Algunos compuestos análogos de los fosfolípidos naturales muestran
citotoxicidad selectiva hacia diversos tipos de células tumorales. Esta especificidad
en la acción antitumoral permite un uso terapéutico dirigido contra determinados
tumores. Existe considerable interés en examinar la actividad biológica de estos
compuestos, que inhiben el crecimiento de células transformadas sin interactuar
con el ADN,1 por lo que su aplicación puede complementar las
quimioterapias antineoplásicas.
Las alquilfosfocolinas (APC) son un nuevo grupo de agentes antiproliferativos
sintéticos y metabólicamente estables, candidatos prometedores de una nueva
aproximación a la quimioterapia contra el cáncer.2 La
hexadecilfosfocolina (HePC) es el principal representante de las APC. Este
compuesto presenta actividad citostática hacia diversos tumores y líneas celulares.
Actualmente es empleado como fármaco (Miltex®) para el tratamiento tópico
paliativo de metástasis cutáneas derivadas de carcinomas
mamarios.3,4 Recientemente, además, algunos estudios preclínicos
demostraron su utilidad para el tratamiento de ciertos linfomas cutáneos. Aparte de
su eficacia antitumoral, la HePC ejerce destacable actividad contra enfermedades
infecciosas parasitarias causadas por Tripanosoma o
Leishmania.5,6
Debido a su carácter anfifílico, las APC pueden acceder prácticamente a todos los
tejidos del organismo e incorporarse a la bicapa lipídica, interactuando con diversos
componentes lipídicos y proteicos de las membranas biológicas,7
pudiendo modular sus propiedades fisicoquímicas y, por tanto, los procesos
celulares asociados a membrana, como las rutas de transducción de señales y
metabolismo lipídico.1,8,9 Además, estos agentes sintéticos
presentan múltiples características de interés biológico, con alto valor potencial
para la terapia antitumoral, ya que son capaces de inducir respuestas de
diferenciación y apoptosis en células malignas,10,11 inhibir la
invasión tumoral e incluso modular la respuesta inmune.9
Sin embargo, a pesar del conocimiento de algunos de los efectos biológicos
provocados por estos compuestos, aún no se ha establecido el mecanismo
molecular preciso responsable de la mayoría de las acciones que determinan el alto
grado de selectividad antitumoral. Existen distintas líneas de investigación que
sugieren la posible interferencia de las APC con una etapa inicial en los procesos de
transducción de señales en células hiperproliferativas, la cual puede ser reponsable
de su capacidad para inhibir el crecimiento celular.8,12 Varios
autores han descrito que la HePC podría actuar sobre el metabolismo de fosfolípidos
a nivel de actividades fosfolipasas u otros procesos metabólicos,13-
15 aunque en cualquier caso la influencia de estos agentes puede ser
multifactorial y ser el resultado de acciones combinadas sobre distintos sitios
celulares.
Así pues, se ha propuesto una amplia variedad de posibles mecanismos de acción
para HePC, en distintas líneas celulares, aunque no existen datos acerca de su
influencia y efectos sobre líneas celulares de procedencia hepática. Por ello, en
nuestro estudio analizamos las alteraciones ocasionadas por la HePC a nivel del
metabolismo lipídico en células de hepatoma humano HepG2, con la intención de
elucidar los mecanismos bioquímicos por los cuales este agente ejerce su actividad
en estas células tumorales.
En primer lugar, evaluamos la actividad citotóxica y antiproliferativa de la HePC, en
función de la dosis y el tiempo de exposición, en células HepG2. Nuestros datos
indican que concentraciones superiores a 100 μM durante 6 horas producen
alteraciones de permeabilidad de la membrana plasmática y, en consecuencia,
causan un efecto lítico, rápido e inespecífico (figura 1a). No obstante, la exposición
de las células a concentraciones de HePC 50-75 μM produce una reducción en
el número de células viables sin indicios aparentes de toxicidad (figura 1b). Este
resultado indica que el efecto citostático ejercido por la HePC es específico,
aboliendo la proliferación celular cuando aún las células son viables.
Figura 1. Efecto citotóxico y antiproliferativo de HePC en células HepG2. Las células en fase logarítmica
fueron incubadas durante 6 h con diferentes concentraciones de HePC. La producción de formazán a
partir de MTT se determina como absorbancia medida a 570 nm con sustracción del fondo a 630 nm por
min y millón de células (a). A los tiempos seleccionados, realizamos un recuento celular con un
hemocitómetro (b). Los resultados son media de tres determinaciones en respuesta a cada dosis.
Para determinar la posible interferencia de este compuesto en el metabolismo de
acilgliceroles se incubaron las células en presencia de HePC y glicerol marcado
radiactivamente como sustrato lipogénico. La utilización de glicerol permitió
analizar simultáneamente la influencia de la HePC sobre la biosíntesis de
fosfolípidos y lípidos neutros, comprobando que la APC estimula la incorporación de
este precursor lipogénico a diacilglicerol (DAG). El DAG es un intermediario clave en
la síntesis de glicerolípidos, de modo que cabría esperar que un incremento en su
síntesis produjera mayor síntesis de los lípidos de los que es precursor:
triacilglicerol (TAG), fosfatidiletanolamina (PE) y fosfatidilcolina (PC). Sin embargo,
los resultados obtenidos en nuestro laboratorio muestran que las células expuestas
a la alquilfosfocolina presentan reducción notable de la biosíntesis de novo
del fosfolípido mayoritario PC, mientras que, simultáneamente, se produce una
activación en la síntesis de TAG. El análisis detallado de la ruta de biosíntesis de PC
vía CDP-colina mediante el estudio de las enzimas implicadas en la biosíntesis de
este fosfolípido reveló que la actividad citosólica colina quinasa (CK) y la actividad
ligada a membrana diacilglicerol colinafosfotransferasa (CPT) permanecen
inalteradas por la HePC, mientras que la actividad CTP:colina-fosfato
citidililtransferasa (CT) fue sensiblemente modificada. Esta enzima cataliza la etapa
limitante en la biosíntesis de PC en eucariotas superiores. Uno de los mecanismos
de regulación de su actividad es el control de la traslocación de la enzima entre
citosol y membranas. El proceso de traslocación es regulado por diversos lípidos y
se acepta que la forma soluble de la CT, libre de lípidos, es inactiva, mientras que
la ligada a membrana es activa. Después de exponer las células HepG2 a HePC
durante 6 h, la actividad CT disminuye significativamente en la fracción particulada
de las células e incrementa en la fracción soluble. Por tanto, nuestros resultados
demuestran que la HePC afecta la distribución subcelular de la CT, interfiriendo con
la traslocación de la forma soluble inactiva de la enzima a la membrana, reduciendo
drásticamente la formación de PC.
Se ha descrito que en condiciones de déficit de síntesis de PC, vía CDP-colina, las
células pueden responder incrementando la producción de este fosfolípido por la vía
alternativa de metilación microsomal de PE. Ello constituye un mecanismo de
compensación homeostático que permite mantener constantes los niveles
intracelulares de PC. Cuando analizamos la síntesis de PC a partir de etanolamina,
comprobamos que la exposición de las células a HePC produce un claro descenso de
la radiactividad en los intermediarios metabólicos así como en el producto final, PC,
de esta vía de metilación, como consecuencia de una inhibición de la actividad
fosfatidiletanolamina N-metiltransferasa (PEMT). Estos resultados constituyen la
primera demostración experimental de la acción de la HePC sobre el metabolismo
de PC tanto a través de la vía CDP-colina como a nivel de la ruta de
metilación.
Especial interés presenta la posible repercusión que las alteraciones en la
biosíntesis de PC pueden tener en la formación intracelular de esfingomielina (SM),
puesto que la PC es precursora, junto con las ceramidas, de estos esfingolípidos. De
hecho, recientemente, mediante el empleo de precursores marcados
isotópicamente, demostramos que la APC produce un fuerte descenso en la
formación de SM, efecto que va acompañado de una acumulación de
ceramidas.
Todos los resultados expuestos sugieren que la HePC puede interferir con rutas de
transducción intracelular de señales que están implicadas en procesos tales como
proliferación, diferenciación y muerte celular. Así, se indicó que la inducción de
apoptosis puede depender de la relación entre las concentraciones celulares de
ceramidas y DAG. Puesto que la APC provoca un aumento en la producción de
ambos lípidos, es posible que este efecto sea el responsable, en parte, de las
acciones producidas por HePC a nivel de proliferación y viabilidad celular.
En este sentido comprobamos, además, que las alteraciones metabólicas
observadas se encuentran asociadas con un cambio en la morfología celular,
evidente por microscopia óptica. Así, las micrografías de células HepG2 sometidas a
tratamiento con HePC muestran alteraciones del aspecto celular, apreciándose
cómo la célula adquiere forma redondeada, con una drástica reducción del volumen
celular y pérdida de su capacidad de adherencia y morfología epitelial, lo que
sugiere la posible inducción de un proceso apoptótico por este agente.
En conclusión, nuestro estudio, realizado en la línea celular de hepatoma HepG2,
muestra que la HePC interfiere de modo específico en el metabolismo de
fosfolípidos que contienen colina. Los cambios metabólicos producidos por esta APC
parecen estar asociados con alteraciones morfológicas que apuntan hacia un
proceso apoptótico inducido por este agente. Esto confirma el potencial de la HePC
como agente antineoplásico.
Los autores no manifiestan conflictos.
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