RADIOPROTECTORES: Nuevas perspectivas, propiedades del extracto de propolis Alegría Montoro Pastor

Transcripción

1 RADIOPROTECTORES: Nuevas perspectivas, propiedades del extracto de propolis Alegría Montoro Pastor Laboratorio de Dosimetría Biológica. Servicio de Protección Radiológica - Hospital Universitario la Fe Mayo 2006

2 Radioprotectores: nuevas perspectivas Factores que influyen disminuyendo la respuesta celular a la radiación Numerosos fármacos de origen sintético o natural han sido testados: con modelos in vivo e in vitro y en pruebas clínicas en humanos Combinación de agentes: Antioxidantes, citoprotectores, Inhibidores de enzimas, Metaloelementos, Inmunomoduladores, Compuestos sulfidrilo, Liposacáridos y prostaglandinas, Vitaminas, Ligandos de unión al ADN

3 Radioprotectores: nuevas perspectivas Los radioprotectores naturales, poseen una serie de actividades biológicas para protegerse de la radiación: Actividad anti-inflamatoria Actividad anti-oxidante Actividad estimuladora del sistema hematopoyético Actividad inmunoestimulante Actividad anti-microbiana Actividad frente a la émesis inducida Actividad quelante de metales Actividad de cicatrización

4 Radioprotectores: nuevas perspectivas Reducción en la generación de especies reactivas del oxígeno o nitrógeno (ROS/RNS) Secuestro de radicales libres Inducción de hipoxia Peroxidación lipídica y oxidación de proteínas Respuesta anti-inflamatoria Inducción de la detención del ciclo celular Estabilización del potencial de membrana del citoplasma y Incremento del nive de glutation Aumentar la reparación y recuperación del ADN Incremento de la proliferación celula Quelación de metales Uniones cruzadas entre proteínas

5 Radioprotectores: nuevas perspectivas Entre los radioprotectores moleculares WR 2721 (amifostina) es el fármaco radioprotector más investigado A pesar de la desventaja debida a los efectos secundarios que ocasiona su administración. Es el único radioprotector aprobado por la FDA

6 Radioprotectores: nuevas perspectivas Factores de crecimiento y citoquinas: Interleuquina-7 Interleuquina-11 G-CSF (factor estimulador de colonias de granulocitos) GM-CSF (factor estimulador de colonias de macrófagos y granulocitos) SCF (factor de la médula) Combinación de citoquinas antiapoptóticas Factores de crecimiento epiteliales específicos (factor de crecimiento queratinocitos) aumentan la recuperación de las células de la médula ósea y sus precursores

7 Radioprotectores: nuevas perspectivas No hay ningún agente radioprotector que posea todos los prerequisitos de un radioprotector ideal: Que no produzca toxicidad acumulativa o irreversible Que ofrezca una protección a largo plazo Que posea una duración de 2-5 años Que sea fácilmente administrable

8 El propolis (o propóleo) es el nombre genérico de una sustancia fuertemente adhesiva y resinosa que es recolectada y transformada por las abejas Propolis El propolis se utiliza en la construcción, reparación y protección de la colmena.

9 Propolis Composición química del própolis aceites esenciales y aromáticos 10% polen 5% otros 5% cera 30% resina y bálsamos vegetales 50% resina y bálsamos vegetales aceites esenciales y aromáticos otros cera polen

10 Propolis El propolis es un producto de extraordinario interés para la medicina e industria farmacéutica, al que se atribuyen efectos: antiinflamatorios, inmunoestimulantes, inmunomoduladora, hepatoprotectores, antivirales, antifúngicos, antiprotozoarios, carcinoestáticos, antitumorales, antimicrobianos, anestésicos y de regeneración tisular

11 Propolis Campos/líneas de aplicación Radioprotección: ámbito laboral Trabajadores expuestos a dosis anuales elevadas Operaciones especiales o trabajos de riesgo Radioterapia/ combinación con quimio-radioterápicos/ cáncer

12 Propolis Efecto radioprotector del propolis Mecanismos como: secuestrador de radicales libres Reducción de la respuesta inflamatoria, peroxidación lipídica y oxidación de proteínas. incremento del nivel de glutation inducción de la detención del ciclo celular

13 Propolis Radioprotección: estrategias secuestrador de radicales libres (efecto indirecto RI) reducir las ROS, por inhibición de enzimas Xantina oxidasa NADP oxidasa activar enzimas antioxidantes SOD CAT GPx inhibe la oxidación de lípidos de membrana (peroxidación lipídica)

14 Propolis Radioprotección: estrategias Reducción de la respuesta inflamatoria Suprimir activación de factores de transcripción (NF-kB, AP-1) Suprime producción de citoquinas inflamatorias (TNF, IL-1β, IL-6, etc...) Suprime enzimas implicadas en la respuesta inflamatoria (COX, LOX)

15 Propolis Radioprotección: estrategias Regulación del nivel de glutation intracelular (GSH, mantiene a las células en un potencial redox óptimo) Activación de quinasas (MAP: JNK, p38 y ERK) Factores de transcripción (NF-kB, AP-1) Enzimas del metabolismo y síntesis de GSH (GPx, GRd, GSSG)

16 Factores de crecimiento y citoquinas TNF NADPH/NADH Oxidasa PKC O 2 SOD NIK O 2 - Xantina oxidasa CAT GPX IKK ROS O 2 - O 2 O 2 - H 2 O 2 OH H 2 O NFkB JNK O 2 O 2 - H 2 O kb AP-1 C-jun inos Mitocondria Núcleo Citosol PKC C-Jun inos

17 Propolis Radioprotección: estrategias Inducción de la detención del ciclo celular Las células responden al daño con la parada del ciclo celular en los puntos de control G1/S y G2/M Proteínas quinasas MAPK

18 Material Propolis

19 Propolis Métodos: irradiación Irradiación con y sin propolis

20 Propolis Métodos: extracción del cultivo

21 Métodos: tinción Propolis

22 células

23 Propolis

24 Dosimetría Biológica Dosis (Gy) N Dic Ani Ace Otros Ctb Gaps NA

25 Curva de calibración dosis efecto sin propolis (DB) Dosimetría Biológica 1,6 1,4 Frecuencia (dic/ cél) 1,2 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0,0 0 0,1 0,25 0,5 0,75 1 1, Dosis (Gy) dic obs dic esp Dosis absorbida 3 Gy

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27 Propolis Diseño del experimento: Irradiación de sangre periférica a una misma dosis de radiación, tratada sin EEP y con EEP a distintas concentraciones Frecuencia de dicéntricos, dicéntricos más anillos y acéntricos Irradiación de sangre periférica a una misma concentración de EEP, tratada sin EEP y con EEP a distintas dosis de radiación Frecuencia de dicéntricos, dicéntricos más anillos y acéntricos Indice mitótico e índice de proliferación

28 Efecto en la frecuencia de dicéntricos por célula Propolis Distintas concentraciones de propolis 20, 40, 120, 250, 500, 750, 1000 and 2000 µg/ml y 2 Gy de radiación gamma. Frecuencias de dicéntricos por célula a 2 Gy y distintas concetraciones de própolis 0,40 0,35 Frecuencia (dic/cél) 0,30 0,25 0,20 0,15 0,10 0,05 0,00 0 0,02 0,04 0,12 0,25 0,5 0, Concentración (mg/ ml) Frecuencia observada Frecuencia esperada

29 Efecto en la frecuencia de dicéntricos más anillos por célula Propolis Distintas concentraciones de propolis 20, 40, 120, 250, 500, 750, 1000 and 2000 µg/ml y 2 Gy de radiación gamma. Frecuencia (dic + ani/cél) 0,45 0,40 0,35 0,30 0,25 0,20 0,15 0,10 0,05 0,00 0 0,02 0,04 0,12 0,25 0,5 0, Concentración (mg/ ml) Frecuencia observada Frecuencia esperada

30 Efecto en la frecuencia de acéntricos por célula Propolis Distintas concentraciones de propolis 20, 40, 120, 250, 500, 750, 1000 and 2000 µg/ml y 2 Gy de radiación gamma. Frecuencias de acéntricos por célula a 2 Gy y distintas concetraciones de própolis 0,30 0,25 Frecuencia (ace/cél) 0,20 0,15 0,10 0,05 0,00 0 0,02 0,04 0,12 0,25 0,5 0, Concentración (mg/ ml) Frecuencia observada Frecuencia esperada

31 Propolis Distintas dosis de radiación gamma 0.25, 0.5, 1, 2 y 5 Gy y 1 mg/ml de propolis. Frecuencia de dicéntricos Frecuencias dic/ cel 1,8 1,6 1,4 1,2 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0,0-0,2 0 0,25 0, Dosis (Gy) 0,0-0,2 0 0,25 0,5 1

32 Propolis Distintas dosis de radiación gamma 0.25, 0.5, 1, 2 y 5 Gy y 1 mg/ml de propolis. Frecuencia de dicéntricos más anillos por célula 1,80 1,60 1,40 1,20 1,00 0,80 0,60 0,40 0,20 0,00-0,20 0 0,25 0, Dosis (Gy) 0,0-0,2 sin própolis 0 0,25 0,5 1 con própolis [1mg/ml] Dosis (Gy)

33 Propolis Distintas dosis de radiación gamma 0.25, 0.5, 1, 2 y 5 Gy y 1 mg/ml de propolis. Frecuencia de acéntricos por célula. 1,2 0 1,0 0 0,80 0,60 0,40 0,20 0,00 0 0,25 0, DOSIS (Gy) 0,0 sin própolis 0 0,25 con 0,5própolis [1mg/ml] 1

34 Propolis Índice mitótico ndice de proliferación

35 Propolis Índice mitótico Índice de proliferación Índice Mitótico (IM): metafases/ células analizadas IP: Efecto de la concentración en el índice de proliferación (M1 + 2M2 + 3M3/100) 2,00 1,50 IP 1,00 0, Concentración (microgramo/ ml) 0, Concentraciones (microgramo/ml)

36 Propolis Conclusiones El propolis es una sustancia radioprotectora El análisis de las alteraciones cromosómicas se puede utilizar para evaluar el efecto radioprotector de sustancias. Los dicéntricos y anillos han sido protegidos significativamente Las deleciones terminales no han sido protegidas significativamente Existe un efecto radioprotector global a las distintas concentraciones y a distintas dosis de radiación (dic + ani + ace) La concentración de 1000 µg/ml provoca una reducción máxima de alteraciones cromosómicas Pero la concentración de 500 µg/ml es la óptima para radioprotección

37 Líneas futuras de Investigación Estudio de biodisponibilidad Purificación (mayor eficacia) Estudios de expresión de proteínas implicadas en el ciclo celular Farmacocinética Combinaciones de radioprotectores Acción antitumoral

38 Contribución científica Tesis doctoral: Evaluación del efecto radioprotector del extracto etanólico de propolis en cultivos in vitro utilizando técnicas de dosimetría biológica Artículo de investigación: Assessment by cytogenetic analysis of the radioprotection properties of propolis extract. Radiation Protection Dosimetry. 115; (2005) Comunicación oral: Assessment of the radioprotection properties of propolis extract ussing in vitro cultures after gamma irradiation ICRS 10 RPS 2004, 21 ST, Madeira (2004) Contratos con empresas: Dietéticos Intersa S.A. Poster y paper: Effect of Propolis on mitotic and proliferation indices in human blood lymphocytes. Francia, IRPA 2006

39 Agradecimientos Dr. Villaescusa Dr. Almonacid Dr. Barquinero Dr. Verdú Empresa Dietéticos Intersa en especial a Juan Serrano Hospital Universitario la Fe Unidad de genética Sección de radiofísica Unidad de cultivos celulares