Identificación del posible mecanismo del efecto citotóxico del veneno de escorpión Tityus macrochirus y sus fracciones de péptidos parcialmente purificados en líneas celulares derivadas de cáncer de próstata y cérvix

Abstract

El veneno de algunas especies de animales como el escorpión ha sido de gran importancia médica para el desarrollo de nuevas alternativas (fármacos) más eficaces y con menos efectos secundarios comparado con los tratamientos convencionales para el tratamiento del cáncer al demostrar que los péptidos y proteínas que lo componen han presentado propiedades antiproliferativos y apoptóticas en células cancerosas, como es el caso del veneno de escorpión T. macrochirus, en anteriores investigaciones aun cuando el mecanismo por el cual realiza actividad citotóxica es desconocida. El presente estudio tiene como objetivo determinar un posible mecanismo del efecto citotóxico que realiza el veneno de escorpión T. macrochirus y sus péptidos parcialmente purificados en líneas celulares derivadas de cáncer de cérvix (SiHa) y próstata (PC3). La purificación parcial de péptidos del veneno se realizó por ultrafiltración, la actividad citotóxica por el ensayo de reducción MTT, la evaluación del mecanismo de acción por caspasa-3 por el ensayo colorimétrico AcDEVD-pNA, y corroborar la actividad de caspasa-3 y cambios morfológicos por inducción de apoptosis, por el reactivo de detección verde CellEventTM caspase 3/7. Se obtuvo péptidos parcialmente purificados con pesos moleculares entre 11 y 3 kDa, las fracciones parcialmente purificadas D3k-D10k y D3k-R10k presentaron una mejor disminución en la viabilidad celular tanto en las líneas celulares SiHa (xD3k-D10k: 77% y xD3k-R10k: 81%) y PC3 (xD3k-D10k: 68% y xD3k-R10k: 83%), además se evidenció aumento de absorbancias de pNA y alteraciones morfológicas como retracción celular y ampollas en la membrana características de apoptosis celular en las líneas celulares SiHa y PC3 tratadas. Resultados que sugieren que el mecanismo de la actividad citotóxica del veneno de escorpión T. macrochirus y sus fracciones de péptidos parcialmente purificados es dado por la activación de caspasa-3 para la inducción de la muerte celular por vía apoptosis.

Poison of some species of animals like scorpion has been of huge medical importance for the development of new alternatives (drugs) that are more effective and have fewer secondary effects, compared to conventional treatments for cancer treatment, by demonstrating that the peptides and proteins that they compose have presented antiproliferative and apoptotic properties in cancer cells, as is the case of the scorpion venom T. macrochirus, in previous investigations even when the mechanism by which it performs cytotoxic activity is unknown. The present study aims to determine a possible mechanism of the cytotoxic effect of T. macrochirus scorpion poison and its partially purified peptides on cell lines derived from cancer of cervix (SiHa) and prostate (PC3). Partial purification of peptides from the poison was performed by ultrafiltration, the cytotoxic activity by the MTT reduction test, the evaluation of the caspase-3 mechanism of action by the Ac-DEVD-pNA colorimetric test, and corroborate of caspase-3 activity and morphological changes, by induction of apoptosis by CellEventTM caspase 3/7 green detection reagent. Partially purified peptides were obtained with molecular weights between 11 and 3 kDa, the partially purified fractions D3k-D10k and D3k-R10k presented a better decrease in cell viability for both the SiHa cell lines (x ̃D3k-D10k: 77% and x ̃D3k-R10k: 81%) and PC3 (x ̃D3k-D10k: 68% and x ̃D3k-R10k: 83%). In addition, increased pNA absorbances and morphological alterations such as cell retraction and membrane blisters, feature of cell apoptosis in the treated SiHa and PC3 cell lines. These results suggest that the mechanism of the cytotoxic activity of the scorpion venom T. macrochirus and its fractions of partially purified peptides is given by the activation of caspase-3 for the induction of cell death via apoptosis