Evaluación in vitro de la toxicidad de alda-1, un compuesto experimental para el tratamiento del alcoholismo

Abstract

El alcohol es una sustancia psicoactiva con propiedades tóxicas y productoras de dependencia. La OMS estima que 3 millones de muertes anuales son atribuibles al consumo de alcohol. El tratamiento farmacológico actual del alcoholismo se basa en tres fármacos aprobados por la FDA: disulfiram, acamprosato y naltrexona, sin embargo, su uso clínico es limitado debido a sus bajas eficacias y efectos secundarios graves. A nivel cerebral, el etanol es metabolizado a acetaldehído por acción de la enzima catalasa, y éste posteriormente es oxidado a acetato por la deshidrogenasa aldehídica mitocondrial (ALDH2). Diversos estudios avalan que el acetaldehído generado en el cerebro tiene propiedades de refuerzo positivas, por lo que regular la concentración cerebral de este metabolito es un potencial blanco farmacológico en el tratamiento de la dependencia del alcohol. Estudios recientes en animales han mostrado que la administración de Alda-1, compuesto orgánico que activa la ALDH2 y promueve la eliminación del acetaldehído, resulta en una reducción tanto de la adquisición del hábito de beber alcohol como del consumo crónico en ratas. Estos resultados sugieren que Alda-1 podría ser una nueva alternativa farmacológica para el tratamiento del alcoholismo. A pesar de que en diversos modelos animales de isquemia/reperfusión Alda-1 ha mostrado efectos protectores, no hay estudios acerca de su toxicidad a nivel celular ni en animales. Es por ello, que el objetivo de esta tesis fue evaluar la citotoxicidad y genotoxicidad de Alda-1 in vitro y determinar si este compuesto ejerce protección frente a la toxicidad inducida por H2O2. La citotoxicidad de Alda-1 se verificó utilizando 5 concentraciones distintas (0,2; 2; 20; 50 y 100 μM) luego de la incubación por 24 y 48 horas en líneas celulares HepG2, SH-SY5Y, C3H/10T1/2 y HEK293, mediante ensayos de exclusión de azul de tripán, reducción de MTS, y liberación de LDH. La evaluación de la genotoxicidad se realizó utilizando el método del cometa en células SH-SY5Y y HepG2 luego de 1 y 6 horas de incubación con Alda-1 (20-100 μM). Para medir protección genotóxica se preincubó por 6 horas con Alda-1 seguido de 1 hora de tratamiento con H2O2. Los resultados mostraron que Alda-1 no tiene efectos citotóxicos ni genotóxicos en las líneas celulares a los tiempos estudiados, pero no ejerce un efecto protector frente al daño en el ADN producido por H2O2. Por lo que Alda-1 no sería un compuesto tóxico a nivel in vitro

Alcohol is a psychoactive substance with toxic and dependency-producing properties. WHO estimates that 3 million deaths per year are attributable to alcohol consumption. Current pharmacological treatment of alcoholism is based on three FDA-approved drugs: disulfiram, acamprosate and naltrexone, however, its clinical use is limited due to its low efficacy and serious side effects. In the brain, ethanol is metabolized to acetaldehyde by the enzyme catalase, and further oxidized to acetate by mitochondrial aldehyde dehydrogenase (ALDH2). A number of studies support that acetaldehyde generated in the brain has positive reinforcing properties. Therefore, regulating the brain concentration of this metabolite may constitute a potential pharmacological target in the treatment of alcohol dependence. Recent studies in animals have shown that Alda-1 administration, an organic compound that activates ALDH2 and promotes the elimination of acetaldehyde, results in a reduction in both the acquisition of the habit of drinking alcohol and chronic consumption in rats. These results suggest that Alda-1 could be a new pharmacological alternative for the treatment of alcoholism. Although Alda-1 has shown protective effects in various animal models of ischemia/reperfusion, there are no studies on its toxicity in cellular or animal models. The aim of this thesis was to evaluate the cytotoxicity and genotoxicity of Alda-1 in vitro and determine if this compound exerts protection against the toxicity induced by H2O2. Alda-1 cytotoxicity was verified using 5 different concentrations (0.2; 2; 20; 50 and 100 μM) after incubation for 24 and 48 hours in HepG2, SH-SY5Y, C3H/10T1/2 and HEK-293 cell lines, by trypan blue exclusion, MTS reduction, and LDH release assays. The evaluation of the genotoxicity was performed using the comet assay in SH-SY5Y and HepG2 cells after 1 and 6 hours of incubation with Alda-1 (20-100 μM). To measure the genotoxic protection cells were preincubated for 6 hours with Alda-1 followed by 1 hour of treatment with H2O2. The results showed that Alda-1 does not have cytotoxic or genotoxic effects on cell lines at the times studied but does not exert a protective effect against DNA damage produced by H2O2. Therefore, Alda-1 would not be a toxic compound at in vitro level