Congreso Virtual sobre Anatomía Patológica
ISBN: 978-84-692-76778

COMUNICACIONES

1785. Otras disciplinas

Efectos de la apigenina combinada con rayos X sobre dos líneas celulares: de carcinoma de próstata (TRAMP-C1) y de melanoma (B16F10)

David Armero Barranco[1], Nuria Álvarez Sánchez[2], Ana Belén Meseguer Henarejos[1], Julián Castillo[3], Obdulio Benavente-García[3], Vicente Vicente Ortega[2], Miguel Alcaraz Baños[1]
(1) Cátedra de Radiología y Medicina Física, Instituto Universitario de Investigación en Envejecimiento, Universidad de Murcia, Murcia, España ESPAÑA
(2) Cátedra de Anatomía Patológica, Instituto Universitario de Investigación en Envejecimiento, Universidad de Murcia, Murcia, España ESPAÑA
(3) Departamento de Investigación y Desarrollo, Nutrafur-Furfural Español, S.A., Alcantarilla, Murcia, España ESPAÑA

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Antecedentes: La radiación ionizante provoca la producción de grandes cantidades de radicales en las células, capaces de dañar proteínas, lípidos y ADN y causar aberraciones cromosómicas y mutaciones que pueden llevar a la muerte de la célula.
La apigenina es un flavonoide ampliamente distribuido en numerosos vegetales comestibles, entre ellos el perejil, el apio, la manzanilla o la cebolla. Es un compuesto antioxidante, con efectos antimutagénicos, antiinflamatorios y antitumorales (parada del ciclo celular, inhibición de la proliferación y la angiogénesis, activación de la apoptosis), tanto in vitro como in vivo; sus efectos se deben a su actividad sobre distintas rutas de transducción de señales (MAPK, Akt, PKC, NF-κB, etc.). Debido a su capacidad antioxidante, existen estudios sobre su posible potencial como radioprotector, con resultados contradictorios, puesto que ciertos estudios han demostrado su capacidad radioprotectora, mientras que otros han mostrado efectos radiosensibilizantes.
 
Objetivo: Estudiar el efecto de la combinación de la irradiación con rayos X y el tratamiento con apigenina sobre las líneas celulares TRAMP-C1 (carcinoma de próstata) y B16-F10 (melanoma).
 
Material y Métodos: Administramos apigenina (20, 40 μM) a cultivos de las líneas celulares TRAMP-C1 y B16-F10; tras 15 minutos, las células fueron irradiadas con rayos X (4, 6, 8, 10 Gy). Pasadas 24 o 48 horas de los tratamientos, realizamos el test colorimétrico del MTT para evaluar la viabilidad celular de los cultivos.
 
Resultados: El tratamiento únicamente con rayos X o con cada uno de los compuestos ensayados inhibió el crecimiento tanto a 24 como a 48 horas; en general, la inhibición del crecimiento provocada por la radiación y la apigenina de forma aislada no superó el 20% en la línea TRAMP-C1, y el 40% en la línea B16F10. Sin embargo, la combinación de apigenina con rayos X sobre la línea TRAMP-C1 provocó una inhibición del crecimiento mayor que el valor teórico calculado como la suma de los efectos de ambos agentes aislados, que llegó al 60% y dependió de la dosis de compuesto, de la intensidad de la radiación y del tiempo. Por el contrario, en la línea B16F10, la inhibición del crecimiento causada por el tratamiento conjunto fue menor que la suma de los efectos de ambos tratamientos aislados.
 
Conclusión: La apigenina actuó como radiosensibilizante en la línea celular de carcinoma de próstata TRAMP-C1, y como radioprotector en la línea de melanoma B16-F10.
 

 

Introducción    

Las radiaciones ionizantes, tales como los rayos X, son capaces de producir diversos efectos biológicos, ya que generan especies reactivas de oxígeno (ROS), las cuales, tienen un alto potencial oxidativo y a menos que se neutralicen, oxidan diversas moléculas (ADN, lípidos y proteínas), causando mutaciones y aberraciones cromosómicas o la muerte de la célula (1, 2, 3, 4). Además, las radiaciones ionizantes son capaces de modificar la acción y expresión de diversas enzimas celulares, moléculas señalizadoras, factores de transcripción y reguladores de la apoptosis celular, como la ciclooxigenasa 2 (COX-2), receptores, como el receptor del factor de crecimiento epitelial (EGFR), factor nuclear kB (NF-kB), STAT3, Bcl-2, survivina (5).
 
Desde hace mucho tiempo, la medicina tradicional ha utilizado extractos de plantas en el tratamiento de diversas enfermedades, como el cáncer o las patologías inflamatorias. Esto, unido a que las dietas ricas en productos vegetales protegen contra gran variedad de enfermedades, ha llevado a que en las últimas décadas se haya realizado grandes esfuerzos para identificar las moléculas responsables, las cuales, en numerosas ocasiones, pertenecen al grupo de los polifenoles. Estos compuestos presentan un amplio rango de propiedades biológicas y farmacológicas, con efectos antioxidantes, antitumorales, antimicrobianos, antivirales, antiinflamatorios, antitrombóticos e inmunomoduladores (6, 7, 8, 9). Debido a la potente actividad antioxidante de muchos de estos compuestos, se ha investigado su posible uso como radioprotectores (10, 11, 12, 13).
 
La sustancia ensayada es la apigenina (4’,5,7 trihidroxiflavona), que es una flavona abundante en diversos vegetales como el apio o el perejil, las flores de la manzanilla (14), en plantas aromáticas como el tomillo o el orégano (15). Es un compuesto antioxidante (16, 17) con efectos radioprotectores (18) y antimutagénicos (15). Ha demostrado tener actividad antiinflamatoria (19) y antitumoral, causando la parada del ciclo celular (20, 21, 22) e interfiriendo con la proliferación (21, 22, 23, 24, 25, 26) y la angiogénesis (23, 27) tanto in vitro como in vivo (26, 28). Sus efectos se deben a su actividad sobre distintas rutas de transducción de señales (bloqueo de la cascada de MAPK (26), de Akt (19), de PKC (18), de NF-kB (20).
 
Debido a su capacidad antioxidante, existen estudios sobre su posible potencial como radioprotector, con resultados contradictorios, puesto que ciertos estudios han demostrado su capacidad radioprotectora, mientras que otros han mostrado efectos radiosensibilizantes.

 

Objetivo    

Estudiar el efecto de la combinación de la irradiación con rayos X y el tratamiento con apigenina sobre las líneas celulares TRAMP-C1 (carcinoma de próstata) y B16-F10 (melanoma).

 

Material y métodos    

Reactivos. El medio Dulbecco`s Modified Eagle`s Medium (DMEM), el medio RPMI 1640, la glutamina, la dehidroandrosterona, la insulina, la penicilina, la estreptomicina, e l3-(4,5-Dimethyl-2-thiazolyl)-2,5-diphenyl-2H-tetrazolium bromide (MTT), el dimetil sulfóxido (DMSO) y el Hoechst 33258 procedían de Sigma Co. (España). El suero bovino fetal (SBF) y el Nu-Serum se compraron a Gibco (EEUU) y a BD (EEUU), respectivamente. La apigenina potásica fue cedidA por Nutrafur-Furfural Español (España).
 
Líneas celulares. Hemos utilizado la línea de carcinoma de próstata murino TRAMP-C1 (ATCC, EEUU) y la línea melanoma de ratón B16-F10 (ATCC, EEUU). La línea TRAMP-C1 fue mantenida en medio DMEM con 4,5 g/l de glucosa suplementado con SBF (5%), Nu-Serum (5%), glutamina (4 mM), dehidroandrosterona (10 nM), insulina (10 mg/ml), penicilina (100 UI/ml) y estreptomicina (100 μg/ml) y cultivada a 37ºC con un 8% de CO2. La línea B16-F10 fue mantenida en medio DMEM con 4’5 g/l de glucosa suplementado con SBF (10%), glutamina (4 mM), penicilina (100 Ul/ml) y estreptomicina (100 μg/ml) y cultivada a 37ºC y 7’5% de CO2. Regularmente comprobamos la ausencia de contaminación por Mycoplasma spp. mediante la tinción del DNA con fluorescencia directa con Hoechst 33258.
 
Ensayo de viabilidad celular (MTT). Utilizamos la técnica descrita por Carmichael et al. (29, 30) y por Alley et al. (31), adaptada a nuestras condiciones de cultivo (32), para cuantificar la viabilidad celular.
 
            Las células fueron cultivadas en placas de 96 pocillos a una densidad adecuada (2000 células TRAMP-C1 por pocillo; 2500 células B16-F10 por pocillo) durante 24 horas, tras lo que añadimos los tratamientos recién preparados (apigenina potásica: 20 y 40 μM), realizando 6 réplicas por cada tratamiento; 15 minutos después, irradiamos las placas en un irradiador de rayos X (Yxlon Smart) aplicando intensidades de radiación de 4, 6, 8 y 10 Gy.
 
Pasadas 24 y 48 horas de comenzar el tratamiento, eliminamos el medio e incubamos las células en las mismas condiciones de cultivo descritas, con MTT (1 mg/ml) durante 4 horas. Pasado ese tiempo, eliminamos cuidadosamente el medio y el MTT no metabolizado y añadimos 100 μl de DMSO a cada pocillo para solubilizar el formazano producido por las células viables. Leemos las placas en un espectrofotómetro de placas Multiskan MCC/340P, usando una longitud de onda de 570 nm para la lectura y de 690 nm como longitud de onda de referencia.

 

Resultados    

El tratamiento únicamente con rayos X o con cada uno de los compuestos ensayados inhibió el crecimiento tanto a 24 como a 48 horas; en general, la inhibición del crecimiento provocada por la radiación y la apigenina de forma aislada no superó el 20% en la línea TRAMP-C1, y el 40% en la línea B16F10. Sin embargo, la combinación de apigenina con rayos X sobre la línea TRAMP-C1 provocó una inhibición del crecimiento mayor que el valor teórico calculado como la suma de los efectos de ambos agentes aislados, que llegó al 60% y dependió de la dosis de compuesto, de la intensidad de la radiación y del tiempo (Fig. 1). Por el contrario, en la línea B16F10, la inhibición del crecimiento causada por el tratamiento conjunto fue menor que la suma de los efectos de ambos tratamientos aislados (Fig. 2).

 

Figura 1. Efecto de la combinación de apigenina y rayos X sobre la línea de carcinoma de próstata TRAMP-C1.
Figura 1. Efecto de la combinación de apigenina y rayos X sobre la línea de carcinoma de próstata TRAMP-C1.


Figura 2. Efecto de la combinación de apigenina y rayos X sobre la línea de melanoma B16-F10.
Figura 2. Efecto de la combinación de apigenina y rayos X sobre la línea de melanoma B16-F10.




Discusión    

Los efectos biológicos de las radiaciones ionizantes, que incluyen los rayos X, se deben, en su mayor parte, a la generación de ROS, capaces de oxidar el ADN, lípidos y proteínas y causar aberraciones genéticas (1, 2, 3, 4), y también a la alteración de diversos receptores (EGFR), enzimas celulares (COX-2), moléculas señalizadoras, factores de transcripción (NF-kB, STAT3) y reguladores de la apoptosis celular (Bcl-2) (5).
La apigenina, flavonoide no tóxico presente en numerosos vegetales, ha demostrado efectos antioxidantes (16, 17) y la capacidad de modular numerosas enzimas y vías de señalización intracelular (18, 19, 20, 26), entre ellas varias de las que se ven alteradas por la radiación ionizante. Es por ello que decidimos estudiar los efectos de este compuesto en combinación con los rayos X sobre dos líneas tumorales.
 
A pesar de la intensa atención que despierta este compuesto en el ámbito de la quimioprevención, es decir, de la prevención del desarrollo del cáncer mediante compuestos naturales o sintéticos, y de que existen ciertos estudios que indican que algunos flavonoides podrían modular los efectos de los tratamientos quimio- o radioterápicos (5), son pocos los trabajos sobre el potencial radioprotector o radiosensibilizante de los flavonoides, y, en concreto, de la apigenina. Además, en este campo la bibliografía muestra efectos contradictorios. Así, Rithidech et al. (18) demostraron el potencial radioprotector de la apigenina sobre linfocitos mediante el análisis de micronúcleos, cuya presencia es un marcador de daño cromosómico. Sin embargo, en ensayos más parecidos al nuestro, este compuesto aumentó la sensibilidad de células de hepatoma (33) y de carcinoma escamoso de pulmón (34).
 
En nuestro estudio la apigenina ha mostrado efectos radiosensibilizantes sobre la línea de cáncer de próstata TRAMP-C1, aumentando los daños de los rayos X; no obstante, sobre la línea de melanoma B16-F10, la apigenina ha reducido la inhibición del crecimiento causada por la radiación. Estos datos, unidos a los resultados encontrados en la bibliografía, parecen indicar que los efectos de la combinación de la apigenina con radiación ionizante podrían depender del tejido o línea celular empleada en el estudio, por lo que consideramos necesario continuar con este tipo de trabajos.

 

Conclusión    

La apigenina actuó como radiosensibilizante en la línea celular de carcinoma de próstata TRAMP-C1, y como radioprotector en la línea de melanoma B16-F10.

 

Bibliografía    

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30 - Carmichael J, DeGraff WG, Gazdar AF, Minna JD, Mitchell JB. Evaluation of a tetrazolium-based semiautomated colorimetric assay: Assessment of radiosensitivity. Cancer Res. 1987 Feb 15;47(4):943-6.
 
31 - Alley MC, Scudiero DA, Monks A, Hursey ML, Czerwinski MJ, Fine DL, et al. Feasibility of drug screening with panels of human tumor cell lines using a microculture tetrazolium assay. Cancer Res. 1988 Feb 1;48(3):589-601.
 
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Comentarios

- Mª Piedad Ramirez Fernandez - ESPAÑA  (12/11/2009 9:28:28)

Felicidades compañeros, creo que resulta muy interesante la investigación sobre el potencial neutralizador de radicales libres de ciertas moléculas, en mi propia investigación sobre la melatonina la literatura resalta sus propiedades como antioxidante, neutralizador de especies reactivas del ROS y del NOS.

- Nuria Álvarez Sánchez - ESPAÑA (Autor) (18/11/2009 11:02:24)

Muchas gracias por su interés en nuestro trabajo, Mª Piedad.

- Pia Lopez Jornet - ESPAÑA  (23/11/2009 8:21:12)

Excelente trabajo experimental es muy interesante la capacidad antioxidante y el potencial como radioprotector de la apigenina
Como refieren los autores en su trabajo A pesar de la intensa atención que despierta este compuesto en el ámbito de la quimioprevención,de que existen ciertos estudios que indican que algunos flavonoides podrían modular los efectos de los tratamientos quimio- o radioterápicos , son pocos los trabajos sobre el potencial radioprotector o radiosensibilizante de los flavonoides por ello les animo porque me ha gustado mucho su trabajo

- Nuria Álvarez Sánchez - ESPAÑA (Autor) (25/11/2009 10:15:21)

Estimada Pía,

Muchas gracias por su interesante comentario. Efectivamente, son muy pocos los trabajos que estudian los efectos de este tipo de compuestos polifenólicos en combinación con la quimioterapia, aunque se ha demostrado que pueden tener efectos sinérgicos (nuestro grupo demostró el efecto sinérgico de la diosmina, un flavonoide, en combinación con el interferón alfa en un modelo de metástasis pulmonares de melanoma en ratón). Y todavía menos estudios hay sobre el uso conjunto de polifenoles y radiación. Por eso estamos ilusionados con estos resultados tan prometedores.

 

 

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