Evaluación de inducción de apoptosis y mecanismos moleculares asociados de neo-teaflavinas lipofílicas sobre líneas celulares tumorales

Abstract

El cáncer colorrectal (CRC) es el tercer tipo de cáncer más diagnosticado y el segundo más letal a nivel mundial. CRC se caracteriza por un aumento en la evasión de apoptosis, causado por sobreexpresión de genes reguladores de apoptosis, como Cox-2, que es sobre expresada en un 90% de los CRC, y está directamente asociada a un aumento en la evasión de apoptosis Las teaflavinas, principal polifenol presente en el té negro, han sido ampliamente estudiadas debido a sus diversas propiedades anticancerígenas, ya que, interactúan directamente con proteínas relacionadas con el ciclo celular, las vías intrínsecas y extrínsecas de la apoptosis, migración celular y factores de crecimiento, transcripción celular, entre otras. Se ha demostrado el potente efecto anticancerígeno de las teaflavinas en diversos tipos de cáncer, sin embargo, la naturaleza polar de su estructura hace que estas moléculas posean una baja biodisponibilidad, impidiendo su acceso a las zonas del cuerpo afectadas por el tumor. Para aumentar su biodisponibilidad, se trabajó con un nuevo set de neo-teaflavinas semi-sintéticas (n-TF) y sus precursores (aductos de epicatequina; a-EC). En este proyecto se evaluó in silico las propiedades ADME (Absorción, Distribución, Metabolismo y Excreción) para este nuevo set de n-TF y, a-EC, obteniendo resultados similares dentro de cada familia de compuestos, pero con diferencias destacables entre ellas. Evidenciando mayor capacidad de absorción, metabolización y excreción para los a-EC en comparación a las n-TF. De forma in vitro se evaluó la citotoxicidad contra las líneas celulares Caco-2, AGS, y HDF, obteniendo un variado rango de efectos dependientes del contexto celular. De forma general, los aductos de epicatequina exhiben un mayor potencial citotóxico, con la línea AGS presentando una mayor sensibilidad a ambas familias de compuestos, sin embargo, ante una evaluación colorimétrica de activación de caspasa-3 se observó que sólo las teaflavinas evaluadas provocaron un aumento en la actividad de este marcador de apoptosis. La interacción con el mediador de muerte celular Cox-2 fue validada in vitro mediante termofóresis a microescala (MST) para aquellos compuestos que provocaron un aumento en la activación de caspasas, verificando la interacción proteína-ligando, con una constante de interacción menor a la obtenida para celecoxib, un fármaco utilizado como inhibidor de esta proteína. Para profundizar el estudio de esta interacción, se llevó a cabo un estudio de docking molecular, donde se observó, que la interacción proteína-ligando, estaría ocurriendo en las cercanías del sitio alostérico de Cox-2.

Colorectal cancer (CRC) is the third most common carcer and the second most lethal worldwide. CRC is associated with an increase in apoptosis evasion, as an effect of decreasing the expression of genes that regulate apoptosis. An example of this is Cox-2, a protein overexpressed in 90% of colorectal adenocarcinomas and directly associated with an increase in the apoptosis evasion. Theaflavins, main flavanol present in black tea. These molecules had been widely studied by their anticancer properties, since they interact directly with proteins related to the cell cycle, the intrinsic and extrinsic pathways of apoptosis, cell migration, cell growth, transcription factors, among others. Several studies have demonstrated the potent anticancer effect of naturally theaflavins against various types of cancer. However, the polar nature of the theaflavins structure means that these molecules have low bioavailability, preventing them from accessing the areas of the body affected by cancer. To increase their bioavailability a new set of semi-synthetic neo-theaflavins (n-TF) and their precursors epicatechin adducts (a-EC). In this project, the ADME (Absorption, Distribution, Metabolism and Excretion) properties were evaluated in silico, for this new set of n-TF and a-EC, obtaining similar results in the behavior on each molecule family but exhibits remarkable differences between them. With a-EC showing a better absorption, metabolism and excretion in comparison to neo-theaflavins. The cytotoxic effect was evaluated in vitro, against Caco-2, AGS, and HDF. Results exhibit a wide range of effects, depending on cellular context, according with the different structural modifications performed. In general, epichatequin adducts exhibit more cytotoxic potential, with AGS cell line being the most sensitive to both molecular families, however, a caspase-3 colorimetric detection assay showed that only the theaflavins evaluated exhibited an increase on the activity of this apoptosis protein. The interaction with cell death mediator Cox-2 was evaluated in vitro by microscale thermophoresis (MST), for those compounds which exhibited an increase in caspase-3 activity, verifying the protein-ligand interaction, with an interaction constant below the one obtained for celecoxib, a drug used to inhibit this protein. To further investigate this interaction, molecular docking was performed, where it was assessed that protein-ligand interaction is occurring in the allosteric site of Cox-2.