Toxinas del veneno diarreico de mariscos favorecen un ambiente tumorigénico en células gástricas epiteliales

Abstract

En las tres regiones más australes de Chile, existen especies endémicas de microalgas productoras de toxinas del veneno diarreico de mariscos (DSP). El florecimiento de estas microalgas afecta severamente a la acuicultura, una de las principales actividades comerciales de esta zona, pues los mariscos contaminados, al ser consumidos, producen una intoxicación severa que incluye diarrea, vómitos y náuseas, y actualmente está en discusión si es que las toxinas del DSP pueden incrementar el riesgo de contraer cáncer gastrointestinal ya que actúan como promotores tumorales. Es por ello que la legislación internacional ha fijado un límite máximo de 160 g de toxinas del DSP totales/kg de carne de mariscos. Se consideran toxinas del DSP el ácido okadaico (OA) y sus derivados, las dinophysistoxinas (DTXs) 1, 2 y 3. Desde el punto de vista químico, estas toxinas son largas cadenas de poliéteres cíclicos de 38 carbonos como estructura base, con carácter lipofílico y termoestables. En Chile, las principales toxinas detectadas en los moluscos son DTX-1 y DTX-3, a diferencia de los países europeos donde las toxinas predominantes son OA y DTX-2. El blanco molecular de las toxinas del DSP son las proteínas fosfatasas, principalmente la PP2A, la cual participa en múltiples vías de señalización. A través de su inhibición, generan desregulación celular por hiperfosforilación, que puede llevar a la célula a apoptosis, así como también puede generar proliferación. Nosotros planteamos que, a dosis sub-letales, las toxinas del DSP pueden activar vías de transducción de proliferación, sobre vida e inflamación, en epitelios gástricos y de colon, lo que generaría en exposiciones crónicas, un ambiente tumorigenico, ya que estas toxinas tendrían un efecto acumulativo. Confirmamos nuestra hipótesis al demostrar un efecto positivo de OA y DTX-1 sobre la proliferación en dos modelos de epitelio gástrico (AGS y MKN-45) y de colon (Caco 2), a dosis sub letales, activándose el ciclo celular y dos vías canónicas de proliferación, diferenciación y sobrevida, como AKT y ERK; siendo las células Caco 2 más resistentes al efecto de estas toxinas. Además, demostramos que ambas toxinas gatillan la secreción de señales pro-inflamatorias en macrófagos y células dendríticas, a dosis subletales. La concentración en la cual generan un efecto proliferante y de secreción de factores pro-inflamatorios no es igual en ambas toxinas: DTX-1 es un orden de magnitud más potente que OA, lo cual comprueba que no son equivalentes como lo establece la legislación. Nuestro trabajo aporta antecedentes para que nuestra legislación establezca la no presencia de toxinas del DSP en los alimentos; dado el riesgo de sus efectos crónicos

In the three southern regions of Chile, there are endemic species of toxin-producing microalgae of diarrhetic shellfish poison (DSP). The algae blooms affect severely the aquaculture, a major commercial activities in this area, because the seafood contaminated, when it is consumed, can produce a intoxication that includes diarrhea, vomiting and nausea. It is currently in discussion if the DSP toxins may increase the risk of colon and gastric cancer as they act as tumor promoters. That is why international law has set a maximum limit of 160 g of total toxin / kg shellfish meat DSP. Okadaic acid (OA) and its derivatives, the dinophysistoxinas (DTXs) 1, 2 and 3 are considered DSP toxins. From a chemical viewpoint, these toxins are long chain of cyclic polyethers with a base structure of 38 carbons and are lipopylic and thermosets molecules. In Chile, the major toxins detected in shellfish are DTX-1 and DTX-3, unlike European countries where the predominant toxins are OA and DTX-2. The molecular target of DSP toxins are the protein phosphatases, PP2A majorly, which is involved in multiple signaling pathways. Through its inhibition, cell deregulation generated by hyperphosphorylation can lead to cell apoptosis and also proliferation. We believe that DSP toxins at sub-lethal doses, can activate transduction pathways of proliferation, survival and inflammation in gastric and colon epithelia, at chronic exposures, generate a tumorigenic environment, as these toxins could have a cumulative effect. For demonstrating our hypothesis, we analyzed the effect of OA and DTX-1 on the viability of two models of gastric epithelial (AGS and MKN-45) and colon epithelium (Caco 2), since both epithelia are physiological targets of these toxins. We studied the cell cycle and activation of canonical pathway of proliferation, differentiation and survival as AKT and ERK; and the effect on cells secreting pro-inflammatory signals, comparing both toxins, in order to prove that they are not equivalent as indicated by the legislation. Our work provides background for our legislation to set the absence of DSP toxins in food; given the risks of their chronic effects