6-(4-metil-pent-3-enil)-1,4-naftoquinona induce efectos antiproliferativos mediados por la producción de ros en células de cáncer de mama

Abstract

El mitocondrión es un organelo que juega un papel crucial en el metabolismo y la regulación de la muerte celular. Por otra parte, se ha descrito que las células tumorales presentan alteraciones en la bioenergética mitocondrial que favorecen la resistencia a la muerte celular. En este contexto, aquellos compuestos que afecten esta función pueden ofrecer un atractivo blanco para el diseño de agentes antitumorales. En esta tesis se evaluaron algunos mecanismos de acción posibles que presenta el compuesto 6-(4-metil-pent-3-enil)-1,4-naftoquinona (MPENQ), que explican el efecto antiproliferativo sobre las células tumorales. Debido a que él o los mecanismos por los cuales ejerce su acción no han sido aún determinados. Se utilizó para este propósito células de cáncer de mama humano MCF7 y células metastásicas MDA-MB-231, exhibiendo un efecto sobre la proliferación con valores de IC50 menores de 20 μM. Conjuntamente, se utilizó la línea de epitelio mamario humano MCF-10A. MPENQ presentó grado de selectividad a 5 y 10 μM hacia las células tumorales. Se evaluó la actividad de MPENQ sobre la respiración celular comprobándose una importante inhibición de la respiración máxima mitocondrial. Se utilizó también mitocondrias aisladas de células de adenocarcinoma mamario murino TA3/Ha, en las cuales se comprobó que MPENQ afecta la cadena transportadora de electrones al inhibir los complejos I y II. Igualmente, MPENQ fue capaz de afectar los parámetros bioenergéticos al disminuir los niveles intracelulares de ATP, aumentar la producción de ROS y producir acumulación de NAD(P)H a bajas concentraciones. La incubación con N-acetilcisteína y catalasa durante 48 horas previno el efecto antiproliferativo de MPENQ, sugiriendo que este efecto sobre células de cáncer de mama está mediado por la generación de ROS. Los resultados obtenidos indican que la crisis bioenergética producida por MPENQ fue capaz de inducir apoptosis y tanto la inhibición de la cadena transportadora de electrones como la generación de ROS están implicadas en la acción citotóxica

The mitochondrion is an organelle that plays a crucial role in the metabolism and regulation of cell death. On the other hand, it has been described that tumor cells present alterations in mitochondrial bioenergetics favoring the resistance to the cell death. In this context, those compounds that affect these functions can offer an attractive target for designing of antitumor agents. In this thesis, it was assessed some possible action mechanisms of 6-(4-metil-pent-3-enil)-1,4-naphthoquinone (MPENQ) which would explain the antiproliferative effect on tumor cells. Since, they have not been yet well determined. It was used for this purpose human breast cancer MCF7 cells and metastatic MDA-MB-231 cells, exhibiting IC50 values on proliferation inhibition of less than 20 μM MPENQ. Together, we also used the human mammary epithelium cell line MCF-10A, showing selectivity toward tumor cells at 5 and 10 μM MPENQ. Activity of MPENQ on cellular respiration was evaluated checking the important inhibition of mitochondrial respiration maximum. Mitochondria isolated from mammary adenocarcinoma of murine cells line TA3/Ha was also used, in which was found that MPENQ affects the electron flow through of the electron transport chain inhibiting both complex I and II. Also, MPENQ was able to affect the bioenergetics parameters decreasing the intracellular ATP levels, increasing the ROS production, and producing accumulation of NAD(P)H at low concentrations of MPENQ. Incubation with N-acetylcysteine and catalase by 48 hours prevented the antiproliferative effect of MPENQ, suggesting that this effect on breast cancer cells is mediated by the generation of ROS. The results obtained indicated that the bioenergetics crisis produced by MPENQ was able to induce apoptosis and both the inhibition of the electron flow through the respiratory chain and the generation of ROS are involved in this cytotoxic action