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UNIVERSIDAD NACIONAL . . AUTONOMA DE MEXICO FACULTAD DE QUIMICA PROGRAMA DE MAESTRIA y DOCTORADO EN CIENCIAS BIOQUIMICAS ALTERACIONES EN AP-1, MAPKS y CICLlNA D1 INDUCIDAS POR LA EXPOSICiÓN SUBCRÓNICA AL CARCINÓGENO RENAL FENT A Y EFECTO DE UN EXTRACTO DE SEMILLAS DE TAMARINDO (EST) T E s 1 s QUE PARA OBTENER EL GRADO DE: MAESTRO EN CIENCIAS (BIOQUÍMICAS) P R E S E N T A: FRANCISCO ANTONIO AGUILAR ALONSO Tutor: Dra. Ma. Elena Ibana Rubio MEXICO, D. F. ABRIL 2010 UNAM – Dirección General de Bibliotecas Tesis Digitales Restricciones de uso DERECHOS RESERVADOS © PROHIBIDA SU REPRODUCCIÓN TOTAL O PARCIAL Todo el material contenido en esta tesis esta protegido por la Ley Federal del Derecho de Autor (LFDA) de los Estados Unidos Mexicanos (México). El uso de imágenes, fragmentos de videos, y demás material que sea objeto de protección de los derechos de autor, será exclusivamente para fines educativos e informativos y deberá citar la fuente donde la obtuvo mencionando el autor o autores. Cualquier uso distinto como el lucro, reproducción, edición o modificación, será perseguido y sancionado por el respectivo titular de los Derechos de Autor. ALTERACIONES EN AP-1, MAPKS Y CICLINA D1 INDUCIDAS POR LA EXPOSICIÓN SUBCRÓNICA AL CARCINÓGENO RENAL FENTA Y EFECTO DE UN EXTRACTO DE SEMILLAS DE TAMARINDO (EST) RECONOCIMIENTOS Esta tesis se realizó bajo la dirección de la Doctora María Elena Ibarra Rubio en el laboratorio 120 del edificio F de la Facultad de Química de la Universidad Nacional Autónoma de México. El comité Tutoral que asesoró esta tesis estuvo conformado por: Dra. María Elena Ibarra Rubio Dra. Martha Robles Flores Dra. Martha Patricia Coello Coutiño El proyecto fue apoyado por la Dirección General de Asuntos del Personal Académico bajo el programa de PAPIIT número IN 214307 El proyecto fue apoyado por la Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (número 81026). Durante los estudios de Maestría el sustentante gozó de una beca otorgada por CONACYT (252642). En el desarrollo de esta tesis se contó con el apoyo otorgado por el Colegio de Profesores de la Facultad de Química y la sección 024 del AAPAUNAM por haber ganado la Cátedra “Alberto Urbina del Raso” en el semestre 2010-1. El jurado del examen para obtener el grado de Maestro en Ciencias Bioquímicas estuvo constituido por: Dra. Victoria Chagoya de Sánchez Dr. Alejandro García Carrancá Dra. Marina Macías Silva Dra. Martha Robles Flores Dra. Leticia Rocha Zavaleta DEDICATORIAS Esta tesis va con especial dedicatoria a los que ya no están: A mi mamá, que aunque no estés sé que me acompañas en cada uno de mis logros. A mi tío Memo, porque en vida me enseñaste que con humildad, esfuerzo y valentía se construyen los grandes logros. A mi tía Chepis, que con su cariño y compañía, en los tiempos más diros, me dio ánimos para seguir adelante. Al tío Jaime, que fue uno de mis primeros ejemplos que me mostraron que los éxitos se alcanzan con constancia y visión. También dedico esta tesis a los que aún me acompañan: A mi padre, porque tu esfuerzo y cariño siguen rindiendo frutos en mi persona. Gracias por nunca desertar. A mi hermana Rotz. Para ti no existen palabras que puedan describir mi gratitud, sabes que siempre estaré para ti, como tu lo has hecho para mí. A mi Ardillita Silvia, por levantarme con amor cuando todo se veía sin sentido,por cuidarme cuando enfermo y por SIEMPRE portarse bien. A mis tías Cata, Mokoken y Macuka por su interés, guía, apoyo y compañía. Sin ustedes no sería el que soy hoy. A mis primos Sirno, Rebe, Vítor, Karla, Hétor y Chich por darme tan bonitos momentos en el cotorreo y seriedad. Los quiero mucho. A mi muy mejor amiga Jill, que aunque no seamos como lapa, siempre has estado cuando más te necesito. A mi Brother Rodrigo, por tener la paciencia escuadriñar nuestros defectos, con la esperanza de un día ser mejores. A la banda de la FQ, Aarón, Kika, Pive, Tania, Temo, Sofy, Marco, Edna, John y Alice pro brindarme momentos tan gratos y su incondicional apoyo. A la Doc. María Elena Ibarra, por su paciencia, guía y confianza, que sin ella el proyecto no hubiera avanzado exitosamente. A los viejos compañeros de laboratorio, Chabetty, Fer y José, con los cuales, conformamos un excelente equipo de trabajo y cuando fue necesario un buen grupo de amigos. A los nuevos en el laboratorio, Karla, Telma, Alfredo, Luz e Ignacio, los cuales, han hecho mucho amena mi estancia en el laboratorio. 1 LISTA DE ABREVIATURAS ADN Ácido Desoxirribonucleico AP-1 Proteína Activadora 1 BUN Nitrógeno Ureico CCR Carcinoma de Células Renales DEN Dietilnitrosamina DNPH Dinitrofenilhidrazina EMSA Ensayo de Retardo en la movilidad Electroforética ERK Cinasa Regulada por Señales Extracelulares ROS Especies Reactivas de Oxígeno EST Extracto de Semillas de Tamarindo FeNTA Nitrilotriacetato de Hierro iNOS Nítrico Oxido Sintasa JNK Cinasa del amino Terminal de c-Jun MAPKs Cinasas de Proteínas Activadas por Mitógenos mRNA Acido Ribonucleico mensajero NBT Nitroazul de tetrazolio WB Western Blot PCNA Factor Nuclear de Proliferación Celular SFB Suero Fetal Bovino WB Western Blot ÍNDICE Página Lista de abreviaturas 1. Resumen 1 2 2. Antecedentes 4 2.1 El cáncer y el estrés oxidante 4 2.2 Carcinoma de células renales 6 2.3 Nitrilotriacetato de hierro (FeNTA) como modelo de estudio del CCR 7 2.4 Generalidades de AP-1 9 2.5 c-Jun 11 2.6 Cinasas de proteínas activadas por mitógenos (MAPKs) y cáncer 13 2.6.1 Cinasa regulada por señales extracelulares (ERK) 14 2.6.2 Cinasa del amino terminal de c-Jun (JNK) 15 2.6.3 p38 16 2.7 Ciclina D1 17 2.8 Antioxidantes en el tamarindo 18 3. Justificación 20 4. Hipótesis 21 5. Objetivos 21 6. Material y métodos 22 6.1 Diseño experimental 22 6.1.1 Administración del EST 23 6.1.2 Preparación y administración de DEN 24 6.1.3 Preparación y administración de FeNTA 6.1.4 Día del sacrificio y toma de muestras 24 25 6.2 Métodos 26 6.2.1 Obtención del EST 26 6.2.2 Caracterización del EST 26 6.2.3 Función renal 28 6.2.4 Marcadores de estrés oxidante 29 6.2.5 Niveles de expresión y fosforilación (activación) de distintas proteínas específicas por Western Blot 29 6.2.6 Translocación nuclear de c-Jun 6.2.7 Ensayo de cambio en la movilidad electroforética (EMSA) para AP-1 31 31 6.3 Análisis estadístico 31 7. Resultados 32 7.1 Caracterización del EST 32 7.2 Desarrollo del protocolo 33 7.3 Observaciones macroscópicas de los riñones 34 7.4 Evaluación de la función renal 34 7.5 Marcadores de estrés oxidante 35 7.6 Niveles de expresión y fosforilación de c-Jun 36 7.7 Translocación nuclear de c-Jun 37 7.8 Actividad de AP-1 7.9 Niveles de expresión de la ciclina D1 7.10 Niveles de expresión y fosforilación de ERK 38 40 41 7.11 Niveles de expresión de JNK 7.12 Niveles de expresión y fosforilación de p38 43 43 8. Discusión de resultados 45 9. Resumen de resultados 10. Conclusiones 51 52 11. Anexos 53 12. Referencias 73 2 1. RESUMEN El cáncer es una patología multifactorial cuyo desarrollo se ha divido en tres etapas: iniciación, promoción y progresión, siendo las primeras dos etapas claves para el control de esta patología. Entre los factores que han sido vinculados con el desarrollo del cáncer están los niveles elevados de estrés oxidante, por lo cual se ha generado gran interés en el uso de agentes antioxidantes comoterapia contra el desarrollo de cáncer. El carcinoma de células renales (CCR) presenta una alta mortalidad debido a la dificultad de su diagnóstico y tratamiento. Aunque en la actualidad se conocen algunas alteraciones moleculares presentes en este tipo de neoplasia, aún se está muy lejos de comprenderla y se desconoce lo que sucede en etapas tempranas del desarrollo de esta enfermedad. Sin embargo, algunos autores han encontrado que en tumores de CCR que se encuentran en estadios menos avanzados existe una sobreexpresión de c-Jun, uno de los monómeros que forman el factor de transcripción AP-1, y que esta sobreexpresión disminuye o desaparece en tumores en estadios más avanzados, lo que sugiere que c-Jun podría jugar un papel importante en etapas tempranas del desarrollo de esta neoplasia. De igual forma, en los tumores ya formados se han observado alteraciones en la expresión y activación de las MAPKs ERK, JNK y p38, moléculas que están relacionadas con la expresión y activación de c-Jun, y en los niveles de la ciclina D1, gen característico como blanco de AP-1. El modelo experimental más utilizado para el estudio de CCR es aquél inducido por nitrilotriacetato de hierro (FeNTA). Se sabe que la administración intraperitoneal de FeNTA produce necrosis renal con incrementos en los niveles de estrés oxidante en estudios agudos, y que su administración de forma crónica lleva al desarrollo CCR en roedores. Aunque se ha demostrado la participación del estrés oxidante en la carcinogenicidad del FeNTA, aún no se han esclarecido los mecanismos moleculares responsables. Con base en estos antecedentes, y con la finalidad de determinar alteraciones moleculares que se den en etapas tempranas y que podrían estar involucradas en el posterior desarrollo de CCR, se consideró importante establecer un protocolo subcrónico de un mes de tratamiento con FeNTA y analizar si se presentan alteraciones en c-Jun, así como en las MAPKs ERK, p38 y JNK y en la expresión de la ciclina D1, y si un antioxidante protege contra estas alteraciones. El protocolo se llevó a cabo estudiando 5 grupos de ratas Wistar macho: Control (C) y tratados con: a) extracto de semillas de tamarindo (usado como 3 antioxidante) en el agua de beber durante todo el estudio (EST); b) 2,4-N-N-dietilnitrosamina (DEN, usado como iniciador tumoral); c) DEN+FeNTA (D+F) y EST+DEN+FeNTA (E+D+F). El protocolo se realizó con una sola administración del iniciador tumoral DEN, y repetidas administraciones de FeNTA, 2 veces a la semana durante 1 mes, con incrementos graduales en la dosis cada semana. Cabe mencionar que en nuestro laboratorio, se indujo CCR con este esquema de tratamiento, pero extendido durante cuatro meses de exposición a FeNTA. Para monitorear la función renal se determinaron los niveles de nitrógeno ureico sanguíneo (BUN) cada semana. En el tejido renal obtenido 48 h después de la última administración de FeNTA se determinaron los niveles de estrés oxidante. los niveles de proteína, fosforilación (p-Ser 63) y translocación nuclear de c-Jun, la actividad del factor de transcripción AP-1, así como los niveles de ciclina D1, ERK 1/2, p-ERK (Tyr 204), JNK, p38α/β y p-p38 (Thr 180/Tyr 182). Los resultados obtenidos indican que los tratamientos con EST y DEN no afectan el crecimiento de los animales ni las demás variables analizadas. La exposición a DEN+FeNTA retarda el crecimiento de los animales y el EST no puede revertir dicho efecto. A diferencia de lo observado en estudios agudos, no se encontraron alteraciones en los marcadores de estrés oxidante, ni en los niveles de nitrógeno ureico sanguíneo (BUN), es decir no se presentaron fallas en la función renal. Por otra parte, se observó que el tratamiento subcrónico durante 1 mes con FeNTA induce un incremento significativo en los niveles de proteína y fosforilación de c-Jun, en la actividad del factor de transcripción AP-1, en los niveles de ciclina D1, ERK p44, p-ERK y p-p38, así como una disminución en los niveles de JNK y p38 α/β, sin embargo, el EST no pudo prevenir estas alteraciones. Nuestros resultados muestran que se estableció un protocolo de tratamiento subcrónico con FeNTA, que podría representar una etapa temprana en el desarrollo de CCR por FeNTA, en el que se inducen alteraciones en AP-1, ERK, JNK, p38 y ciclina D1, las cuales podrían estar vinculadas con la malignización de las células renales y ser objeto de estudio para la prevención o control de esta neoplasia. Además, se encontraron similitudes con el CCR humano, lo que sugiere al modelo como una herramienta valiosa para el estudio de esta neoplasia. 4 2. ANTECEDENTES 2.1 El cáncer y el estrés oxidante El cáncer es una enfermedad genética que se caracteriza por un crecimiento tisular debido a la proliferación descontrolada y continua de células anormales, que en los estadios más avanzados adquieren la capacidad de invasión y colonización de otros tejidos (Alberts y cols., 2002). Cualquier célula es susceptible a desarrollar cáncer, y éste puede clasificarse de acuerdo al tipo de células que dió origen al tumor (Arbiser, 2004). Por ejemplo, si la primera célula que desarrolló una anormalidad funcional fue epitelial se le conoce con el nombre de carcinoma, mientras que si la célula progenitora fue del tejido conectivo o muscular se le conoce como sarcoma; además, existen otro tipo de neoplasias fuera de esta clasificación como serían las leucemias y los cánceres del sistema nervioso (Alberts y cols., 2002). El desarrollo de una neoplasia es un proceso muy complejo donde deben combinarse y acumularse una serie de alteraciones en el funcionamiento celular. Como se muestra en la figura 1A, este proceso se ha dividido en 3 etapas: a) iniciación, cuando las células sufren mutaciones no letales, esta etapa puede ser reversible mediante sistemas de reparación del DNA; b) promoción, cuando las células iniciadas comienzan, por mecanismos de inducción, a proliferar y a evitar mecanismos de apoptosis, dando como resultado una progenie de células en estado preneoplásico, que pueden ser controladas por procesos de senescencia o apoptosis, este proceso ya no es reversible pero es contenible; c) progresión, cuando las células preneoplásicas sufren alteraciones que les permitirán convertirse en células neoplásicas, las cuales tendrán una proliferación anormal que generará un tumor que posteriormente podrá diseminarse por un proceso llamado metástasis (Valko y cols.,2006). Entonces, para que una célula pueda malignizarse y convertirse en neoplásica deberá saltar todos los procesos de reparación genética y de control del ciclo celular, lo cual puede favorecerse por exposiciones a diversos factores. Entre estos factores destacan: a) compuestos químicos, que pueden ocasionar daño en el DNA (carcinógenos); b) radiaciones ionizantes que causan rupturas y translocaciones cromosomales; y c) alteraciones por virus, los cuales pueden insertar su DNA al material genético del hospedero, con información que permita la transformación de células (Alberts y cols., 2002). 5 El estrés oxidante se define como el aumento en la proporción de especies oxidantes con respecto a los niveles de las defensas antioxidantes de la célula (Zentella de Piña y cols., 2005). Las principales moléculas responsables en el desarrollo del estrés oxidante son las especies reactivas de oxígeno (ROS). En los organismos aerobios la producción de ROS ocurre en el metabolismo normal de la célula; sin embargo, la exposición a diversos factores oxidantes puede incrementar los niveles de ROS, induciendo procesos patológicos como es el cáncer (Valko y cols., 2006). Como se muestra en la figura 1B, niveles de estrés oxidante moderados inducen mutagénesis, evento que puede darse en cualquier etapa del desarrollo del cáncer formando células tumorales (Valko y cols., 2006); también seobserva que niveles bajos son suficientes para promover el desarrollo tumoral; sin embargo, si se presentan niveles altos de estrés oxidante se induce apoptosis y/o necrosis (Valko y cols., 2006). Se han propuesto 3 mecanismos mediante los cuales se relaciona el cáncer con el aumento en el estrés oxidante: a) algunas ROS, como el H2O2, pueden funcionar como moléculas de señalización celular para la activación de algunas vías relacionadas con el desarrollo de células tumorales, b) el daño directo al DNA provoca mutaciones o alteraciones genéticas que llevan a la malignización celular; y c) algunos productos generados durante la lipoperoxidación pueden, también, producir daño al DNA y por lo tanto la inducción de neoplasias (Genestra, 2007). Los blancos de ROS en la señalización celular son muy diversos e incluyen enzimas y factores transcripción y de crecimiento. De hecho, se sabe que las cinasas y fosfatasas de proteínas en tirosina (PTK y PTP respectivamente), los factores de transcripción AP-1 y NF- Figura 1. El desarrollo del cáncer se lleva a cabo en tres etapas, las cuales se han vinculado con diferentes niveles en el estrés oxidante. (Valko, 2006) 6 κB, así como algunas cascadas de señalización celular, específicamente las cinasas de proteína activadas por mitógenos (MAPKs) p38 y la cinasa de amino terminal de c-Jun (JNK) son reguladas, al menos en parte, por el estado redox, el cual, puede ser modulado por ROS (Genestra, 2007; Pan y cols., 2009), y se ha reportado que el estrés oxidante puede generar una activación sostenida de algunas de estas proteínas, lo que resulta en el mantenimiento de fenotipos transformados y la inducción de procesos como metástasis y proliferación (Hsu y cols., 2000). 2.2 Carcinoma de células renales (CCR) El CCR representa el 3% del total de los casos de cáncer reportados a nivel mundial (Nelson y cols., 2007). Este tipo de cáncer abarca tumores de distintos tipos histológicos: de células claras (CCR cc), papilar tipos 1 y 2, cromófobo y oncocitoma. El CCR es asintomático, muy propenso a desarrollar metástasis y resistente a la quimio y radioterapia (Nelson y cols. 2007), lo que dificulta su diagnóstico y lo hace una neoplasia con una alta tasa de mortalidad (81.7 % en México) (Dirección general de epidemiología, 2001). Cada tipo de CCR presenta alteraciones moleculares distintas y responde de manera diferente a las terapias, lo que ha hecho aún más complicado su tratamiento. El tipo más común es el CCR cc, con el 80% de incidencia del total de casos de CCR (Marston 2005). Aunque se conocen algunas alteraciones moleculares de cada tipo de CCR, aún no se tiene caracterizado aquellas que permiten que las células del CCR se desarrollen y proliferen, o cuál es el mecanismo que les permite ser tan propensas a desarrollar metástasis (Nelson y cols. 2007). En la búsqueda de terapias contra el CCR se han probado diversos fármacos. Entre los cuales se incluyen el Bevacumab, un anticuerpo contra el factor de crecimiento vascular epidérmico (VEFG), la terapia con altas dosis de interleucina e interferones, antibióticos con blancos en la ruta de mTOR como la rapamicina y, más recientemente, se han aprobado dos fármacos, llamados Sorafenib y Sinutinib (Nelson y cols., 2007). El Sorafenib es un fármaco de administración oral es un inhibidor de algunas MAPKs y de la proteína dependiente de GTP Ras, así como de los receptores del VEGF 2 y 3 (Larkin y cols. 2006). Mientras que el 7 Sinutinib, también de administración oral, inhibe principalmente a todos los receptores de VEGF (Nelson y cols., 2007). Sin embargo, la respuesta a estas terapias sigue siendo limitada para el control de CCR. Por otra parte, se ha observado que el estrés oxidante juega un papel en el mantenimiento de diversas líneas celulares de CCR. De hecho, se ha demostrado que algunas agentes antioxidantes naturales, como el ácido cafeico, puede disminuir la angiogénesis, en este tipo de células, por inhibir la fosforilación del factor de transcripción STAT3, posiblemente por los mecanismos relacionados con la activación de cinasas por ROS (Jung y cols., 2005). Asimismo, en estudios realizados en Italia se observó que en una muestra de 3000 personas con un consumo de productos naturales ricos en polifenoles, principalmente flavonas, eran menos propensas a desarrollar cáncer renal que aquellos que no llevaban un consumo habitual de dichos antioxidantes (Bosetti y cols., 2007). 2.3 Nitrilotriacetato de hierro (FeNTA) como modelo para estudio del CCR El modelo experimental más usado para el estudio de carcinogénesis renal es el de CCR inducido por nitrilotriacetato de hierro (FeNTA). Se sabe que la administración intraperitoneal de FeNTA produce necrosis en estudios agudos, pero de forma crónica produce adenocarcinoma de células renales en ratas y ratones (Preece y cols., 1989). Se ha encontrado que en la orina de ratas tratadas con FeNTA, se excreta 8-oxo-desoxiguanosina (Bahnemann y cols., 1998), un marcador de daño oxidante al DNA; de la misma forma, se ha encontrado un papel importante en la formación de aldehídos carcinogénicos como productos de la lipoperoxidación en los efectos del FeNTA (Toyokuni y cols., 1994; Athar y cols., 1998; Ichihashi y cols., 2001; Fukuda y cols., 2005; Eybl y cols., 2008), lo que ha vinculado la carcinogenicidad de este compuesto al estrés oxidante. El nitrilotriacetrato (NTA) es un ácido monocarboxílico (figura 2) quelante de cationes bi y trivaleintes como Ca2+, Zn2+, Fe2+ y Fe3+. Es una molécula pequeña que, acomplejada con metales como hierro, puede inducir daño oxidante a proteínas, lípidos y DNA (Leibold y cols., 2002). 8 Como se observa en la figura 3, después de la administración intraperitoneal (i.p), el FeNTA es absorbido por el mesotelio hacia la vena porta y enviado a circulación después de su paso por el hígado. Cuando el FeNTA se encuentra en circulación es filtrado en el riñón por el glomérulo para ser llevado hacia el túbulo proximal. Dentro del túbulo proximal el Fe3+NTA es reducido, por acción del glutatión, a Fe2+NTA. En su estado reducido el FeNTA genera, mediante la reacción de Fenton-Haber Weiss, la formación de radical hidroxilo, que puede desencadenar el daño celular (Toyokuni y cols, 1998). Figura 3. El FeNTA es filtrado hacia los túbulos proximales, en donde, es reducido por acción del glutatión (GSH), desencadenando la reacción de Fenton-Haber Weiss (izquierda). El hierro puede inducir la reacción de Fenton-Haber Weiss (derecha). GSH: Glutatión, γ-GTP: γ-Glutamil transpeptidasa. Una de las ventajas que ofrece la inducción de CCR por FeNTA es que hay evidencia de que los tumores renales inducidos parecen ser la contraparte del CCR humano y los datos histopatológicos indican que se trata del tipo de CCR más común, el de células claras (Li y cols, 1987, Vargas-Olvera, 2009). Por otro lado, se ha observado que utilizar dietilnitrosamina (DEN) como iniciador tumoral en el modelo de inducción de CCR por FeNTA reduce el tiempo de formación de tumores a solo 4 meses (Athar y cols. 1998), a Figura 2. La molécula de FeNTA es un complejo, donde el Fe3+ se encuentra quelado. 9 diferencia de otros modelos que tardan hasta 2 años en que se desarrolle la patología (Umemura y cols., 1995; Lash y cols., 2000). Por otro lado, se ha probado que con la administración de algunos extractos con actividad antioxidante, como sería el uso de propóleo brasileño (Kimoto T. y colbs. 2000), se disminuye la incidencia de CCR inducido por FeNTA (Zhao y cols., 1997; Kimoto y cols., 2000; Eybl y cols, 2008). En estudios agudos realizados en nuestro laboratorio, se ha observado que la administración oral de un extracto de pulpa de tamarindo a una dosis de 25 mgFenoles Totales(FT)/Kgpeso disminuye significativamente los niveles en los marcadores deestrés oxidante (MDA, proteínas oxidadas y H2O2) renal inducidos una hora después de la administración de una dosis de 9mgFe/Kgpeso de FeNTA (Torres-Martínez, 2007; López- Ramos, 2007). De igual forma, en trabajos previos en nuestro laboratorio, se ha demostrado que un protocolo de tratamiento de forma crónica (4 meses) con FeNTA induce el desarrollo de tumores de CCR de células claras, y que la administración de 100 mgFT/Kgpeso/día de un extracto de semillas de tamarindo (EST) reduce la incidencia y retarda la progresión de CCR (Vargas-Olvera, 2009) A pesar de que este modelo ha sido el más utilizado para el estudio de carcinogénesis renal, se desconocen las alteraciones moleculares que llevan a la malignización celular y del desarrollo de CCR. Por otra parte, en estudios agudos in vivo, 1 hora después de la administración de FeNTA, no se han observado alteraciones en la expresión del gen de ciclina D1 (López-Ramos, 2007), en la activación del factor de transcripción NF-kB (Torres-Martínez, 2007), ni en los niveles de IkB-α (Cruz-White, 2007), indicando que con este esquema y a este tiempo de tratamiento, estos marcadores moleculares no están vinculadas como mecanismos de respuesta al FeNTA. 2.4 Generalidades de AP-1 AP-1 es un factor de transcripción que regula la expresión de genes vinculados con diferentes procesos celulares como proliferación (Shaulian y cols., 2001), invasión (Eferl y cols., 2003), apoptosis (Shaulian y cols., 2001), síntesis de enzimas de defensa antioxidante 10 (Cheng y cols., 2006) y angiogénesis (Eferl y cols., 2003), entre otros. Es una proteína dimérica que puede estar formada por homodímeros de las proteínas de la familia JUN (c- Jun, JUNB y JUND) o por heterodímeros de éstas con las proteínas de la familia FOS (c- Fos, FOSB, Fra-1 y Fra-2), resultando en 18 isoformas posibles (Young y cols., 2006). Las modificaciones postraduccionales que llevan a la formación y activación de este complejo son principalmente fosforilaciones de las proteínas JUN y FOS mediadas por diversas cinasas, incluyendo las MAPKs JNK, ERK y p38 (Young y cols., 2006). Se sabe que c-Jun es una proteína que cuando no está fosforilada en su Ser 63 ó 73, además de ser inactiva, tiene una vida media de entre 20 min a 2 h en la mayoría de los tejidos (Kayahara y cols. 2005; Dunn y cols., 2002). También, se ha reportado que la fosforilación en la serina 63 es suficiente para proteger a c-Jun de ser degradada (Fuchs y cols., 1997; Dunn y cols., 2002; Kayahara y cols., 2005; Raivich G., 2008). Se sabe que tras un estímulo mitogénico se promueve la expresión de c-fos y c-jun, los cuales al dimerizarse forman el complejo AP-1. Posteriormente, este complejo, induce la expresión de distintos genes para promover la proliferación celular (Hess y cols., 2004). Por otra parte, se ha observado que el promotor de c-jun y c-fos poseen sitios de reconocimiento de AP-1, lo que nos dice que este factor puede autoinducir la expresión de algunos de sus componentes (Shaulian y cols., 2001). Se ha reportado que AP-1 puede regular distintos procesos celulares dependiendo de la combinatoria de sus componentes. Es decir, se ha observado que cuando AP-1 se encuentra constituido por c-Jun se promueve la expresión de la ciclina D1 (Eferl y cols., 2003; Mathews y cols., 2007) y se induce una disminución de inhibidores de las cinasas dependientes de ciclina (CDK), p21 y p16 (Hess y cols., 2004), lo que resulta en un incremento en la proliferación celular (Brehens y cols., 2002; Zenz y cols., 2003). Así mismo, la presencia de c-Jun en AP-1 puede disminuir la expresión de algunas proteínas antiapoptóticas, como Bcl 3, y regular negativamente la expresión de p53, lo que resulta en una estimulación de la proliferación e inhibición de apoptosis (Eferl y cols., 2003; Stepniak y cols., 2006; Lijian y cols., 2007). Por otra parte, se ha reportado que JUNB y JUND son reguladores negativos de ciclo celular (Meixner y cols., 2004). Por otro lado, se ha reportado que si este factor de transcripción se encuentra conformado por c-Fos puede inducir 11 enzimas de defensa antioxidante, como es el caso particular de la hemooxigenasa (Cheng y cols., 2006) o inducir la expresión de la proteína proapoptótica FASL (Eferl y cols., 2003). De esta forma, y como se esquematiza en la figura 4, AP-1 regulará distintos procesos celulares dependiendo de las proteínas que lo conformen. 2.5 c-Jun De todos los componentes que pueden conformar a AP-1, se ha identificado a c-Jun como altamente oncogénico (Eferl y cols., 2003). Esta proteína fue identificada como la contraparte celular del oncogen v-jun contenida en el genoma del virus del sarcoma aviar (Eferl y cols., 2003). c-Jun es una proteína de 37 kDa con diversos dominios de fosforliación que pueden ser activados principalmente por ERK, JNK y p38 (figura 5) (Raivich 2008); además, posee un dominio de activación por acetilaciones, las cuales pueden ser mediadas principalmente por la acetilasa p300 (Mathews y cols., 2007). Por otra parte, también cuenta con un dominio de regulación negativa, denominado dominio δ (figura 5), el cual es necesario para su degradación mediada por JNK. Se ha identificado que una de las diferencias entre c-Jun y v- Figura 4. AP-1 puede regular diversos procesos celulares dependiendo de las proteínas que lo conformen. Jun B reprime el avance del ciclo celular, mientras que c-Jun favorece el avance del ciclo y reprime apoptosis. Por otra parte c-Fos puede inducir apoptosis y la síntesis de la hemo-oxigenasa 1 (HO- 1), como parte de la defensa antioxidante. 12 Jun es que éste último carece del domino δ, por lo cual su degradación no puede ser regulada por JNK (Eferl y cols. 2003), haciendo de v-Jun una proteína altamente oncogénica . Por otra parte, las ROS pueden mediar la activación de AP-1 ya sea por su efecto sobre las MAPKs responsables de la fosforilación de c-Jun y c-Fos, o bien, el estado redox puede afectar directamente a la cys-172 en JUN y cys-154 en FOS permitiendo la activación de dichas proteínas sin necesidad de ser fosforiladas (Hsu y cols., 2000). En cuanto a c-Jun en el tejido renal, se ha observado que: en riñones normales existen niveles bajos de expresión y activación de c-Jun, mientras que en pacientes con diversas patologías renales se ha observado una elevada expresión de c-Jun que se relaciona con el grado del daño, algunos procesos inflamatorios y una elevada proliferación celular (De Borst, 2007). Esto sugiere que c-Jun no juega un papel principal en la fisiología normal del riñón, pero que se induce en respuesta a diversos procesos patológicos (De Borst, 2007). Por otra parte, se ha observado que los niveles de c-Jun varían en el desarrollo de los tumores de CCR. Por ejemplo, se ha encontrado que en tumores que se encuentran en etapas temprana, se presentan niveles elevados de esta proteína y que estos niveles disminuyen en aquellos tumores que se encuentran en etapas avanzadas, por lo que se ha sugerido que c-Jun podría jugar un papel clave en el desarrollo de CCR (Oya y cols., 2005; Shiina y cols., 2003). De igual forma, en los tumores de CCR inducidos con FeNTA sí se ha encontrado un incremento, a nivel de mRNA, de c-Jun; sin embargo, en este estudio no se reportan los niveles de ésta a nivel de proteína (Liu y cols., 2007). Figura 5. La proteína c-Jun posee un dominio de unión a JNK (δ) y un dominio de transactivación (TA) que puede ser fosforilado por diversas cinasas, como JNK, ERK y la caseín cinasa II (CKII). Además, posee un dominio de unión a DNA (DBD) y un motivo de zipper de leucina (LZ) necesario para la dimerización. 13 2.5 Cinasas de proteínas activadas por mitógenos (MAPKs) y cáncer. Las MAPKs son cinasas de residuos de serina y treonina, altamente conservadas en células eucariontes (Krishna y cols., 2008). Sehan identificado 6 MAPKs distintas en mamíferos: la cinasa activada por señales extracelulares1/2 (ERK 1/2 ó p44 y p42 respectivamente), la cinasa del amino terminal de c-Jun (JNK 1/2), p38 (isoformas α, β, δ y γ), ERK 3/4, ERK 5 (ó BMK1) y ERK 7/8 (Yoon y cols., 2006). De éstas últimas, aún no se ha identificado si ERK 3/4 y 7/8 son activadas por cascadas de fosforilación similares a las de las otras MAPKs (Yoon y cols., 2006). Aunque cada una de las MAPK (JNK, p38 y ERK) tiene características propias, todas comparten ciertas similitudes. Por ejemplo, todas ellas se activan en respuesta a estímulos mitogénicos por cascadas de fosforilación (mediadas por sus cinasas correspondientes) y todas poseen sitios de unión a otras proteínas (Yoon y cols., 2006). Se sabe que las proteínas p38, JNK y ERK son las responsables de la activación de diversos factores de transcripción que regularán distintos procesos celulares. De hecho, se ha observado que estas 3 proteínas son capaces de inducir la activación de los componentes de AP-1, entre ellos a c-Jun (Fuchs y cols., 1997; Yoon, 2006; Krishna y cols., 2008; Ramos, 2008; Stepniak y cols., 2008; Raivich, 2008). En la figura 6 se muestra que las MAPKs forman cascadas de señalización responsables del control de procesos relacionados con el desarrollo del cáncer. Se sabe que bajo ciertos estímulos, como la presencia de ROS, algunas cinasas activadoras de MAPK (MEK) se activan y fosforilan a las MAPKs, incluyendo a las ERK, JNK y p38 (Nelson y cols., 2007). La actividad anormal de estas cinasas ha sido relacionada con transformaciones malignas y la progresión de tumores, incluyendo el carcinoma de seno y tumores primarios de riñón, colon y pulmón (Huang, 2008). 14 Figura 6. Algunas de las vías de las MAPK. Estas cascadas de señalización responden a ciertos estímulos y regulan procesos relacionados con el cáncer, como proliferación, diferenciación, apoptosis e inflamación. Fuente: Dhillon y cols., 2007 En estudios recientes se han identificado las vías de JNK, ERK y p38 como blancos para inhibir la proliferación en líneas celulares de CCR cc Caki I y Caki II (Huang y cols. 2008). De hecho, el uso de una toxina antrácica indujo una disminución en la fosforilación de estas proteínas que se relacionó con una disminución en la proliferación celular. Sin embargo, la restricción en la fosforilación de estas proteínas no mostró disminución en la supervivencia de dichas células (Huang y cols. 2008). 2.5.1 Cinasa regulada por señales extracelulares (ERK) La cascada de señalización de la cinasa regulada por señales extracelulares (ERK por sus siglas en inglés) se encuentra presente en todos los organismo eucariontes (Pearson y cols., 2001). En mamíferos se han identificado 8 isoformas de ERK, de las cuales las más estudiadas y vinculadas con procesos carcinogénicos, han sido ERK 1 y 2. Éstas son proteínas con una alta homología entre sí (85% de identidad) (Ramos y cols., 2008) y son activadas por la cascada de fosforilación de Ras/Raf, la cual activa a las cinasas de MAPK 1 y 2 (MEK 1 y 2) (Meloche y cols., 2007), siendo éstas últimas las activadoras directas de 15 ERK (Yoon y cols., 2006). En la actualidad se ha descrito que la forma en que ERK puede regular distintos procesos celulares depende del estímulo y duración del mismo, su localización celular y de las interacciones que pueda tener con otras proteínas (Meloche y cols., 2007; Ramos, 2008). De hecho, se ha identificado que una activación sostenida de ERK puede inducir la activación de ciertos factores transcripcionales, como c-Jun, para inducir la expresión de algunas ciclinas, como la D1, y la exitosa transición de G1/S y la proliferación celular (Meloche y cols., 2007). Sin embargo, también se ha reportado que una activación intermitente de ERK es necesaria para una exitosa transición G2/M (Yamamoto y cols., 2006). Esto sugiere que una activación sostenida de ERK es necesaria en la transición G1/S, pero que este efecto debe apagarse para proseguir con el ciclo celular. En diversos tipos de cáncer se ha observado un incremento en la expresión y activación de ERK (Lee y cols, 2009). Asimismo, su actividad se ha vinculado con la supervivencia y capacidad de desarrollar metástasis de algunas líneas celulares de CCR humano (Hong y cols, 2005; Ambrose y cols., 2006; Lee y cols., 2009) y se ha relacionado una hiperfosforilación de ERK con el grado de avance del tumor y la recurrencia del mismo después de la nefrectomía en pacientes con CCR cc (Campbell y cols., 2009). 2.5.2 Cinasa del amino terminal de c-Jun (JNK) Otra representante de las MAPKs es JNK. En mamíferos se han descrito 3 isoformas, JNK, 1, 2 y 3. Se ha reportado que JNK 1 y 2 se expresan de forma ubicua, mientras que JNK 3 se expresa solamente en cerebro (Davis, 2001). En células normales, JNK es activada por las MEK 4 y 7 (Wagner y cols., 2009), y terminado el estímulo son inactivadas por fosfatasas de serina y tirosina. Una vez activada JNK puede, dependiendo del estímulo, fosforilar ciertos factores de transcripción como p53, c-Jun (parte del complejo AP-1), ATF2, Elk-1 y c- Myc (Saadeddin y cols., 2009), así como algunas proteínas pro y anti apoptóticas como BAD y Bcl-2 respectivamente. De igual manera, al inactivarse JNK puede unirse a las proteínas que activó para inducir su degradación (Bode y cols., 2007). Un caso específico de esto, es que cuando c-Jun no es necesario, JNK se une a su dominio δ, para transportarla nuevamente a citosol y presentarla al proteosoma (Fuchs y cols., 1997). De hecho, se ha observado que una depleción de JNK, o la carencia del domino δ, incrementa los niveles y la capacidad oncogénica de Jun (Fuchs y cols., 1997). 16 Por otra parte, se ha reportado que uno de los mecanismos de regulación de JNK es mediante la inactivación de las MEK 4 y 7 por p38 (Wagner y cols., 2009) y ERK (Yoon y cols., 2006), lo que induce la degradación de JNK (Laine y cols., 2005). Lo anterior se ha vinculado con diversos procesos procarcinogénicos, como una disminución en la apoptosis y un incremento en la proliferación celular (Wagner y cols., 2009). 2.5.2 p38 p38 es una proteína activada por las MEK 3, 4 y 6. En vertebrados se han encontrado cuatro isoformas, denominadas α, β, δ y γ (Han y cols., 2007) y se ha reportado que en células de tejido renal normal sólo están presentes α, β y γ (Polzer y cols., 2007). Esta proteína da el nombre a una vía relacionada con procesos de inflamación, progresión del ciclo celular, crecimiento, regulación de apoptosis, diferenciación y senescencia oncogénica (Han y cols., 2007). Uno de los mecanismos propuestos mediante el cual se explica cómo p38 se activa para producir apoptosis y senescencia es por incrementos en los niveles de estrés oxidante. Se ha reportado que cuando existe una sobreactivación de ERK se activan ciertos factores de transcripción, que inducen la expresión de diversas enzimas prooxidantes, como la NADPH oxidasa (NOX), lo que produce un incremento en el estrés oxidante, lo cual puede activar a MEK 6 (cinasa activadora de p38) (Dolado y cols. 2007). Una vez activada p38 induce la actividad de ciertos supresores de tumores, como p53, para inducir apoptosis (Lijian y cols., 2007). De hecho, se ha observado que en células transformadas e incapaces de expresar p38α, los niveles de ROS se acumulan facilitando la expresión del genotipo transformado (Dolado y cols. 2007; Han y cols., 2007). Por otra parte, se ha encontrado que en células de túbulo renal, el H2O2 induce una activación de p38 con una cinética variable y se ha sugerido que este efecto se debe a que el estrés oxidante produce una activación diferencial de las distintas isoformas de p38 en los tiempos estudiados (Xiao y cols., 2006). Por otra parte, se ha reportado que mientras p38α puede inhibir la actividad oncogénica deRas, la isoforma p38γ es inducida por Ras promoviendo el desarrollo de distintos tipos de cáncer (Qi y cols., 2007). Asimismo, se ha encontrado que en líneas celulares de CCR, específicamente en células 786-0, se encuentran presentes las isoformas α, β y γ (Ambrose y cols., 2006), y que la actividad de p38γ correlaciona con la hiperactivación de ERK; sin 17 embargo, no se ha encontrado evidencia que señale que la actividad de ambas proteínas puede interregularse (Ambrose y cols., 2006). 2.6 Ciclina D1 De los tres tipos de ciclinas D que existen en mamíferos, la ciclina D1 ha sido propuesta, por diversos autores, como un protooncogen (Alao y cols., 2007; Tashiro y cols., 2007; Klein y cols., 2008; Ravindran y cols., 2009). Esta ciclina participa en la transición G1/S mediante la activación de las cinasas dependientes de ciclina (CDK) 4 y 6, para posteriormente fosforilar a la proteína del retinoblastoma (Rb) y permitir la liberación del factor de transcripción E2F, el cual promueve la transcripción de genes cuyos productos son necesarios para una exitosa entrada a la fase S (Alberts y cols., 2002; Meloche y cols., 2007). La región promotora del gen de esta ciclina posee múltiples sitios de regulación, por lo cual su transcripción puede ser inducida por diversos factores de transcripción como serían: AP-1 (cuando está presente c-Jun), el factor de transcripción de células T-4 (TCF-4), STAT 3 y 5 y NF-κB, entre otros (Klein y cols., 2008). Sin embargo, se ha identificado que la vía de señalización Raf/Ras/ERK es la principal responsable en la inducción de la expresión de la ciclina D1, por medio de la activación de AP-1 (Meloche y cols., 2007; Klein y cols., 2008; Melbratu y cols., 2009). Entre las alteraciones en la transición G1/S que se presentan en diferentes tipos de cáncer, los incrementos en la expresión y/o acumulación de la ciclina D1 es de las más comunes (Hedberg, 1999; Alberts y cols., 2002; Malumbres, 2001; Diehl, 2002; Hedberg, 2003; Fu, 2007; Alao y cols., 2007). Esta sobreexpresión se ha observado en el desarrollo de diversos tipos de cáncer como el de pulmón, vejiga, esófago, mama (Alao, 2007) y en el CCR (Hedberg 1999; Hedberg 2003), por lo que se ha propuesto a esta ciclina como blanco de agentes quimiopreventivos (Alao, 2007). De igual forma, se ha reportado que los tumores de CCR inducidos con FeNTA, en ratas, presentan una sobreexpresión de esta ciclina (Liu y cols., 2007). 18 2.7 Antioxidantes en el tamarindo Entre las moléculas con mayor actividad antioxidante están los polifenoles. Éstos constituyen un gran grupo de fitoquímicos ampliamente distribuidos en productos de origen vegetal por lo que representan una parte integral de la dieta humana. Los polifenoles existen en diversas formas como fenoles simples, ácidos fenólicos, polímeros fenólicos (comúnmente conocidos como taninos) y flavonoides (Bravo, 1998). Éstos últimos son lo más comunes y los más estudiados. Uno de los productos ricos en polifenoles de alto consumo en México es el tamarindo (Tamarindus indica), el cual se ha usado en medicina tradicional de otros países como laxante, expectorante, antidiarréico y en el tratamiento de quemaduras (Sudjaroen y cols., 2005). Se ha demostrado que el tegumento de la semilla y el pericarpio del tamarindo contienen altas cantidades de polifenoles (6 537 mg/kg y 2817 mg/kg respectivamente) (Sudjaroen y cols., 2005). Algunos de los compuestos polifenólicos contenidos en el tamarindo han mostrado actividad en la prevención de cáncer (Aggarwal y cols., 2007). A continuación se describen ejemplos de ellos: • La procianidina B2, principal polifenol contenido en la semilla del tamarindo, inhibe la oxidación del DNA en presencia de Fe2+ y H2O2 (Sakano y cols., 2005). Además, promueve la apoptosis en células de carcinoma de seno y próstata (Agarwal y cols., 2007), y activa la producción de caspasa-3 en células de melanoma (Sakano y cols., 2005). También se ha encontrado que esta procianidina puede regular negativamente a algunas cinasas como ERK, JNK y p38-MAPK, evitando la activación de oncogenes relacionados (Zhang y cols., 2006). De la misma forma, puede estabilizar a IκB, un regulador de la actividad del factor de transcripción vinculado con carcinogénesis NF-κB (Zhang y cols., 2006). • La catequina es otro de los principales polifenoles contenidos en la pulpa y la semilla del tamarindo (231 mg/kg) (Sudjaroen y cols., 2005). Se ha encontrado que este flavonol disminuye los niveles intracelulares de •OH y H2O2, además de promover una estabilización de IκB (Aggarwal y cols., 2006). También se sabe que puede inducir la activación de p53, 19 permitiendo que se lleve a cabo la apoptosis en células malignas de cerebro N9 (Huang y cols., 2005; Mackenzie y cols., 2004). • La apigenina, también contenida en el tamarindo, puede inhibir a NF-κB en monocitos (Nicholas y cols., 2007) y en células de cáncer cervical (Zheng y cols., 2005), así como la expresión del factor inducido por hipoxia (HIF-1) y VEGF en células cancerosas de próstata (Fang y cols., 2006); también puede inducir apoptosis por incrementos en caspasa-3 en células de neuroblastoma (Torkin y cols., 2005). • Por otro lado, se ha observado que la luteolina promueve la apoptosis incrementando JNK y activando a TNF en células cancerosas de pulmón (Ju y cols., 2007), además de promover la apoptosis y suprimir el crecimiento en células de cáncer de próstata (Fang y cols., 2006). • Finalmente, la taxifolina incrementa la expresión de enzimas detoxificantes y de algunas enzimas antioxidantes por la activación de algunos genes que poseen elementos de respuesta a antioxidantes (AREs) (Lee y cols., 2007). En nuestro laboratorio se ha encontrado que el uso de algunos extractos con actividad antioxidante, como el extracto de semilla de uva, jugo concentrado de arándano, extractos del pericarpio y tegumento de la semilla del tamarindo, reducen los niveles de daño oxidante y previenen alteraciones en la función renal inducidos por el tratamiento de forma aguda con FeNTA, así como una disminución en la incidencia y retardo en el desarrollo de CCR (Cruz- White, 2007; Dávalos-Salas, 2006; Torres-Martínez, 2007; Vargas-Olvera, 2009). 20 3. Justificación El desarrollo de cáncer se ha dividido en 3 etapas, siendo las etapas de iniciación y promoción claves para poder establecer terapias para su control. El CCR es uno de los tipos de cáncer menos estudiados, es una neoplasia asintomática, resistente a las terapias convencionales contra cáncer y muy propensa a desarrollar metástasis, por lo que presenta una alta mortalidad. El modelo más utilizado para el estudio de CCR es el de carcinogénesis inducida por FeNTA, en el cual está involucrado el estrés oxidante; sin embargo, en la actualidad no se han caracterizado los mecanismos moleculares responsables, ni las etapas de desarrollo del cáncer en este modelo. Por otra parte, se sabe que el factor de transcripción AP-1 formado por c-Jun participa en el desarrollo de distintos tipos de neoplasias y particularmente se ha encontrado que en tumores de CCR humano, los cuales se encuentran en etapas tempranas, se presenta un incremento en los niveles de c-Jun. Con base en todo lo anterior, se consideró de gran importancia identificar en etapas tempranas de este modelo de carcinogenicidad las alteraciones en la expresión y fosforilación de c-Jun, actividad de AP-1, el estado de las MAPKs ERK, p38 y JNK como probables vías responsables en la activación de dicho factor de transcripción y determinar los niveles de expresión de la ciclina D1, como gen blanco de AP-1 involucrado en procesos de carcinogénesis. Así mismo, se probará si un extracto de semillas de tamarindo rico en polifenoles puede prevenir los efectos inducidos por el tratamiento con FeNTA.21 4. Hipótesis El tratamiento subcrónico durante 1 mes con FeNTA inducirá alteraciones en la expresión y fosforilación de c-Jun, en la actividad de AP-1, en los niveles de la ciclina D1 y las MAPKs ERK, JNK y p38. Debido a que se ha vinculado la carcinogenicidad del FeNTA con el estrés oxidante un EST con alta capacidad antioxidante disminuirá dichos efectos. 5. Objetivos • Objetivo general: Determinar si la exposición subcrónica a FeNTA (1 mes de tratamiento) induce alteraciones en los niveles de expresión y fosforilación de c-Jun, así como en la actividad de AP-1, en los niveles de la ciclina D1 y en las MAPKs ERK, JNK y p38, e investigar el efecto de un extracto de semillas de tamarindo, que posee una gran capacidad antioxidante, en dichas alteraciones. • Objetivos particulares: En ratas expuestas de forma subcrónica a FeNTA durante un mes analizar la función renal y los siguientes parámetros en corteza renal: o Los niveles de estrés oxidante. o Los niveles de proteína y fosforilación de c-Jun. o La translocación nuclear de c-Jun. o La actividad de AP-1. o Los niveles de expresión y fosforilación de ERK, p38 y JNK. o Los niveles de proteína de ciclina D1. o Los efectos del EST sobre estos parámetros. 22 6. Material y métodos 6.1 Diseño experimental En la figura 7 se presenta de manera general el diseño experimental desarrollado, el cual se eligió con base en la literatura (Toyokuni y cols., 1994; Liu y cols., 2007; Eybl y cols., 2008) y en observaciones en nuestro laboratorio (Dávalos-Salas, 2006; Torres-Martínez, 2007; Cruz- White, 2007; Vargas-Olvera, 2009). Para desarrollar el protocolo subcrónico se utilizaron 30 ratas Wistar macho con un peso inicial de 60-90 g y se agruparon como se muestra en la tabla 1. Cabe mencionar que este mismo esquema de tratamiento, pero con administraciones del carcinógeno durante 4 meses (estudio crónico), ha sido utilizado exitosamente en nuestro laboratorio para generar CCR (Vargas-Olvera, 2009). Figura 7. Resumen del diseño experimental. 23 Tabla 1. Esquema de tratamiento de los diferentes grupos estudiados Grupo No. de Animales Esquema de tratamiento Control (C) 6 Vehículos EST 6 Administración del EST en el agua de beber (100mg/Kg/día) 15 días antes del inicio del estudio y durante todo el estudio DEN 6 Administración i.p. única de DEN (200 mg/Kg) 10 días antes del inicio del estudio DEN + FeNTA (D+F) 6 Administración i.p. única de DEN (200 mg/Kg) 10 días antes de la primera administración de FeNTA + Administración i.p de FeNTA 2 veces a la semana durante un mes . con incrementos graduales en la dosis cada semana (3, 5, 7 y 9 mgFe/Kg) EST + DEN + FeNTA (E+D+F) 6 Administración del EST en el agua de beber (100mg/Kg/día) 15 días antes de DEN y durante el estudio + Administración i.p. única de DEN (200 mg/Kg) 10 días antes de la administración de FeNTA + Administración i.p de FeNTA 2 veces a la semana durante un mes . con incrementos graduales en la dosis cada semana (3, 5, 7 y 9 mgFe/Kg) i.p.: Intraperitoneal; EST: Extracto de semillas de tamarindo; DEN: 2,4-N,N-Dietilnitrosmina; FeNTA: Nitrilotriacetato de hierro 6.1.1 Administración del EST: La obtención y caracterización del EST se describe en el apartado de “métodos 6.2”. Para la realización de este protocolo, y con base en la información obtenida en estudios previos en nuestro laboratorio (Torres, 2007; Vargas, 2009), se utilizó una dosis de EST de 24 100 mgfenoles totales (FT)/Kgpeso, ya que se observó que en estudios agudos con FeNTA esta es la dosis que presenta el mayor efecto antioxidante (Torres,-Martínez, 2007; Cruz-White, 2007; Vargas-Olvera, 2009) y que dosis mayores de polifenoles pueden inducir efectos prooxidantes (Cruz-White, 2007; Vargas-Olvera, 2009). Durante el periodo de adaptación se determinó el volumen promedio de agua bebida por los animales. Para la administración del EST, se calcula la cantidad de EST que debe añadirse al agua de beber para que cada animal reciba una dosis de 100 mg/Kgpeso corporal /día. Debe recalcarse que durante todo el protocolo se continuó con el monitoreo del volumen de agua bebida, así como el peso de los animales a fin de ajustar la cantidad de EST que debe agregarse para mantener la dosis. 6.1.2 Preparación y administración de DEN El DEN se obtuvo de Sigma Aldrich, Inc. (St. Louis MO, EUA) y se administró, a los grupos correspondientes, una dosis única de 200 mgDEN/Kgrata, la cual se seleccionó con base en la literatura y observaciones de nuestro laboratorio (Kahn y cols., 2005). La administración se llevó a cabo diluyendo el contenido del vial (1 mL de 990-999 mgDEN/mL) en 11 mL de solución salina y se ajustó el volumen a administrar dependiendo del peso de cada animal. 6.1.3 Preparación y administración de FeNTA: El FeNTA se preparó siguiendo el método de Awai et al, con ligeras modificaciones. Se preparó una solución de Fe(NO3)3 (Sigma Aldrich, inc. (St. Louis MO, EUA)) 160mM y una solución de nitrilotriacetato de sodio (Sigma Aldrich, inc. (St. Louis MO, EUA)) 320 mM, utilizando en ambos casos una solución de Na2HCO3 120 mM como disolvente. Se mezcló un volumen de la solución de Fe(NO3)3 con 2 volúmenes de la solución de nitrilotriacetato de sodio. En agitación constante se ajustó el pH con Na2HCO3 hasta llegar a 7.4. Esta solución tiene una concentración final de hierro de 2.98 mgFe/mL. La administración de FeNTA se basó en la cantidad de hierro contenido en la solución y no la del complejo FeNTA. Para conocer la cantidad de hierro en la solución se efectuó el siguiente cálculo: 25 Si se deseaba administrar una dosis de 9 mgFe/Kgrata a una rata de 250 g: (1mL solución de FeNTA/2.98 mgFe) (9 mgFe/Kgrata)= (3.02 mL de solución de FeNTA/Kg)*(0.25 Kgrata)= 755 μLde solución de FeNTA. 6.1.4 Sacrificio y toma de muestras: 48 h después de la última administración de FeNTA a los grupos correspondientes, las ratas de todos los grupos se sacrificaron por decapitación, recolectando la sangre para la posterior obtención de suero. Se obtuvieron los 2 riñones y se separó la corteza de la médula. La corteza se dividió en fracciones para las diferentes determinaciones: a) una fracción de muestra se utilizó para las determinaciones de marcadores moleculares (congeladas inmediatamente en nitrógeno líquido y almacenada posteriormente a -70°C hasta el día en que fueron analizadas); b) otra fracción se utilizó para determinar marcadores de estrés oxidante como H2O2, malondialdehído (MDA como marcador de lipoperoxidación) (estos tejido se homogenizaron inmediatamente, en el buffer correspondiente según las indicaciones de cada técnica, y se congeló a -70°C hasta el día de su análisis) ., y proteínas oxidadas (los tejidos usados para esta determinación fueron congelados inmediatamente en nitrógeno líquido y almacenada posteriormente a -70°C hasta el día en que fueron analizadas) En la figura 8 se resume el esquema de tratamiento seguido en el presente estudio. Fi gura 8. Esquema de desarrollo del protocolo subcrónico a través del tiempo de estudio. 26 6.2 Métodos 6.2.1 Obtención del EST. El EST se preparó como se ha descrito previamente (Vargas-Olvera, 2009) y como se explica en el anexo 11.1.1. 6.2.2 Caracterización del EST. • Fenoles totales (FT) Al polvo obtenido se le determinó el contenido de fenoles totales por el método de Folín Ciocalteau (Singleton y cols., 1999) como se describe en el anexo 11.1.2. Los compuestos fenólicos reducen a los componentes del reactivo Folín-Ciocalteu, que está formado por una mezcla de ácido fosfotúngstico (H3W12O40) y ácido fosfomolíbdico (H3PMo12O40), los cualesforman una mezcla de óxidos azules de tungsteno (W8O23) y de molibdeno (Mo8O23) con absorbancia máxima a 765 nm. Para llevar a cabo la cuantificación de fenoles en el EST, se realizó una curva patrón con concentraciones conocidas de ácido gálico, en la que se interpolaron las absorbancias leídas de diferentes diluciones del EST. Los resultados se expresan en mgFT/mgEST. • Inactivación del radical superóxido La determinación para la inactivación del radical superóxido se describe ampliamente en el anexo 11.1.3. El radical superóxido que se genera enzimáticamente por acción de la xantina oxidasa sobre la xantina, y reacciona con el nitroazul de tetrazolio (NBT) para generar formazán, un compuesto colorido que absorbe a 560 nm. La inactivación del radical superóxido por acción de los polifenoles se detectó por la disminución de formazán generado debido a la disminución de radical superóxido disponible (Bielski y cols., 1980). El mecanismo de la reacción se describe en la figura 9. 27 El protocolo para determinar la capacidad de inactivación del radical superóxido se realizó de la siguiente manera: Se determinó la cantidad de formazán formado en la mezcla de reacción sin compuestos polifenólicos, a esta mezcla se le denominó como control positivo (C-100%). Posteriormente se realizó una curva con distintas concentraciones de EST (tabla 2) a las que se les determinó el % de inactivación del radical O2•- con respecto al C-100%. A la curva obtenida se le realizó una regresión no lineal para calcular la dosis media inhibitoria (IC50) que se refiere a la cantidad de EST necesario para atrapar el 50 % del O2•- formado en el sistema xantina/xantina oxidasa. Figura 9. Mecanismo de reacción para la determinación de la inactivación del radical superóxido 28 Tabla 2. Diluciones del EST para determinar la IC50 de inactivación de O2•- Dilución del stock [EST] µg/mL Agua (μL) μL de la dilución de EST Volumen final (μL) 1:50 6.69 1960 40 del stock 2000 1:75 4.46 1480 20 del stock 1500 1:100 3.34 1000 1000 de 1:50 2000 1:150 2.23 1000 1000 de 1:75 2000 1:200 1.67 1000 1000 de 1:100 2000 1:250 1.3 1494 6 del stock 1500 1:300 1.11 1000 1000 de 1:150 2000 1:400 0.83 1000 1000 de 1:200 2000 1:500 0.66 500 500 de 1:250 1000 1:600 0.55 500 500 de 1:300 1000 Stock: 0.334 mg/mL 6.2.3 Función renal. Con la finalidad de determinar si en nuestras condiciones de tratamiento, el FeNTA tiene algún efecto en la función renal, se determinaron los niveles de nitrógeno ureico en sangre (BUN por sus siglas en inglés). La urea es un producto de desecho del metabolismo del nitrógeno, se transporta en la sangre y se filtra en el glomérulo para ser eliminada por la orina. Cuando existe una insuficiencia renal la urea no se elimina por orina, por lo que se observa un aumento en sus niveles sanguíneos. La determinación de la urea se realizó mediante el estuche comercial Urea-37 de la marca SPINREACT (Girona, España), el cual se basa en la reacción de la urea con o-ftalaldehído en medio ácido para formar un compuesto colorido que absorbe a 510 nm (Figura 10) (Kaplan, 1984). Los resultados se expresan como mg de BUN/dL de suero. 29 OO 1,2-Benzenedicarboxaldehyde, NH2 O H2N urea + H+ HN isoindoline ABS= 510 nm Figura 10. Mecanismo de reacción para la determinación de nitrógeno ureico sanguíneo con o- ftalaldehído (1, 2-Benzendicarboxaldehído). 6.2.4 Marcadores de estrés oxidante La metodología utilizada para la determinación de los marcadores de estrés oxidante se describe en el anexo 11.1.4. Cuantificación de peróxido de hidrógeno (anexo 11.4.1): Esta determinación se realizó mediante el método “hierro3+-naranja de xilenol”, el cual se basa en la oxidación de Fe2+ a Fe3+ por el peróxido de hidrógeno en condiciones ácidas. El ión férrico se une con el naranja de xilenol para formar un complejo que se puede detectar a 560 nm. Los resultados se calcularon a partir de una curva estándar de H2O2 y se expresan como nmolH2O2/mgproteína (Long y cols., 1999). Proteínas oxidadas (grupos carbonilo) (anexo 11.4.2): La determinación utilizada se basa en la reactividad de los grupos carbonilo con dinitrofenilhidrazina (DNPH) para formar hidrazonas de proteína, las cuales absorben la luz a 370 nm. Los resultados se expresan como nmolC=O/mgproteína (Sohal y cols., 1993; Levine y cols., 1994; Reznick y cols., 1994). Lipoperoxidación (niveles de malondialdheído) (anexo 11.1.4.3): Esta determinación se llevó a cabo con un método colorimétrico específico para MDA en el que esta molécula reacciona con N-metil 2-fenilindol generando un compuesto colorido que absorbe a 586 nm. Los resultados se calcularon a partir de un curva estándar de tetrametoxipropano y los valores obtenidos se expresan como nmolMDA/mgproteína (Eldelmeir y cols., 1998; Gerard-Monier ycols., 1998) 6.2.5 Niveles de expresión y fosforilación (activación) de distintas proteínas específicas por Western Blot. Las cortezas renales se obtuvieron como y se homogenizaron como se describe en el anexo I (11.5.1) y se les determinó el contenido de proteína mediante el método de Bradfford (anexo 11.5.2). Posteriormente se cargó en geles SDS-PAGE un volumen de homogenado 30 de corteza renal equivalente a 80 µg de proteína y se realizó la electroforesis como se describe en el anexo 11.1.5.5. Después de la separación de proteínas, éstas fueron transferidas a una membrana de PVDF (anexo 11.1.5.6) y se realizó la detección de distintas proteínas, como se describe en el anexo I (11.1.5.7), utilizando las condiciones descritas en la tabla 3. Tabla 3. Algunas condiciones experimentales para la detección de las proteínas estudiadas por Western Blot. Proteína Bloqueo Dilución usada del anticuerpo 1ario Dilución Usada del anticuerpo 2ario Marca del anticuerpo c-Jun Suero fetal bovino al 10% (SFB) 1:1000 1:40000 Santa Cruz Biotech inc. c-Jun (D); # cat: sc-44 p-c-Jun (Ser 63) SFB al 10% 1:300 1:30000 Santa Cruz Biotech inc. p-c-Jun (KM-1) # cat: sc-822 Tubulina Leche descremada al 1% 1:10000 1:30000 Santa Cruz Biotech inc. Α-Tubulina (B-7) # cat: sc-5286 ERK SFB al 10% 1:500 1:40000 Santa Cruz Biotech inc. ERK 1 (FL) # cat: sc-571 p-ERK (Tyr 204) SFB al 10% 1:1500 1:60000 Santa Cruz Biotech inc. p-ERK (E4) # cat: sc-7383 JNK SFB al 10 % 1:1500 1:60000 Santa Cruz Biotech inc. JNK 1 (K-23) # cat: sc-094 p38 α/β SFB 10% 1:1250 1:50000 Santa Cruz Biotech inc. p38 α/β (H-147) # cat: sc-71149 p-p38 (Thr180/ Tyr 182) SFB 10% 1:1000 1:50000 Santa Cruz Biotech inc. p-p38 (Thr 180/Tyr 182) -R # cat: sc-17852-R Ciclina D1 SFB al 10% 1:250 1:40000 Santa Cruz Biotech inc. Cyclin D1 (H-295) # cat: sc-753 PCNA Leche descremada al 1% 1:400 1:30000 Santa Cruz Biotech inc. PCNA (F-2) # cat: sc-25280 31 6.2.6 Translocación nuclear de c-Jun. Se realizó la extracción de los núcleos como se describe en el anexo 11.1.6.1. A las fracciones citosólica y nuclear se les determinó la concentración de proteína y se realizó un WB para corroborar que la separación fue realizada exitosamente. Esto se realizó mediante la detección de proteínas específicas para cada fracción: α-tubulina como referencia citosólica y el antígeno nuclear de células en proliferación (PCNA) como referencia nuclear. 6.2.7 Ensayo de cambio en la movilidad electroforética (EMSA) para AP-1 En los extractos nucleares obtenidos como se describe en el anexo I (11.1.6.1) se les determinó la actividad de unión de AP-1 a su secuencia consenso mediante el ensayo de EMSA (descrito en el anexo 11.1.7). Se utilizó la secuenciaconsenso de doble cadena reconocida por AP-1 cuando está conformado por c-Jun 5’-TGACTCA-3’ (Efferl y cols., 2003). El oligonucleótido de doble cadena se marcó y se llevó a cabo el EMSA utilizando un estuche comercial como se indica en el anexo I (11.1.7) . El ensayo se realizó siguiendo las instrucciones del fabricante. En los casos correspondientes se utilizaron: 2 ng de oligo marcado, un volumen de fracción nuclear correspondiente a 15 µg de proteína. Así mismo se realizaron experimentos de superretardo se utilizando anticuerpos anti c-Jun o anti p-c-Jun. 6.3 Análisis estadístico Los resultados se presentan como la media ± error estándar. La significancia estadística se estableció por análisis de varianza (ANOVA) y usando el método de comparación múltiple de Newman Keuls con p<0.05 utilizando el programa GraphPad Prisma Ver. 4.02. 32 7 RESULTADOS. 7.1 Caracterización del EST. • Fenoles totales e inactivación del radical superóxido: El contenido de polifenoles en el EST se realizó interpolando los valores de absorbancia a 765 nm, en una curva patrón de ácido gálico, cuya ecuación fue ABS=0.0044[FT] – 0.013 (r2= 0.997). Los resultados obtenidos indican que el EST obtenido presenta un alto contenido de polifenoles(1.07 ± 0.027 mgFT/mgEST). Así mismo, se determinó la capacidad del EST para inactivar al anión O2•-. En la figura 11 se presenta la curva de inactivación de dicho radical a distintas concentraciones del EST, a partir de la cual se calculó la concentración a la que dicho extracto es capaz de inactivar el 50% del O2•- formado (IC50), la cual fue de IC50=2.7±0.03 μgEST/mL. Esto nos indica una muy buena capacidad antioxidante, por parte del EST, si la comparamos por ejemplo con la de el ácido ascórbico (IC50=125 µgÁc, ascórbico/mL), glutatión (IC50=2.15 μgglutatión/mL) (Floriano y cols., 2006) u otros extractos polifenólicos, como los obtenidos de B. forficata (IC50=90 µgextracto crudo/mL) (Khalil y cols., 2008), C. sicyoides (IC50=60 µgextracto crudo/mL) (Khalil y cols., 2008). Curva de atrapamiento del radical superóxido por el EST μg EST /mL 0 2 4 6 8 % d e at ra pa m ie nt o de O 2- - 0 20 40 60 80 100 Figura 11. Curva de inactivación del radical O2•- a diferentes concentraciones del EST. El EST posee una alta capacidad de inactivación del radical O2•- IC50=2.7 μgEST/mL. 33 7.2 Desarrollo del protocolo • Curva de crecimiento En la figura 12 se muestra la curva de crecimiento de las ratas a lo largo del estudio. El grupo tratado con EST no mostró una disminución significativa en su peso a lo largo del estudio. Los grupos tratados con DEN mostraron una disminución de peso corporal después de la administración del iniciador tumoral, pero a los 7 días presentaron un crecimiento normal, el cual se mantuvo a la par del grupo control hasta el final del estudio. Por otra parte, los grupos tratados con DEN+FeNTA sí mostraron una disminución en su crecimiento a lo largo del estudio y el EST no puede prevenir de este efecto. Días -40 -20 0 20 40 P es o co rp or al (g ) 50 100 150 200 250 300 350 400 C � n=4 EST � n=6 DEN � n=6 D+F � n=6 E+D+F� n=6 ADMINISTRACIÓN DE DEN (200 mg/Kg) INICIA LA ADMINISTRACIÓN DEL EST INICIA LA ADMINISTRACIÓN DE FeNTA Figura 12. Gráfico de crecimiento a lo largo del estudio. El tratamiento con DEN induce una disminución en el peso de los animales, sin embargo, se recuperan a los 7 días de su administración. Por otro lado el tratamiento con FeNTA retarda el crecimiento de los animales y el EST no puede prevenir este efecto 34 7.3 Observaciones macroscópicas de los de riñones Como puede observarse en la figura 13, no se presentaron diferencias en la apariencia macroscópica del riñón de los grupos EST y DEN con respecto al control. En cambio, el grupo D+F presentó alteraciones en la coloración del riñón e irritación medular, daño que no es prevenido por el EST en el grupo E+D+F. 7.4 Evaluación de la función renal Con la finalidad de determinar si los tratamientos aplicados inducían alteraciones en la función renal, se analizaron los valores de nitrógeno ureico sanguíneo (BUN) a lo largo del estudio. En la figura 14 se observan los niveles de BUN determinados en todos los grupos a lo largo del estudio, estos resultados nos indican que con este esquema de tratamiento durante un mes no se inducen fallas en la función renal (figura 14). Figura 13. Fotogafías representativas de los riñones obtenidos el día del sacrificio. Se observa que los riñones de los grupos EST y DEN no muestran diferencias en la apariencia con respecto a los del grupo control. En cambio, los riñones obtenidos de los grupos D+F y E+D+F mostraron un daño evidente que se observa en la coloración de la corteza e irritación medular. 35 0 5 10 15 20 25 30 35 15 días después de EST 15 Días después de DEN 7 Días después de FeNTA 3mg/kg 7 Días después de FeNTA 5mg/kg 7 Días después de FeNTA 7mg/kg Día del sacrificio 7 Días después de FeNTA 9mg/kg C EST DEN D+F E+D+F B U N m g/ dL 7.5 Marcadores de estrés oxidante. En este estudio, y como se muestra en la figura 15, en los tejidos tomados 48 horas después de la última administración de FeNTA no se encontró ninguna diferencia significativa en los niveles de los marcadores de estrés oxidante en ninguno de los grupos experimentales. Figura 15. Marcadores de estrés oxidante en la corteza renal. No existen diferencias significativas en los niveles de estos marcadores en los tejidos tomados 48h después de la última administración de FeNTA. H2O2: Peróxido de hidrógeno, C=O: Carbonilos, MDA: Malondialdehído. Figura14. Determinación de la función renal expresada como BUN durante el estudio. Ninguno de los grupos presentó fallas en la función renal a lo largo del estudio. 36 7.6 Niveles de expresión y fosforilación de c-Jun por Western Blot. Con la finalidad de investigar el efecto que tiene el tratamiento con DEN+FeNTA sobre los niveles de expresión y fosforilación de c-Jun se realizó un Western Blot para la detección de esta proteína. En la figura 16 se muestra que el tratamiento con DEN+FeNTA de manera subcrónica, induce notoriamente un incremento en los niveles de proteína (figura 16) y fosforilación (figura 17) de c-Jun y que el EST no puede prevenir dicho efecto. C EST DEN D+F E+D+F 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 n=4 n=6 n=6 n=6n=6 E+D+FD+FDEN c-Jun 37 kDa Tubulina 50 kDa ESTControl * * El tratamiento DEN+FeNTA un incremento en los niveles de c-Jun N iv el es d e c- Ju n (U D R /tu bu lin a vs . C on tr ol ) Figura 16. (A) Western blot representativo para la detección en corteza renal de c-Jun, así como α-tubulina como patrón de carga. (B) Análisis densitométrico de las radiografías ajustado contra tubulina y con respecto al grupo control. Cada barra representa la media ± EE de n muestras. (*)Diferencia estadísticamente significativa con respecto al grupo control, EST y DEN (p<0.001). El tratamiento con DEN+FeNTA induce un incremento en los niveles de c- Jun, el EST no puede proteger de dicho efecto. UDR: Unidades de densitometría relativa. A B 37 C EST DEN D+F E+D+F 0 5 10 15 n=4 n=6 n=6 n=6n=6 E+D+F D+FESTDEN pc-Jun 37 kDa Control Tubulina 50 kDa * * El tratamiento DEN+FeNTA induce un incremento en la fosforilación de c-Jun N iv el es d e p- c- Ju n (U D R /tu bu lin a v s. C on tr ol ) 7.7 Translocación nuclear de c-Jun Una vez que la proteína c-Jun se encuentra activada es transportada al núcleo donde formará al complejo AP-1 y tendrá su actividad como factor transcripcional. Por otraparte, se sabe que si esta proteína no es requerida será degradada en el citosol. Por lo tanto, se realizó una separación de núcleos y se analizaron los niveles de c-Jun en las fracciones nuclear y citosólica. Los resultados obtenidos muestran que no existen alteraciones en los niveles de c-Jun en la fracción citosólica en ninguno de los grupos de estudio (figura 18 A y B), en cambio, el tratamiento con DEN+FeNTA sí induce su translocación al núcleo, efecto que no puede prevenirse por el EST (figura 18 C y D). Figura 17. (A) Western blot representativo para la detección en corteza renal de p-c-Jun (Ser 63), así como α-tubulina como patrón de carga. (B) Análisis densitométrico de las radiografías ajustado contra tubulina y con respecto al grupo control. Cada barra representa la media ± EE de n muestras. (*)Diferencia estadísticamente significativa con respecto al grupo control, EST y DEN (p<0.001). El tratamiento con DEN+FeNTA induce un incremento en los niveles de p-c-Jun, el EST no puede proteger de dicho efecto. UDR: Unidades de densitometría relativa. A B 38 7.8 Actividad de AP-1 Los resultados anteriores muestran que el tratamiento con DEN+FeNTA induce la expresión, fosforilación y translocación nuclear de c-Jun, sin embargo, no nos indican si la proteína está formando el complejo AP-1 activo y que por lo tanto pueda unirse a su secuencia consenso. Por esta razón, se decidió determinar si el tratamiento con DEN+FeNTA induce la actividad del factor de transcripción AP-1, para lo cual se realizó un EMSA usando la secuencia consenso de DNA específica para el complejo formado, cuando al menos uno de sus componentes es c-Jun. En la figura 19 se observa que el tratamiento con DEN+FeNTA efectivamente induce la actividad de AP-1 y que este efecto no puede prevenirse por el EST. C EST DEN D+F E+D+F 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 n=3 n=3 n=4 n=4 n=4 E+D+FD+FDENControl EST Tubulina 50 KDa PCNA 38 KDa c-Jun 37 KDa N iv el es d e c- Ju n (U D R /tu bu lin a v s. c on tr ol ) Figura 18. (A) Western blot representativo para la detección en corteza renal de c-Jun en la fracción citosólica, así como α-tubulina como patrón de carga. (B) Análisis densitométrico de las radiografías de la detección de c-Jun en la fracción citosólica ajustado contra tubulina y con respecto al grupo control control. (C) Western blot representativo para la detección en la fracción nuclear de corteza renal, así como PCNA como patrón de carga. (B) Análisis densitométrico de las radiografías para la detección de c-Jun en la fracción nuclear ajustado contra PCNA y con respecto al grupo control control. Cada barra representa la media ± EE de n muestras. (*) Diferencia estadísticamente significativa con respecto al grupo control, EST y DEN (p<0.001). El tratamiento con DEN y FeNTA induce la translocación nuclear de c-Jun y el EST no puede prevenir dicho efecto. UDR: Unidades relativas de desnitometría, PCNA: antígeno de células en proliferación. A Citosol B C EST DEN D+F E+D+F 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 n=3 n=3 n=4 n=4 n=4 c-Jun 37 KDa PCNA 38 KDa Control EST DEN D + F E+D+F * Tubulina 50 KDa * N iv el es d e c- Ju n (U D R /P C N A vs . c on tro l) C Núcleo D 39 En los carriles 1-5 de la figura 19 se presentan los controles de la técnica utilizados para asegurar que la banda marcada se debe al retardo en la movilidad electroforética del oligo marcado unido a AP-1. En el carril 1 se presenta el oligo sin muestra, indicando la banda que se observa en los carriles con muestra es el retardo presentado por la unión del complejo a la secuencia de DNA; en el carril 2 se presenta la reacción del oligo marcado con un exceso de oligo sin marca (reacción de competencia), la ausencia de banda nos indica que AP-1 se une a la secuencia esté o no marcada; en el carril 3 se presenta el super retardo con el anticuerpo anti c-Jun, en el cual se observa que la banda del retardo desaparece, lo que nos confirma que el AP-1 detectado está formado por la oncoproteína c-Jun; en el carril 4 se presenta el super retardo con el anticuerpo anti p-c-Jun, en este experimento se observa que la banda del retardo desaparece, lo que nos indica que AP-1 está conformado preferentemente por un c-Jun activado por fosforilación y no por oxidación a su Cys-172; en el carril 5 se presenta la reacción de retardo en el cual se observa una sola banda que desaparece en los carriles 1, 2, 3 y 4, confirmando que esa banda corresponde al retardo en la movilidad electroforética de la secuencia de DNA debido a la unión de AP-1. Cabe resaltar que en los carriles 2, 3, 4 y 5 se presenta el ensayo utilizando la misma muestra de fracción nuclear, con la finalidad de hacer comparativo el estudio. 40 7.9 Niveles de expresión de la ciclina D1. La ciclina D1 es una proteína de ciclo celular que regula la transición de G1/S y que alteraciones en su expresión han sido vinculados con la malignización celular en distintos tipos de cáncer. AP-1 es uno de los factores que pueden inducir la expresión de esta ciclina. Por este motivo, se determinó el efecto de los tratamientos sobre los niveles de esta Figura 19. (A) Imagen representativa del EMSA para AP-1. (1) Oligo sin muestra; (2) exceso de oligo frío (reacción de competencia); (3) muestra E+D+F + oligo + anticuerpo anti c-Jun (super retardo); (4) muestra E+D+F + oligo + anticuerpo anti pc-Jun (super retardo); (5) muestra E+D+F + oligo. (B) Análisis densitométrico de las radiografías de los EMSA de AP-1. Cada barra representa la media ± EE de n muestras. (*) representa una diferencia estadísticamente significativa con respecto al control, EST y DEN (p<0.05). UDR: Unidades de densitometría relativa. El tratamiento con DEN+FeNTA induce un incremento en la actividad de AP-1 conformado por un c-Jun activado por fosforilación (carril 3 y 4). El extracto no puede prevenir este efecto. A B 41 proteína. Los resultados muestran que el tratamiento con DEN+FeNTA induce un incremento en los niveles de la ciclina D1 y el EST no puede prevenir este efecto (figura 20). C EST DEN D+F E+D+F 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 * * E+D+F D+FDEN Ciclina D1 37 kDa Tubulina 50 kDa Control EST n=4 n=6 n=6 n=6 n=6 El tratamiento con DEN+FeNTA induce un incremento en los niveles de ciclina D1 N iv el es d e C ic lin a D 1 (U D R /tu bu lin a v s. c on tr ol ) 7.10 Niveles de expresión y fosforilación de ERK ERK es una de las MAPKs vinculadas con la activación del factor de transcripción AP-1, por lo que se decidió analizar el efecto del tratamiento en su expresión. En la figura 21 se observa que la isoforma ERK 2 (p42) no presenta cambios significativos en la expresión debidos al tratamiento, en cambio, se puede observar que la expresión de la isoforma ERK 1 (p44) se incrementa debido al tratamiento con DEN+FeNTA. Por otra parte, y como se muestra en la figura 22, el tratamiento con el carcinógeno induce un incremento en la fosforilación de ambas isoformas, aunque en una mayor proporción sobre la p44 que sobre p42 y el EST no es capaz de prevenir contra ninguno de los efectos antes mencionados. Figura 20. (A) Western blot representativo para la detección en corteza renal de ciclina D1, así como α-tubulina como patrón de carga. (B) Análisis densitométrico de las radiografías de la detección de ciclina D1 ajustados contra tubulina y con respecto al grupo control. Cada barra representa la media ± EE de n muestras. (*)Diferencia estadísticamente significativa con respecto
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