenden Rolle im Knochenstoffwechsel auch wesentliche Funktionen im Rahmen von Wachstum und Differenzierung verschiedener Zellarten — darunter insbesondere von Prostata-Epithelzellen. Zahlreiche Indizien sprechen dafür, dass eine Vitamin-D-Unterversorgung mit einem erhöhten Risiko verbunden ist, ein Prostata-Karzinom zu entwickeln. Gegenwärtig wird tierexperimentell erforscht, inwieweit sich Vitamin-D-Analoga in der Therapie bei Prostata-Karzinomen eignen.

Potenzierte Wachstumshemmung durch Genistein plus Vitamin D
Genistein und Vitamin D hemmen synergistisch sowohl benignes als auch malignes Wachstum von Prostata-Epithelien. In primären Zellkulturen, die aus prostatektomiertem Gewebe isoliert wurden, und in etablierten Prostatakarzinom-Zelllinien ließ sich der Anteil an lebenden Zellen durch Zugabe einer Kombination von Genistein und Vitamin D erheblich senken (Abb. 1,2). Dass es sich tatsächlich um einen synergistischen Effekt handelt, wurde durch isobolographische Daten-Analyse ermittelt.

Genistein und 1,25(OH)2D3 hemmen synergistisch das Wachstum von Prostata-Karzinomzellen (LNCaP) (nach Rao et al., 2001).

Genistein und Vitamin D blockieren unterschiedliche Kontrollposten im Zellzyklus
Primärkulturen von Prostata-Epithelzellen, die allein mit 1,25(OH)₂D₃ behandelt werden, enthalten einen gegenüber Kontrollkulturen erhöhten Anteil an diploiden Zellen. Das weist darauf hin, dass der Zellzyklus gestoppt wird, bevor die Zellen in die Synthese-Phase eintreten (G_1/0-Arretierung).

Mit einem Flow-Cytometer lässt sich der DNA-Gehalt jeder Zelle in einer Zellsuspension bestimmen. Aus dem Verteilungshistogramm kann man ablesen, welcher Anteil der Zellen sich in welcher Phase des Zellzyklus befindet: Diploide Zellen (2n) durchlaufen die G1-Phase oder ruhen im G0-Stadium. Tetraploide Zellen (4n) stehen in der G2-Phase kurz vor der Teilung oder sind gerade im Begriff, sich zu teilen. Bei einem DNA-Gehalt zwischen 2n und 4n verdoppeln die Zellen in der Synthese-Phase ihre Erbsubstanz. 1,25(OH)2D3 allein bewirkt eine G1/0-Arretierung. Genistein allein bewirkt eine G2M-Arretierung.

Bei allein mit Genistein behandelten Zellen sinkt der Anteil diploider Zellen und zugleich steigt der Anteil tetraploider Zellen. Der Zellzyklus ist daher erst nach der Verdoppelung des Chromosomensatzes angehalten worden (G₂M-Arretierung).
Synergistische Effekte von Genistein und Vitamin D kommen durch eine Blockade des Zellzyklus sowohl durch G_1/0- als auch G₂M-Arretierung zustande. Der Anteil an Zellen in der S-Phase ist dadurch deutlich verringert.