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Revista de la Facultad de Medicina
versión impresa ISSN 0798-0469
RFM v.33 n.1 Caracas jun. 2010
Las estatinas afectan la viabilidad de líneas celulares de leucemia y linfoma humanas in vitro
Mery Guerrero1, Camilo Di Giulio2, Juan Bautista De Sanctis3
1 Licenciada en Bioanálisis. MSc en Inmunologia Básica. Instituto de Inmunología. Facultad de Medicina. Universidad Central de Venezuela. Caracas-Venezuela
2 Médico Cirujano. Profesor Instructor. Cátedra de Fisiología. Facultad de Farmacia. Universidad Central de Venezuela. Caracas-Venezuela
3 Doctor en Ciencias Fisiológicas. Coordinador de Investigación. Profesor Titular. Instituto de Inmunología. Facultad de Medicina. Universidad Central de Venezuela. Caracas-Venezuela
CORRESPONDENCIA
: Dr. Juan B. De Sanctis. Instituto de Inmunología. Facultad de Medicina. Universidad Central de Venezuela.Instituto de Inmunología. Facultad de Medicina. Universidad Central de Venezuela. Los Chaguaramos. Caracas, Venezuela. Código Postal 1053. Fax (0212) 6932815/6932734. Dirección electrónica: http://www.med.ucv.ve/idi
Trabajo financiado por el Consejo de Desarrollo Científico y Humanístico de la Universidad Central de Venezuela. PI 090060102005 y FONACIT G-2005000389.
Recibido: 03-05-10. Aceptado: 01-06-10
RESUMEN: Se ha propuesto que las estatinas inducen apoptosis sobre células tumorales. Para probar dicha hipótesis, se analizó el efecto de las estatinas atorvastatina, fluvastatina, lovastatina, mevastatina, pravastatina y simvastatina en el rango de concentraciones de 1 pM hasta 100 μM, sobre la viabilidad de las líneas celulares humanas Jurkat E6.1, Jurkat D1.1 (Linfoma T) , Daudi (Linfoma B), U937 (leucemia monocítica) y HL-60 (leucemia promielomonocítica) in vitro en cultivos de 48 horas, analizados por la técnica de hidrolización del compuesto bromuro de 3-(4,5-dimetiltiazol-2-il)-2,5-difenilltetrazolio (MTT). Lovastatina y mevastatina son los más potentes inductores de muerte celular independientemente del tipo celular (Ic 50 entre 12 y 50 μM). Para las otras estatinas se observan diferencias en el Ic50 según la línea celular atorvastatina (38,1 y 48,6 μM Jurkats, 55,3 μM Daudi y 100 μM para las otras líneas), pravastatina (25 μM HL-60, 55,6 y 60,7 μM Jurkats y ≥ 100 μM Daudi y U937), simvastatina (25,1 μM Jurkat D1.1, 50,2 μM Jurkat E6.1, 45,2 μM Daudi y 51,3 μM HL-60, y > 100 μM U937) y para fluvastatina en todos los casos > 100 μM. La disminución de la viabilidad celular se revierte completamente cuando las células son incubadas con 10 μM mevalonato. Se concluye que la lovastatina y mevastatina son las más potentes inductoras de muerte seguida por atorvastatina, pravastatina y simvastatina cuyo efecto depende del tipo de línea celular y la fluvastatina no tiene efectos importantes en la viabilidad de las líneas celulares estudiadas.
Palabras clave: Estatinas, Muerte celular, Atorvastatina, Fluvastatina, Lovastatina, Mevastatina, Pravastatina, Simvastatina.
ABSTRACT: Statins have been proposed to induce apoptosis of tumor cells. In order to test this hypothesis, the effect of atorvastatin, fluvastatin, lovastatin, mevastatin, pravastatin, simvastatin on cell viability was assessed by in vitro culture for 48 hr, at concentrations ranging from 1 pM to 100 μM on human cell lines Jurkat E6.1, Jurkat D1.1 (T cell lymphoma), Daudi (B cell lymphoma), U937 (monocitic leukemia) and HL-60 (pro mielomonocitic leukemia) and analyzed the oxidation of (3-(4.5-Dimethylthiazol-2-yl)-2.5- diphenyltetrazolium bromide (MTT). Lovastatin and mevastatin are the most potent inductors of cell death independently of the cell type (Ic 50 between 12 and 50 μM). Differences in the Ic50 are observed depending on the cell line: atorvastatina (38.1 and 48.6 μM Jurkats, 55.3 μM Daudi y 100 μM for the others lines), pravastatin (25 μM HL-60, 55.6 y 60.7 μM Jurkats and ≥ 100 μM Daudi and U937), simvastatin (25.1 μM Jurkat D1.1, 50.2 μM Jurkat E6.1, 45.2 μM Daudi and 51,3 μM HL-60, and > 100 μM U937) and for fluvastatin > 100 μM in all cases. The decrease in cell viability is reverted completely when the cells were incubated with 10 μM mevalonate. It is concluded that lovastatin and mevastatin are the most potent inductors of cell death followed by atorvastatin, pravastatin and simvastatin whose effect depends upon the cell type and fluvastatin does not have any important effects on cell viability on the cell lines studied.
Key words: Statins, Cell death, Atorvastatin, Fluvastatin, Lovastatin, Mevastatin, Pravastatin, Simvastatin
INTRODUCCIÓN
Las estatinas fueron diseñados como inhibidores de la enzima hidroxi metil glutaril CoA reductasa; sin embargo, sus efectos farmacológicos van más allá de la simple inhibición enzimática (1). Uno de los efectos farmacológicos más importantes es la reducción en la proliferación y viabilidad de células tumorales y control de la metástasis (2-4). Yachim y col.(5) fueron los primeros en demostrar el incremento de la biosíntesis de colesterol en líneas de leucemia humana y en consecuencia varios trabajos han demostrado el efecto pro inductor de muerte de las diferentes estatinas (2-4,6-7). La inducción de muerte celular es principalmente dependiente de la actividad mitocondrial (2-4, 6-8). Sin embargo, la farmacocinética y farmacodinamia de las diferentes estatinas es disímil (9-10) y en la literatura hay pocos trabajos donde se compare el efecto de las diferentes estatinas sobre una variedad de células tumorales. Las concentraciones plasmáticas máximas de las estatinas son entre 0,5 a 5 μM (9-10). Con el propósito de analizar el efecto de diferentes estatinas sobre la viabilidad celular, teniendo en cuenta su diversas estructuras y metabolismos, decidimos hacer un estudio de varias células inmortalizadas de diferente origen, linfoma T (Jurkat E 6.1 y D1.1), linfoma B (Daudi), leucemia monocítica (U937) y leucemia pre pro mielomonocítica (HL-60).
MÉTODOS
Las estatinas: lovastatina, mevastatina y simvastatina y el mevalonato fueron activados por hiodrólisis ácida según protocolo descrito de la casa comercial Sigma Chemical Corporation donde se adquirió. La atorvastatina se adquirió a Sigma Chemical y la fluvastatina a la casa comercial Calbiochem. Las otras estatinas fueron disueltas en dimetil sulfóxido (DMSO). La concentración máxima de DMSO en el cultivo fue de 0,1 % que no causa efecto sobre la viabilidad celular.
Las líneas celulares fueron obtenidas de la organización americana de cultivo celular (American Type Tissue Culture Collection) y fueron cultivadas en medio RPMI 1640 con 10 % de suero bovino inactivado por calor y 100 U/mL de penicilina/streptomicina y glutamina. La líneas celulares Jurkat E6.1 y D1.1 son dos clonas proveniente del mismo donante con expresión de CD3 en ambos casos de 40 % y de CD154 de 0,1 % en un caso y 100 % en el otro. Las línea celular Daudi es un linfoma de Burkit indiferenciado, IgD CD40 positivo, U937 es una línea inmadura de monocitos que expresa CD33 y no expresa CD14 ni CD16, y la células HL-60 son de células prepromielocítica (puede diferenciarse a monocitos, polimorfo nucleares o megacariocitos) y expresa CD33 y CD154. Las células fueron mantenidas a razón de 1 x 105 células/mL en frascos de cultivo. Para los experimentos se incubaron en placas de 96 pozos fondo plano a razón 5 x 104 células por pozo. El protocolo incluye: control medio completo, estatinas a diferentes concentraciones, de 1 pM a 100 μM y estatinas a diferentes concentraciones co incubadas con 10 μM de mevalonato. Los cultivos fueron realizados por 48 horas. Cada ensayo se montó por triplicado, se realizaron 10 ensayos por línea celular.
La viabilidad celular fue determinada por el ensayo del bromuro de 3-(4,5-dimetiltiazol-2-il)- 2,5-difenilltetrazolio (MTT) como fue descrito por Mosmann(11) y modificada por nuestro laboratorio(12). El ensayo del MTT se fundamenta en la reducción de la sal de tetrazolio, MTT, por las células viables. Las deshidrogenadas usando NADH o NADPH como coenzimas pueden convertir la forma amarilla de la sal del MTT (soluble en agua) a cristales insolubles de formazan de color púrpura. Después de las 48 horas de incubación con las estatinas, las células fueron incubadas por 4 horas con 50 μl de MTT (0,4 mg/mL en PBS). Posteriormente, las placas son centrifugadas a 1 000 x g por diez minutos, las células lavadas con PBS, centrifugadas y los cristales de formazán son resuspendidos en DMSO. La solución de formazan fue leída espectrofotométricamente a 570 nm. Se realiza con cada ensayo una curva patrón con diferentes concentraciones de células incubadas con MTT. Los resultados fueron expresados como la media ± desviación estándar de viabilidad. La reducción en un 50 % del número de células en relación con los controles (IC50) fue determinada de las curvas dosis respuesta usando el programa Graph Pad Prism 4.0.
RESULTADOS
El efecto de las diferentes estatinas sobre la viabilidad celular se resume en la Tabla 1 donde se expresan los diferentes Ic50 para las diversas líneas celulares empleadas. En dicha tabla se observa las diferencias entre los grupos. La estatina más eficiente es mevastatina seguido por lovastatina, simvastatina, pravastatina, atorvastatina. No se pudo determinar el Ic50 de fluvastatina en el rango ensayado.
La Tabla 1 ilustra el efecto de las diferentes estatinas sobre la viabilidad de las diferentes líneas celulares. Los valores de Ic50 fueron calculados para cada fármaco en base a curvas de 12 puntos de concentraciones crecientes desde 1 pM hasta 100 μM (0, 0,001, 0,005, 0,01, 0,05, 0,1, 0,5, 1, 5, 10, 50, 75, 100 μM). Los valores obtenidos son graficados y analizados por la curva matemática no lineal del programa Graph Pad Prism 4 para determinar los Ic50.
A pesar de que las células Jurkat provienen del mismo linaje, hay diferencias importantes en el Ic50 sobre todo cuando las células son tratadas con simvastatina. En el caso de U937 y HL60, estas últimas parecen ser más susceptibles al efecto de la estatina, excepto por lovastatina. Finalmente, las células más resistentes al tratamiento con estatinas son las células Daudi.
En la Figura 1 se ilustra el porcentaje de viabilidad de las diferentes líneas celulares, analizado por el ensayo de MTT, en la concentración más alta de cada una de las estatinas (100 μM). Se observa claramente el efecto de las diferentes estatinas sobre la viabilidad celular de las líneas celulares estudiadas. El efecto de las estatinas sobre la disminución de la viabilidad se puede resumir en mevastatina>lovastatina>simvastatin a>pravastatina=atorvastatina. La fluvastatina no inhibe significativamente la viabilidad celular en la dosis más alta. La concentración de 100 μM corresponde a por lo menos 20 veces la concentración plasmática terapéutica que se observa con dosis de 40 mg vía oral.
Cuando el mevalonato, producto de la reacción de la enzima hidroximetil glutaril coA reductasa, es añadido al cultivo con las estatinas, se observa in incremento en los IC 50 que está representado en la Tabla 2. Mevastatina, En la Tabla 2 se representa el efecto potenciador del mevalonato en todas las curvas correspondientes a las estatinas usadas y representadas en la Tabla 1. En todas las estatinas excepto en la fluvastatina, el mevalonato revierte el efecto inhibidor de la viabilidad celular ilustrado en la Tabla 1. es sin embargo, la única estatina que tiene un efecto moderado sobre la viabilidad de tres tipos celulares.
DISCUSIÓN
En el presente trabajo se plantea abordar el estudio de la posible relación entre diferentes estructuras de las estatinas y la inducción de muerte celular en líneas inmortalizadas. Cabe destacar que la concentración máxima de las diferentes estatinas con dosis orales de 40 mg vía oral correspondería a un máximo de 10 μM como concentración farmacológica efectiva(9). Como se observa claramente en la Tabla 1, solo mevastatina
es capaz de generar una disminución en la viabilidad celular en la mayoría de las células estudiadas a diferencia de las otras estatinas. Lovastatina tiene un
comportamiento semejante, pero no tan eficiente y luego simvastatina, pravastatina, atorvastatina tienen menor efecto. Finalmente, la fluvastatina a las dosis ensayadas no afecta la viabilidad celular.También es interesante analizar el efecto de las diferentes estatinas sobre células provenientes de un solo linaje. Es probable que las estatinas induzcan una respuesta diferente entre células tumorales primarias o las metastásicas según lo sugieren varios autores como
lo exponen Hindler y col. (2).Dado que efecto de las estatinas se revierte con mevalonato, se podría sugerir que las células tumorales
in vitro pudieran tener la capacidad de escapar de la inhibición de las estatinas. Varios investigadores han sugerido que las estatinas pudieran tener un efecto sinérgico con otros fármacos antineoplásicos sobre la viabilidad celular (2-4); sin embargo, en muchos casos los mecanismos de acción no están dilucidados del todo. A la par, conocen estudios detallados a gran escala, controlados doble ciego, que permita establecer el posible papel de dichas drogas como coadyuvante en el tratamiento antineoplásico. Se presume que estos fármacos pudieran tener un efecto más amplio debido a que las estatinas, dependiendo de las dosis, pueden: 1) inducir una disminución del crecimiento tumoral, por inhibición de la activación de Ras y Rho y la activación de p21 y p27 inhibidoras de la proliferación celular, 2) la activación de caspasa 3, 7, 8, y 9 junto con una disminución de bcl-2, 3) la inhibición de E-selectina y metaloproteinasa 9 en metástasis. Los resultados aquí presentados permitieran sugerir que dependiendo de la estatina, la dosis, los metabolitos y el tipo tumoral se podría observar algunos de los efectos propuestos por estos fármacos. Por ello, se concluye que estudios ulteriores son necesarios para poder evaluar el papel de las estatinas en el tratamiento antineoplásico.REFERENCIAS
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