Identificación de metabolitos secundarios de plantas medicinales como adyuvantes en el tratamiento del adenocarcinoma de mama con doxorrubicina

Carreño Corzo, Mayra Alejandra

Identificación de metabolitos secundarios de plantas medicinales como adyuvantes en el tratamiento del adenocarcinoma de mama con doxorrubicina

dc.contributor.advisor	Méndez Sánchez, Stelia Carolina
dc.contributor.advisor	Vesga Gamboa, Luis Carlos
dc.contributor.author	Carreño Corzo, Mayra Alejandra
dc.contributor.evaluator	Hidalgo Bucheli, Willian Fernando
dc.contributor.evaluator	Cano Calle, Herminsul de Jesús
dc.date.accessioned	2023-05-26T21:32:10Z
dc.date.available	2023-05-26T21:32:10Z
dc.date.created	2023-05-25
dc.date.issued	2023-05-26
dc.description.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.
dc.description.abstractenglish	Cancer is a disease that can develop in anyone, regardless of gender or age. In 2020, 19.3 million new cases of cancer and 10 million deaths were registered worldwide, with breast cancer being the main type of cancer diagnosed in women and the leading cause of death in them, so there is a need to search for new compounds that help mitigate the side effects and resistance to drugs used in existing treatments. Due to the increasing resistance to the drugs currently used to fight cancer, the main objective of this project was to identify secondary plant metabolites that potentiate the anticancer effect of doxorubicin (a compound used in chemotherapy) in MCF-7 mammary carcinoma cells, having the mitochondria as molecular target , due to its importance in cancer because it is involved in the control of cell death, proliferation and signaling. To achieve the above objective, a database of 187 metabolites was screened using a molecular modeling interface. It started by calculating the ADME properties of the metabolites in the database, then docking was performed with two degrees of accuracy (standard accuracy and extra-precision) to determine the possible interactions of the metabolites with residues Arg 46, Ser 42 and Ile 30, identified as important for their involvement in binding inhibitors of complex II (PDBID: 1ZOY, resolution 2, 4 Å) of the mitochondrial respiratory chain. The screening identified four potential compounds: quercetin, thymol, carvacrol, and gallic acid as the best potential inhibitors of complex II of the mitochondrial respiratory chain. Subsequently, the cytotoxicity effect of these compoundson mammary adenocarcinoma cells (MCF-7) was performed by using the MTT method described by Mossmann, the 50% cytotoxic concentration (𝐶𝐶50) was determined at 48 hours of treatment for each previously selected metabolite, whose values were 195, 612, 136, and 372 µM, for quercetin, carvacrol, gallic acid,and thymol, respectively. In addition, the (𝐶𝐶50) for the drug doxorubicin was determined, which was 1,94 µM. Following this, cytotoxicity assays were performed by exposing MCF-7 cells, at different concentrations, to mixtures between the metabolites quercetin, thymol, and gallic acid, and the drug doxorubicin. From this assay, the gallic acid - doxorubicin mixture was selected as the best with cytotoxic concentrations (0,25𝐶𝐶50, 0,5 𝐶𝐶50 and 𝐶𝐶50), employing the crystal violet assay under the same conditions already mentioned. Finally, cellular respiration assays were carried out to determine the effect of the gallic acid-doxorubicin mixture on mitochondrial bioenergetics, exposing MCF-7 cells for 24 hours to the mixture at a concentration of 0,25𝐶𝐶50, obtaining a decrease in the rate of oxygen consumption by 35 and 34% in the basal and leak states, respectively. The In silico results suggest that the compounds quercetin, gallic acid, carvacrol and thymol could inhibit the mitochondrial respiratory chain due to possible interactions with complex II. with the In vitro assays determined that gallic acid had synergistic effect and potentiate the effect of doxorubicin by lowering the concentrations of the 𝐶𝐶50 to 0,25𝐶𝐶50being these, 33,9 µM for gallic acid and 0,49 µM for doxorubicin. In addition, the gallic acid-doxorubicin mixture had an effect on cellular respiration in MCF-7 cells
dc.description.cvlac	https://scienti.minciencias.gov.co/cvlac/visualizador/generarCurriculoCv.do?cod_rh=0001879335
dc.description.degreelevel	Pregrado
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dc.publisher	Universidad Industrial de Santander
dc.publisher.faculty	Facultad de Ciencias
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dc.rights.coar	http://purl.org/coar/access_right/c_abf2
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dc.rights.license	Attribution-NonCommercial 4.0 International (CC BY-NC 4.0)
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.subject	Cáncer de mama
dc.subject	MCF-7
dc.subject	citotoxicidad
dc.subject	metabolitos secundarios
dc.subject.keyword	breast cancer
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dc.subject.keyword	cytotoxicity
dc.subject.keyword	secondary metabolites
dc.title	Identificación de metabolitos secundarios de plantas medicinales como adyuvantes en el tratamiento del adenocarcinoma de mama con doxorrubicina
dc.title.english	Identification of secondary metabolites of medicinal plants as adjuvants in the treatment of breast adenocarcinoma with doxorubicin
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dc.type.local	Tesis/Trabajo de grado - Monografía - Pregrado
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