Efecto paradójico radiosensibilizante del ácido carnósico en células de melanoma metastásico B16F10: una nueva estrategia terapéutica

Abstract

El ácido carnósico (AC) es un diterpeno fenólico derivado de la planta Rosmarinus officinalis caracterizado por su elevada actividad antioxidante. Por sus características presenta múltiples aplicaciones industriales, cosméticas y nutricionales. Este estudio pretende evaluar la capacidad radioprotectora del AC en células expuestas directamente a rayos X y en células no irradiadas que reciben las señales de células irradiadas con rayos X, conocidas como células receptoras del efecto bystander inducido por radiación ionizante (RIBE). La capacidad genoprotectora se evalúa mediante ensayos de genotoxicidad aplicando los ensayos de micronúcleos in vivo e in vitro. La capacidad radioprotectora mediante ensayos de supervivencia celular con MTT, clonogénico in vitro, apoptosis y de determinación de glutatión intracelular, comparando células radiosensibles (epitelio prostático humano normal, PNT2) con células radiorresistentes (melanoma metastásico murino, B16F10). El AC presenta una capacidad genoprotectora en todas las células expuestas a la radiación ionizante (p < 0,001) y en las células RIBE (p < 0,01). En las células PNT2, el AC consigue un 97% de supervivencia celular tras la exposición a 20 Gy de rayos X, eliminando el 67% de la muerte celular inducida por la radiación (p < 0,001), disminuyendo la apoptosis (p < 0,001) y aumentando la relación GSH/GSSG (p < 0,01). Sin embargo, la administración de AC a las células B16F10 disminuye la supervivencia celular en un 32%, aumentando la muerte celular en un 200% (p < 0,001), y aumentando la muerte celular en un 100% (p<0,001) en las células bystander (p < 0,01). Además, incrementa la apoptosis celular (p < 0,001) y disminuye la relación GSH/GSSG (p < 0,01), expresando un efecto paradójico radiosensibilizador en estas células. El conocimiento de los posibles mecanismos de acción de sustancias como el AC en estos ámbitos podría ayudar a crear nuevas vías de tratamiento que permitan la protección de las células sanas y el daño exclusivo de las neoplásicas, presentando así una nueva estrategia deseable para los pacientes con cáncer que necesitan radioterapia.

Carnosic acid (CA) is a phenolic diterpene derived from the plant Rosmarinus officinalis, characterised by its high antioxidant activity. Due to its characteristics, it has multiple industrial, cosmetic and nutritional applications. This study aims to evaluate the radioprotective capacity of AC in cells directly exposed to X-rays and in non-irradiated cells that receive signals from X-ray irradiated cells, known as receptor cells of the bystander effect induced by ionising radiation (RIBE). The genoprotective capacity is assessed by genotoxicity assays using in vivo and in vitro micronucleus assays. Radioprotective capacity is assessed by MTT cell survival, in vitro clonogenic, apoptosis and intracellular glutathione assays, comparing radiosensitive cells (normal human prostate epithelium, PNT2) with radioresistant cells (murine metastatic melanoma, B16F10). AC exhibits genoprotective capacity in all cells exposed to ionising radiation (p < 0.001) and in RIBE cells (p < 0.01). In PNT2 cells, AC achieves 97% cell survival after exposure to 20 Gy of X-rays, eliminating 67% of radiation-induced cell death (p < 0.001), decreasing apoptosis (p < 0.001) and increasing the GSH/GSSG ratio (p < 0.01). However, AC administration to B16F10 cells decreased cell survival by 32%, increased cell death by 200% (p < 0.001), and increased cell death by 100% (p < 0.001) in bystander cells (p < 0.01). In addition, it increases cell apoptosis (p < 0.001) and decreases the GSH/GSSG ratio (p < 0.01), expressing a paradoxical radiosensitising effect in these cells. Knowledge of the possible mechanisms of action of substances such as AC in these areas could help to create new treatment pathways that allow the protection of healthy cells and the exclusive damage of neoplastic cells, thus presenting a new desirable strategy for cancer patients in need of radiotherapy.