Identificación de metabolitos secundarios de plantas medicinales como adyuvantes en el tratamiento del adenocarcinoma de mama con doxorrubicina
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Date
2023-05-26
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Universidad Industrial de Santander
Abstract
El cáncer es una enfermedad que se puede desarrollar en cualquier persona, sin importar su género o edad. En el 2020, se registraron 19,3 millones de nuevos casos de cáncer y 10 millones de muertes en el mundo, siendo el cáncer de mama el principal tipo de cáncer diagnosticado en mujeres y la principal causa de muerte en ellas, por lo cual existe la necesidad de buscar nuevos compuestos que ayuden a mitigar los efectos secundarios y la resistencia a fármacos utilizados en los tratamientos ya existentes.
En vista que la resistencia a los fármacos actualmente utilizados para combatir el cáncer se ha visto en aumento, este proyecto tuvo como objetivo principal, identificar metabolitos secundarios de plantas medicinales que potencialicen el efecto anticanceroso de la doxorrubicina (un compuesto rutinariamente usado en quimioterapia) en células del carcinoma mamario MCF-7, teniendo como blanco molecular la mitocondria por su importancia en el cáncer debido a que interviene en el control de la muerte, la proliferación y la señalización celular.
Para cumplir con el objetivo mencionado, se realizó un cribado de una base de datos de 187 metabolitos utilizando una interfaz de modelado molecular. Se inició calculando las propiedades ADME de los metabolitos de la base de datos, posteriormente se realizó un docking con dos grados de precisión (precisión estándar y extra-precisión) para determinar las posibles interacciones de los metabolitos con los residuos Arg 46, Ser 42 y Ile 30, identificados como importantes por su participación en la unión de inhibidores del complejo II (PDBID: 1ZOY, resolución 2, 4 Å) de la cadena respiratoria mitocondrial.
A partir del cribado fueron identificados cuatro compuestos potenciales: la quercetina, el timol, el carvacrol y el ácido gálico como los posibles mejores inhibidores del complejo II de la cadena respiratorio mitocondrial. Posteriormente mediante ensayos de citotoxicidad sobre células del adenocarcinoma mamario (MCF-7) y empleando el método MTT descrito por Mossmann, se determinó la concentración citotóxica 50 (𝐶𝐶50) a las 48 horas de tratamiento para cada uno de los metabolitos previamente seleccionados, cuyos valores fueron 195, 612, 136 y 372 µM, para la quercetina, carvacrol, ácido gálico y timol, respectivamente. Además, se determinó la 𝐶𝐶50 para el fármaco doxorrubicina, el cual fue 1,94 µM.
Seguido de esto, se realizaron ensayos de citotoxicidad exponiendo las células MCF-7, a diferentes concentraciones, de mezclas entre los metabolitos quercetina, timol y ácido gálico, y el fármaco doxorrubicina. A partir de este ensayo se seleccionó la mezcla ácido gálico -doxorrubicina como la mejor con concentraciones citotóxicas (0,25𝐶𝐶50, 0,5 𝐶𝐶50 y 𝐶𝐶50), empleando el ensayo de cristal violeta bajo las mismas condiciones ya mencionadas.
Finalmente se llevaron a cabo ensayos de respiración celular para determinar el efecto de la mezcla ácido gálico-doxorrubicina sobre la bioenergética mitocondrial, exponiendo las células MCF-7 durante 24 horas a la mezcla, en una concentración del 0,25CC50. Obteniendo una disminución de la velocidad de consumo de oxígeno en un 35 y 34 % en el estado basal y el estado leak, respectivamente.
A partir de los resultados in silico, se sugiere que los compuestos quercetina, ácido gálico, carvacrol y timol podrían inhibir la cadena respiratoria mitocondrial, por posibles interacciones con el complejo II. Posteriormente con los ensayos in vitro se determinó que el ácido gálico puedepresentar efecto sinérgico y potenciar el efecto de la doxorrubicina bajando las concentraciones de la 𝐶𝐶50 a 0,25𝐶𝐶50 siendo estas, 33,9 µM pare el ácido gálico y 0,49 µM para la doxorrubicina. Además, la mezcla ácido gálico- doxorrubicina tuvo efecto sobre la respiración celular en células MCF-7.
Description
Keywords
Cáncer de mama, MCF-7, citotoxicidad, metabolitos secundarios