Efecto de naftoquinonas lipofílicas, productoras de radicales libres, sobre las funciones mitocondriales, en hígado de rata

• Autores: De Witte, Natacha Viviana
• Año de publicación: 2001
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: tesis doctoral
• Colaborador/a o director/a de tesis: Stoppani, Andrés Oscar Manuel
• Materia: NAFTOQUINONAS; MITOCONDRIAS; PARTICULAS SUBMITOCONDRIALES; RADICALES LIBRES; BETA-LAPACHONA; BETA-LAPACHONE; NAPHTHOQUINONE; MITOCHONDRIA; SUBMITOCHONDRIAL PARTICLES; FREE RADICALS
• Institución: Universidad Nacional de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales

La β-lapachona,o-nafloquinona extraída del lapacho (Tabebuia avellanadae),ha sido propuesta como tripanocida, antiviral y citostático, induce apoptosis onecrosis en numerosas líneas celulares tumorales (Li y col, 1999; Planchon y col, 1999) e inhibe la transcripción del virus HIV (1) (Li y col, 1993). La CG 9-442, esuna o-naftoquinona derivada de la β-lapachona, que ha sido sintetizada como posible agente antitumoral (Schaffner-Sabba y col, 1984). En el presente estudio se demostró que la adición de CG 9-442 a una suspensión mitocondrial de hígado de rata: l) estimuló el consumo de O2 en estado "4" e inhibió el consumo de O2 en estado "3", disminuyendo en consecuencia el índice de control respiratorio; en presencia de malato-glutamato o succinato, como sustratos respiratorios; 2) inhibió la peroxidación lipídica; 3) inhibió el aumento de volumen mitocondrial “swelling”, por Ca 2+ y 4) inhibió el potencial de membrana. En partículas submitocondriales, la adición de CG 9-442: l) estimuló laoxidación de NADH insensible a rotenona, antimicina A, mixotiazol o cianuro ; 2) determinó la formación del radical semiquinona, detectado por EPR, y un estímulo en la producción del radical anión superóxido, en presencia de NADH y antimicina; 3) no consumió O2, en presencia de succinato, rotenona y cianuro; 4) inhibió laactividad NADH oxidasa, tanto en presencia como en ausencia de superóxido dismutasa y catalasa; 5) inhibió la actividad succinato oxidasa; 6) inhibió ligeramente las actividades succinato deshidrogenasa y succinato-ubiquinona óxidoreductasa, 7) no tuvo efecto significativo sobre las actividades NADHdeshidrogenasa, NADH-citocromo c reductasa y citocromo c oxidasa. Con fines comparativos se realizaron estudios con las p-naftoquinonasmenadiona y atovaquone (esta última de uso clínico). Los resultados aquí presentados muestran que la CG 9-442, produce dañosen la función mitocondria en células de mamíferos, que se traducen fundamentalmente en: la producción de radicales libres, un efecto inhibitorio sobrela cadena de transporte de electrones mitocondrial, un efecto desacoplante y lainhibición del potencial de membrana mitocondrial. Se postula a la mitocondriacomo blanco importante para la citotoxícidad de la CG 9-442 descartándose laperóxidación lipídica como causa de la misma. Los datos presentados no descartan otras organelas como blancos para los efectos citotóxicos de esta quinona. Estos estudios pueden ser importantes para contribuir al diseño de diferentes naftoquinonas farmacológicamente activas. Teniendo en cuenta que, los parámetros químico cuánticos de la β-lapachona y su derivada CG 9-442, no difierensignificativamente (Paulino y col., 1994), este trabajo constituye una contribucióna las investigaciones realizadas con la β-lapachona, potencial citostático en estudio preclínico (Dolan y col., 1998).
β-lapachone, extracted from lapacho tree (Tabebuia avellanadae) has beenproposed as trypanocidal, antiviral and cytostatic agent since it induces apoptosisor necrosis in numerous tumoral cell lines (Li et al, 1999; Planchon et al, 1999). CG 9-442 is an o-naphthoquinone derived from β-lapachone, which has beensynthesized as a possible antitumoral agent (Schaffner-Sabba et al, 1984). In the present study it was demonstrated that the addition of CG 9-442 to ratliver mitochondria: l) stimulated the O2 consumption in state “4" and inhibited the O2 consumption in state "3" decreasing consequently, the respiratory control ratioin the presence of malate-glutamate or succinate, as respiratory substrates; 2)inhibited lipid peroxidation; 3) inhibited mitochondrial swelling by Ca2+ and 4)inhibited the mitochondrial membrane potential. In submitochondrial particles, addition of CG 9-442: l) stimulated therotenone, antimycine A, myxothiazol or cyanide insensitive NADH oxidation, 2)determined the production of the semiquinone radical, detected by EPR, andstimulated the production of superoxide anion radical, in the presence of succinate,rotenone and cyanide, 3) did not consume 02, in the presence of succinate, rotenoneand cyanide, 4) inhibited the NADH oxidase activity, both in the presence and inthe absence of superoxide dismutase and catalase, 5) inhibited the succinate oxidaseactivity, 6) inhibited lightly the succinate deshidrogenase and the succinate-ubiquinoneoxide-reductase activities, 7) did not affect to a significant degree NADH deshydrogenase, NADH-cytochrome c reductase and cytochrome c oxidaseactivities. Comparative studies were carried out with the p-naphthoquinones menadioneand atovaquone (the latter of clinical use). The results presented here show that: CG 9-442 produced damage in themitochondrial function of mammalian cells; mainly free radicals production, aninhibition of mitochondrial electron transport, the uncoupling of oxidative phophorylation and the collapse of mitochondrial membrane potential. Mitochondriaare postulated as an important target for CG 9-442 cytotoxicity, excluding lipid peroxidation as cause of mitochondrial damage. The data presented here do not ruleout other organelles as targets for the cytotoxic effects of this quinone. These studies can be important for the design of different naphthoquinones,farmacologically active. Taking into account that the quantum-chemical parametersof β-lapachone and its derivative CG 9-442 do not differ significantly (Paulino et al, 1994), the present work is a contribution to the reaseach carried out with Blapachone,as a potencial cytostatic agent in preclinic studies (Dolan et al, 1998).
Fil: De Witte, Natacha Viviana. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.