Dyskusja wyników badań uzyskanych w pracy Selenitetriglycerides redox activ agent

Wielkość: px

Rozpocząć pokaz od strony:

Download "Dyskusja wyników badań uzyskanych w pracy Selenitetriglycerides redox activ agent"

Filip Jabłoński
8 lat temu
Przeglądów:

1 Dyskusja wyników badań uzyskanych w pracy Selenitetriglycerides redox activ agent Badania, prowadzone od kilku lat wykazały, że Selol jako związek organiczny zawierający selen na +4 stopniu utlenienia wykazuje silne cytotoksyczne działanie w stosunku do nowotworowych lii komórkowych takich jak: lie komórek czerniaka (ME-18, ME-18R), ludzkiego androgenozależnego raka prostaty LNCaP and PC-3, nowotworu jelita grubego (Caco-2), raka szyjki macicy (HeLa), ludzkiego nowotworu wątroby (HEPG2) oraz białaczek limfatycznych (HL-6/DOX, HL-6, HL-6/VINC), raka piersi (4T1 and MCF-7), mysiego czerniaka (B16-F1) oraz rak płaskonabłonkowy ust (OSCC) Jednocześnie stwierdzono, że selol podawany w stosowanych przez nas dawkach do 3 mg Se(IV)/kg masy ciała nie powoduje żadnych zmian w komórkach zdrowych [24] Selol 5% zastosowany doustnie w dawce 17 mg Se (IV) / kg masy ciała (1% LD5 u myszy) w 3 m od podania wywołuje stres oksydacyjny zarówno w komórkach zdrowych jak również w komórkach nowotworowych [15,24] W wyniku stresu w znacznych ilościach produkowane są wolne rodnikipowodują one obniżenie stężenia zredukowanego glutationu w każdej badanej przez nas nowotworowej lii komórkowej W lii komórkowej Caco-2, stężenie glutationu osiągnęło tak niską wartość, że nie było możliwe jego wykrycie stosowaną przez nas bardzo czułą metodą HPLC Znacznemu zmniejszeniu stężenia glutationu towarzyszyło pięciokrotne zwiększenie stężenia cystey w lii komórek nowotworowych w porównaniu z kontrolą Literatura potwierdza, że w badaniach nad zmianami stanu redoks w kilku liach komórkowych raka prostaty prowadzonych vitro, obserwowano wzrost stężenia wewnątrzkomórkowej cystey i w mniejszym stopniu spadek stężenia glutationu, połączony ze wzrostem stężenia pozakomórkowej Cys i GSH (Cys i GSH) Tłumaczono to jako wzrost ekspansywności komórek nowotworowych [25,26] Jednak, wyniki naszych badań nad zmianami stanu redoks (E hc ) po podaniu Selolu 5%, prowadzone w warunkach vivo na lii komórkowej ludzkiego androgenozależnego raka gruczołu krokowego LNCaP wszczepionego samcom myszy NSG są odmienne (Fig 1)

PC-3, nowotworu jelita grubego (Caco-2), raka szyjki macicy (HeLa), ludzkiego nowotworu wątroby (HEPG2) oraz białaczek limfatycznych (HL-6/DOX, HL-6, HL-6/VINC), raka piersi (4T1 and MCF-7), mysiego

2 E h cell 23 mv ± 5 mv (homeostasis) R e d o x s ta te E h [m V ] E h serum -8 mv ± 9 mv (homeostasis) 62 mv mv R e d o x s ta te E h [m V ], serum with serum with Fig 1 Zmiany w potencjału oksydoredukcyjnego w guzach ludzkiego raka prostaty, LNCaP wszczepionego myszom orazi w ich surowicy krwi, po podawaniu Selolu 5% w dawce 17 mg Se (IV) / kg masy ciała Obserwowaliśmy 3,5 krotny wzrost stężenia Cys i wielokrotnie wyższy, (dziesięciokrotny) wzrost stężenia cystyny (CySS) w komórkach guzów nowotworowych, jak również dziewięciokrotny wzrost stężenia Cys i nieznacznie niższy siedmiokrotny wzrost stężenia CySS w surowicy krwi Zgodnie z równaniem Nernsta stosowanym do obliczania potencjału oksydoredukcyjnego w komórkach i surowicy: = RT [ oxidized form of thiol ( mm )] ln( ) nf 2 [ reduced form of thiol ( mm )] E E + hc gdzie: E hc jest potencjałem półogniwa redukcyjnego w [mv] dla stężeń pary GSG / GSSG [mmol/l] wewnątrz komórek oraz pary Cys / CySS [mmol/l] w surowicy, E jest standardowym potencjałem redukcyjnym półogniwa: 24 mv przy ph 7,; R jest stałą gazową 8,314 [J K -1

podawaniu Selolu 5% w dawce 17 mg Se (IV) / kg masy ciała Obserwowaliśmy 3,5 krotny wzrost stężenia Cys i wielokrotnie wyższy, (dziesięciokrotny) wzrost stężenia cystyny (CySS) w komórkach guzów

3 mola -1 ]; T jest temperaturą w [K]; n oznacza liczbę przeniesionych elektronów = 2 i F jest stałą Faraday'a [C mol -1 ], [2] W wyniku obliczeń stwierdzono znaczny spadek potencjału oksydoredukcyjnego w surowicy krwi z 82 mv do 113 mv Ponadto, w wyniku ponad dwukrotnego spadeku stężenia wewnątrzkomórkowego GSH i sześciokrotnego wzrostu stężenia GSSG w guzach nowotworowych, wewnątrzkomórkowy potencjał oksydoredukcyjny wzrósł o 48 mv (Fig 1) Potencjał oksydoredukcyjny, po osiągnięciu wartości -17 mv wewnątrz komórek guzów nowotworowych kieruje ich metabolizm w kierunku apoptozy [2,27], która jest zilustrowana w sposób znaczący zmniejszeniem masy guza nowotworu o ok 17%, tak jak zaobserwowano po 3 tygodniach podawania Selolu Fig 1 przedstawia porównanie zmian E hc w komórkach nowotworowych guza ludzkiego raka prostaty Uzyskane wyniki wskazują na znaczące zmiany E hc w zewnątrz- i wewnątrzkomórkowym środowisku Zmiany te pokazują, że metabolizm części komórek nowotworowych został prawdopodobnie skierowany na szlak apoptozy a rozwój nowotworu zatrzymany Wyniki przedstawione na fig 1 pokazują także różnice w potencjałach oksydoredukcyjnych pomiędzy wnętrzem komórek nowotworowych oraz jej otoczeniem Różnica ta maleje ze 141 mv w stanie homeostazy do 62 mv po suplementacji selolem Takie warunki powodują, że '' microlk '', czyli komunikacja komórki nowotworowej z jej otoczeniem, przestaje istnieć Oprócz guzów nowotworowych wybraliśmy do badań wątrobę Nasze cześniejsze badania wykazały, że wątroba wspólnie z erytrocytmi, jest jednym z organów najbardziej zaangażowanych w proces gromadzenia i metabolizmu Selolu Przejawem tego jest wysokie stężenie selenu [28] Wyniki badania stężenia selenu w badanych tkankach wskazują, że Selol dobrze wchłania do prawie wszystkich narządów myszy jak również komórek nowotworowych Trzy tygodnie doustnej suplementacji Selolem 5% w dawce dziennej 17 mg Se (IV) / kg masy ciała mają wpływ na zmiany w E hc również w homogenatach wątroby, jednak tylko w granicach fizjologicznych 23 ± 5 mv Okazało się, że w homogenatach wątroby grupa myszy z nowotworami leczonych Selolem, stężenie selenu wzrosło 6 razy w stosunku do myszy kontrolnych w grupie (T-olej) (Fig 3)

wewnątrzkomórkowy potencjał oksydoredukcyjny wzrósł o 48 mv (Fig 1) Potencjał oksydoredukcyjny, po osiągnięciu wartości -17 mv wewnątrz komórek guzów nowotworowych kieruje ich metabolizm w kierunku

4 C o n c e n tra tio n o f S e [µg /g o f tis s u e ] o r [µg /m l o f s e ru m ] s liver of mice with serum of mice with serum 136 liver 218 liver of mice T-oil T-Se T-oil T-Se T-oil T-Se (C) (C) C-oil C-Se C o n c e n tra tio n o f S e [µg /g o f tis s u e ] o r [µg /m l o f s e ru m ], Fig 3 Zawartość selenu [µg / g tkanki]: w guzach LNCaP (T-olej, T-SE), w wątrobie myszy z wszczepionym rakiem prostaty LNCaP (T-olej, T-Se), w surowicy myszy z guzem (T-olej, T, Se), w grupie kontrolnej (C), w surowicy i w wątrobie (C) z kontrolnych myszy bez oleju, w wątrobie myszy bez guza (C-olej, C-Se) p <,5, p <,1 w porównaniu z grupą kontrolną (test t-studenta) Towarzyszył temu nieznaczny spadek wewnątrzkomórkowego potencjału oksydoredukcyjnego o 6 mv (Fig 5)

g tkanki]: w guzach LNCaP (T-olej, T-SE), w wątrobie myszy z wszczepionym rakiem prostaty LNCaP (T-olej, T-Se), w surowicy myszy z guzem (T-olej, T, Se), w grupie kontrolnej (C), w surowicy i w

5 R e dox s ta te E h [m V ] , R e d o x s ta te E h [m V ] (T - S e ) tum or serum serum (C) serum oil and Se liver with liver with (C-oil) liver (C-Se) liver (C) liver oil and Se Fig 5 Porównanie zmian potencjału oksydoredukcyjnego w homogenatach guzów nowotworowych z homogenatami wątroby i surowicy krwi po suplementacji Selolem 5% p <,5 w porównaniu z grupą kontrolną (test t-studenta) Stwierdzono, że w homogenatach wątroby z grupy kontrolnej (T-oil, C-oil i C), a także u myszy leczonych Selolem (T-Se, C-Se), w 24 godzy po ostatnim podaniu Selolu, niezależnie od wielokrotnego wzrostu stężenia selenu, wewnątrzkomórkowy potencjał oksydoredukcyjny wykazywał jedynie niewielkie różnice w odniesieniu do kontroli, a jego wartości mieściły się w granicach błędu pomiaru Może to oznaczać, że w tym czasie stan redoks powrócił do stanu homeostazy [24] Potencjał oksydoredukcyjny, który miały miejsce w guzach nowotworowych LNCaP w grupie myszy (T-olej) był o około 2 mv wyższy w porównaniu z nymi badanymi homogenatami, i jest bliski wartości uzyskanej przez Jonas i wsp w jej badaniach potencjału oksydoredukcyjnego i jego wpływu na proliferację ludzkiego raka okrężnicy Caco-2 [29] Podobne wyniki uzyskali również w lii komórek LNCaP Chaiswg et al (po podstawieniu stężeń GSH i GSSG do równania Nernsta) [25] Podsumowując, można stwierdzić, że wyniki badania zmian stężenia GSH, Cys i stanu redoks w warunkach vivo, nie potwierdzają wyników badań vitro dotyczących podobnych zmian stężenia tioli w liach komórek nowotworowych Sugeruje, że nowotwory leczone Selolem 5% prawdopodobnie ulegają apoptozie

homogenatami wątroby i surowicy krwi po suplementacji Selolem 5% p <,5 w porównaniu z grupą kontrolną (test t-studenta) Stwierdzono, że w homogenatach wątroby z grupy kontrolnej (T-oil, C-oil i C), a

6 Literatura [15] Suchocki P, Misiewicz-Krzemska I, Skupska K, Niedzwiecka K, Lubelska K, Fijalek Z, et al Selenitetriglicerydes affect CYP1A1 and QR activity by volvement of reactive oxygen species and Nrf2 transcription factor Pharmacol Rep 21;62(2): [2] Schafer FQ, Buettner GR Redox environment of the cell as viewed through the redox state of the glutathione disulfide/glutathione couple Free Radic Biol Med 21;3(11): [24] Stańczyk MJM, Wilk M, Suchocki P, Anuszewska E The effect selenium on ńredox state and thiols changes lung tissue after Selol, a new organoselenium (IV) compound, admistration Cent Eur J Immunol 21;35(3): [25] Chaiswg L, Bourdeau-Heller JM, Zhong W, Oberley TD Characterization of redox state of two human prostate carcoma cell les with different degrees of aggressiveness Free Radic Biol Med 27;43(2):22 15 [26] Chaiswg L, Zhong W, Oberley TD Distct redox profiles of selected human prostate carcoma cell les: implications for rational design of redox therapy Cancers (Basel) 211;3(3): [27] Hancock JT, Desikan R, Neill SJ, Cross AR New equations for redox and nanosignal transduction J Theor Biol 24;226(1):65 8 [28] Jastrzębski Z, Czyżewska-Szafran H, Remiszewska M, Fijalek Z, Fitak BA, Suchocki P Pharmacoketics of selol, a new agent contag selenium, rats Drugs Exp Cl Res 997;23(1):7 11 [29] Jonas CR, Ziegler TR, Gu LH, Jones DP Extracellular thiol/disulfide redox state affects proliferation rate a human colon carcoma (Caco2) cell le Free Radic Biol Med 2;33(11):

Free Radic Biol Med 21;3(11):1191 212 [24] Stańczyk MJM, Wilk M, Suchocki P, Anuszewska E The effect selenium on ńredox state and thiols changes lung tissue after Selol, a new organoselenium (IV)

Podobne dokumenty

Materiał i metody. Wyniki

Materiał i metody. Wyniki Abstract in Polish Wprowadzenie Selen jest pierwiastkiem śladowym niezbędnym do prawidłowego funkcjonowania organizmu. Selen jest wbudowywany do białek w postaci selenocysteiny tworząc selenobiałka (selenoproteiny).