Estudios científicos

Cytotoxic activity of 3,3’,4,4’,5,5’-hexahydroxystilbene against breast cancer cells is mediated by induction of p53 and downregulation of mitochondrial superoxide dismutase

Abstract:

The phytochemical resveratrol, which is found in grapes and red wine, has been reported to have a variety of biological properties. It was shown in our previous research that introduction of additional hydroxyl groups into the stilbene structure increases the biological activity of resveratrol. In this study, the activity of 3,3’,4,4’,5,5’-hexahydroxystilbene (M8) was investigated in ZR-75-1, MDA-MB-231 and T47D human breast cancer cells. For evaluation of cytotoxic activity of M8, clonogenic and cell proliferation assays were used. The IC50 values obtained in the clonogenic assay were 0.846 microM for T47D, 8.53 microM for ZR-75-1 cells and 25.5 microM for MDA-MB-231, while IC50 values obtained in the cell proliferation assay were significantly higher: 90.1 microM, 98.4 microM, 127.8 microM for T47D, ZR-75-1 and MDA-MB-231 cells, respectively. Compound M8 caused the activation of caspase-8 in MDA-MB-231 cells (marker of extrinsic apoptotic pathway), while activities of caspase-9 (marker of intrinsic apoptotic pathway) and caspase-3 were increased in all 3 tested cell lines. Activation of caspase-9 and caspase-3 was connected with loss of mitochondrial potential and increase of p53, which could have an impact on downregulation of mitochondrial superoxide dismutase (MnSOD) seen in our experiments. MnSOD is a key enzyme providing antioxidative defense in mitochondria – the cellular center of reactive oxygen species’ generation. Downregulation of MnSOD can therefore cause a significant decrease of antioxidant defense in cancer cells. An increase of oxidative stress conditions was suggested by loss of reduced glutathione in tested cells. Since cancer cells are usually under permanent oxidative stress, additional increased ROS generation as a result of the interaction of M8 with the mitochondrial respiratory chain and a decrease in oxidative defense can therefore be a promising method for selective elimination of cancer cells.

Comentarios divulgativos:

El resveratrol un fitoquímico que se encuentra en las uvas y el vino tinto, se ha demostrado que tiene una variedad de propiedades biológicas. Se mostró en una investigación anterior que la introducción de nuevos grupos hidroxilo en la estructura de los estilbenos aumenta la actividad biológica del resveratrol. En este estudio se investigó la actividad de 3,3 ', 4,4', 5,5 '-hexahydroxystilbene (M8) en células humanas de cáncer de mama ZR-75-1, MDA-MB-231 y T47D. Para la evaluación de la actividad citotóxica de M8 se utilizaron clonación y ensayos de proliferación celular. El compuesto M8 causó la activación de la caspasa-8 en células MDA-MB-231 (marcador de la vía apoptótica extrínseca), mientras que las actividades de la caspasa-9 (marcador de la vía apoptótica intrínseca) y la caspasa 3-se incrementaron en todas las 3 líneas celulares estudiadas. La activación de la caspasa-9 y caspasa 3-estaba relacionada con la pérdida del potencial mitocondrial y el aumento de p53 que podría tener un impacto en la regulación a la baja de la superóxido dismutasa mitocondrial (MnSOD) visto en nuestros experimentos. Como las células cancerosas suelen estar sometidas a estrés oxidativo permanente la generación de ROS como resultado de la interacción de M8 con la cadena respiratoria mitocondrial y una disminución en la defensa oxidativa pueden ser un método prometedor para la eliminación selectiva de las células cancerosas.