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Identificación de metabolitos presentes en plantas medicinales como adyuvantes en el tratamiento contra el adenocarcinoma de cérvix y estudio del mecanismo de acción sobre la bioenergética mitocondrial.

Resumen

El cáncer de cérvix es la cuarta principal causas de muerte por cáncer en mujeres alrededor del mundo (GLOBOCAN, 2020). En países con bajos recursos económicos y deficiencia en los servicios de salud, el número de casos de mortalidad es mayor debido a la baja probabilidad de supervivencia a un año en pacientes en estado avanzado/recurrente. La quimioterapia es el método más empleado para tratar el cáncer de cuello uterino avanzado, sin embargo, debido a los efectos secundarios letales que genera y a la quimioresistencia, son más los riesgos que los beneficios. A partir de esto, la búsqueda de alternativas para el tratamiento con quimioterapia se ha ido incrementando. El uso de la mitocondria como una diana farmacológica y el uso de compuestos naturales que potencialicen sinérgicamente el efecto citotóxico generado por fármacos, son dos de los diversos enfoques de estudio que se han ido implementando. Con base en lo anterior, el presente proyecto tuvo como objetivo general identificar metabolitos presentes en plantas medicinales que potencialicen el efecto citotóxico de los fármacos empleados en la quimioterapia (la doxorrubicina y el oxaliplatino) en células HeLa, teniendo como diana farmacológica la mitocondria. Para el cumplimiento del objetivo planteado, se llevó a cabo una fase in silico que consistió en un cribado virtual de una base de datos de 187 metabolitos a partir de interfaz Maestro de la suit Schrödinger Drug Discovery para modelado molecular. En primer lugar, se calcularon las propiedades ADME de los metabolitos, luego se llevó a cabo el docking score en dos niveles de precisión (precisión estándar y extra-precisión), para así determinar las posibles interacciones presentes con los residuos de la subunidad 4 (Lys122, Leu129, Met119 y Tyr126) y subunidad 1 (Ile452, Val456 y Phe459) del complejo IV de la cadena de transporte de electrones mitocondrial, reportados como sitio de unión del inhibidor clorpromazina (ID:5z62, resolución 3.60 Å). A partir del acoplamiento molecular, fueron identificados la quercetina, el carvacrol, el ácido gálico y el timol como posibles inhibidores del complejo IV debido a sus propiedades ADME, energía de afinidad, docking score e interacciones presentes con los residuos aminoacídicos importantes. Teniendo los metabolitos seleccionados, se llevó a cabo la fase in vitro, donde inicialmente se evaluó la citotoxicidad de los metabolitos y fármacos seleccionados sobre la línea de cáncer de cérvix HeLa, a partir del método MTT descrito por Mossman (Mosmann, 1983). Se determinó la concentración citotóxica que causa el 50% de la muerte celular (CC50), en un tiempo de 48 horas para cada compuesto, cuyos valores obtenidos fueron 95, 432, 87,52 y 256,4 µM para la quercetina, carvacrol, ácido gálico y timol respectivamente, así como 1,55 y 3,63 µM para los fármacos doxorrubicina y oxaliplatino respectivamente. A partir del CC50 de los compuestos, se llevaron a cabo ensayos de citotoxicidad evaluando mezclas entre los metabolitos (quercetina, carvacrol, ácido gálico y timol) y los fármacos (doxorrubicina y oxaliplatino) sobre las células HeLa, con el objetivo de determinar el efecto citotóxico y la interacción farmacológica presente. La mezcla doxorrubicina-carvacrol, se seleccionó como la mejor combinación debido a que disminuyó el porcentaje de viabilidad celular en un 98% y presentó efecto sinérgico. Finalmente, con el objetivo de corroborar el efecto de la mezcla sobre la mitocondria, se llevaron a cabo ensayos de respiración celular con la mezcla doxorrubicina-carvacrol, sobre la línea HeLa (0,25CC50), obteniendo una disminución significativa de 27 y 40% en los estados basal y desacoplado respectivamente, indicando así una alteración en la respiración celular. A partir de los resultados obtenidos mediante acoplamiento molecular, se sugiere que los metabolitos quercetina, carvacrol, ácido gálico y timol son posibles inhibidores del complejo IV de la cadena de transporte de electrones mitocondrial. Posteriormente, con los ensayos realizados de la fase in vitro se identificó que estos compuestos potencializaron sinérgicamente el efecto citotóxico de la doxorrubicina sobre las células HeLa. Además, a partir de ensayos de respiración celular, se obtuvo que el efecto citotóxico generado por la mezcla carvacrol-doxorrubicina era debido una alteración en los estados basal y desacoplado de la respiración mitocondrial.