Enhancement of ionizing radiation response by histamine in vitro and in vivo in human breast cancer

Authors
Martinel Lamas, Diego José; Cortina, Jorge E.; Ventura, Clara; Sterle, Helena Andrea; Valli, Eduardo; Balestrasse, Karina Beatriz; Blanco, Horacio Alejandro; Cremaschi, Graciela Alicia; Rivera, Elena Susana; Medina, Vanina Araceli
Publication Year
2015
Language
English
Format
article
Status
Published version
Description
The radioprotective potential of histamine on healthy tissue has been previously demonstrated. The aims of this work were to investigate the combinatorial effect of histamine or its receptor ligands and gamma radiation in vitro on the radiobiological response of 2 breast cancer cell lines (MDA-MB-231 and MCF-7), to explore the potential molecular mechanisms of the radiosensitizing action and to evaluate the histamine-induced radiosensitization in vivo in a triple negative breast cancer model. Results indicate that histamine significantly increased the radiosensitivity of MDA-MB-231 and MCF-7 cells. This effect was mimicked by the H1R agonist 2-(3-(trifluoromethyl)phenyl)histamine and the H4R agonists (Clobenpropit and VUF8430) in MDA-MB-231 and MCF-7 cells, respectively. Histamine and its agonists enhanced radiation-induced oxidative DNA damage, DNA double-strand breaks, apoptosis and senescence. These effects were associated with increased production of reactive oxygen species, which correlated with the inhibition of catalase, glutathione peroxidase and superoxide dismutase activities in MDA-MB-231 cells. Histamine was able also to potentiate in vivo the anti-tumoral effect of radiation, increasing the exponential tumor doubling time. We conclude that histamine increased radiation response of breast cancer cells, suggesting that it could be used as a potential adjuvant to enhance the efficacy of radiotherapy.
Fil: Martinel Lamas, Diego José. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica; Argentina. Pontificia Universidad Católica Argentina "Santa María de los Buenos Aires". Instituto de Investigaciones Biomédicas. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Investigaciones Biomédicas; Argentina
Fil: Cortina, Jorge E.. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica; Argentina
Fil: Ventura, Clara. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina
Fil: Sterle, Helena Andrea. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Departamento de Química Biológica; Argentina. Pontificia Universidad Católica Argentina "Santa María de los Buenos Aires". Instituto de Investigaciones Biomédicas. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Investigaciones Biomédicas; Argentina
Fil: Valli, Eduardo. Pontificia Universidad Católica Argentina "Santa María de los Buenos Aires". Instituto de Investigaciones Biomédicas. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Investigaciones Biomédicas; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Departamento de Química Biológica; Argentina
Fil: Balestrasse, Karina Beatriz. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Departamento de Química Biológica; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones en Biociencias Agrícolas y Ambientales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Agronomía. Instituto de Investigaciones en Biociencias Agrícolas y Ambientales; Argentina
Fil: Blanco, Horacio Alejandro. Gobierno de la Ciudad de Buenos Aires. Hospital Municipal de Oncología "Marie Curie"; Argentina
Fil: Cremaschi, Graciela Alicia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones en Biociencias Agrícolas y Ambientales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Agronomía. Instituto de Investigaciones en Biociencias Agrícolas y Ambientales; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica; Argentina
Fil: Rivera, Elena Susana. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica; Argentina
Fil: Medina, Vanina Araceli. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones en Biociencias Agrícolas y Ambientales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Agronomía. Instituto de Investigaciones en Biociencias Agrícolas y Ambientales; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica; Argentina
Subject
apoptosis, breast cancer, cell proliferation, histamine, ionizing radiation, radio-potentiation, reactive oxygen species
BREAST CANCER
CELL PROLIFERATION
HISTAMINE
IONIZING RADIATION
RADIO-POTENTIATION
REACTIVE OXYGEN SPECIES
Medicina Critica y de Emergencia
Medicina Clínica
CIENCIAS MÉDICAS Y DE LA SALUD
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Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
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