Estudio sobre el reordenamiento del citoesqueleto citoplasm\u00e1tico inducido por leucamenina E y la inhibici\u00f3n de la migraci\u00f3n en c\u00e9lulas HeLa de c\u00e1ncer cervical humano
\nLos microfilamentos, microt\u00fabulos y fibras intermedias de las c\u00e9lulas eucariotas est\u00e1n interconectados con sus prote\u00ednas de uni\u00f3n para formar una red tridimensional altamente ordenada, como el sistema del esqueleto citoplasm\u00e1tico. Participan en procesos clave de la vida celular como el transporte de materiales, la transmisi\u00f3n de informaci\u00f3n, la divisi\u00f3n celular, la migraci\u00f3n celular y el mantenimiento de la morfolog\u00eda celular. El proceso din\u00e1mico del citoesqueleto est\u00e1 altamente regulado para servir a las necesidades de las actividades vitales celulares, y su desorden de ensamblaje puede conducir a la inhibici\u00f3n del crecimiento celular, la detenci\u00f3n de la divisi\u00f3n celular e incluso la apoptosis celular. Algunos f\u00e1rmacos antitumorales pueden perturbar el equilibrio din\u00e1mico de los microt\u00fabulos alterando la despolimerizaci\u00f3n y polimerizaci\u00f3n del citoesqueleto, inhibiendo as\u00ed la proliferaci\u00f3n celular y ejerciendo efectos antitumorales. Los alcaloides del catharanthus y los taxanos, f\u00e1rmacos anticancer\u00edgenos derivados de plantas, pueden combinarse con la \u03b2 - tubulina, interferir en el proceso din\u00e1mico del esqueleto de microt\u00fabulos y utilizarse para tratar diversos tumores, como el c\u00e1ncer de mama, el c\u00e1ncer de pulm\u00f3n, el neuroblastoma, el rabdomiosarcoma, la leucemia aguda, etc. La investigaci\u00f3n y el descubrimiento de f\u00e1rmacos antitumorales dirigidos contra el citoesqueleto y sus prote\u00ednas relacionadas se han convertido en un campo de investigaci\u00f3n de frontera muy activo.<\/p>\n
Las especies reactivas del ox\u00edgeno (ROS) act\u00faan como mol\u00e9culas se\u00f1alizadoras dentro de las c\u00e9lulas y participan en los principales procesos de la vida celular, como la proliferaci\u00f3n y la diferenciaci\u00f3n celular. Debido a los cambios en las v\u00edas metab\u00f3licas de las c\u00e9lulas tumorales, aumenta el contenido de ROS, especialmente de H2O2, lo que hace que las c\u00e9lulas tumorales sean m\u00e1s sensibles a los cambios en los niveles de ROS. Por lo tanto, las modificaciones espec\u00edficas de los componentes intracelulares por la generaci\u00f3n de ROS y la defensa antioxidante se han identificado como objetivos para el tratamiento del c\u00e1ncer. Las investigaciones han demostrado que las ROS generadas por la NADPH oxidasa y otras fuentes pueden modificar directamente los microfilamentos, los microt\u00fabulos y las prote\u00ednas intermedias de la seda, afectando a sus procesos din\u00e1micos de ensamblaje-desensamblaje, o remodelar el citoesqueleto activando la Rho GTPasa aguas arriba a trav\u00e9s de v\u00edas de se\u00f1alizaci\u00f3n relacionadas. El estr\u00e9s oxidativo intracelular mediado por la NADPH oxidasa tambi\u00e9n desempe\u00f1a un importante papel regulador en las enfermedades relacionadas con el citoesqueleto. En los \u00faltimos a\u00f1os, los investigadores han mostrado un gran inter\u00e9s por la implicaci\u00f3n de las ROS en la regulaci\u00f3n de la din\u00e1mica del citoesqueleto.<\/p>\n
Hay m\u00e1s de 90 especies de plantas del g\u00e9nero Camellia distribuidas en China, de las cuales unas 30 se utilizan con fines medicinales. Entre ellas, Isodon rubescens se incluy\u00f3 en su d\u00eda en la farmacopea china y se utiliza principalmente para el tratamiento de enfermedades antibacterianas, antiinflamatorias y antitumorales. La oridonina, principal ingrediente activo de Lonicera japonica, se ha estudiado ampliamente por su mecanismo antitumoral, y sus modificaciones estructurales han entrado en la fase I de ensayos cl\u00ednicos como f\u00e1rmacos contra la leucemia. Se han descubierto m\u00e1s de 1.300 especies de diterpenos enantiom\u00e9ricos de kaempferol, especialmente abundantes en las ramas y hojas de las plantas del g\u00e9nero Camellia. Estos compuestos presentan una amplia actividad anticancer\u00edgena y se espera que conduzcan al descubrimiento de nuevos f\u00e1rmacos antitumorales. En la actualidad, s\u00f3lo un n\u00famero muy reducido de diterpenos enantiom\u00e9ricos, como la arbutina, han sido objeto de estudios exhaustivos y sistem\u00e1ticos sobre sus mecanismos anticancer\u00edgenos. Siguen faltando investigaciones relacionadas con otros diterpenos de este tipo, pero en los \u00faltimos a\u00f1os se han logrado avances significativos. En los \u00faltimos a\u00f1os, se ha descubierto que ciertos enanti\u00f3meros de los diterpenos del kaempferol pueden actuar sobre el sistema del citoesqueleto y ejercer una actividad anticancer\u00edgena. Por ejemplo, la bacteriocina A se dirige directamente a la prote\u00edna BubR1 para activar el punto de control del ensamblaje del huso, impidiendo la transici\u00f3n celular de media a tard\u00eda e inhibiendo la fase mit\u00f3tica de las c\u00e9lulas leuc\u00e9micas Raji y Jurkat; La wangzaozina A y la epinodosina inducen la reorganizaci\u00f3n del citoesqueleto (microfilamentos, microt\u00fabulos y filamentos intermedios) en las c\u00e9lulas HeLa y HL-60, respectivamente, lo que se asocia a su inducci\u00f3n de la diferenciaci\u00f3n celular; la leucamenina E tambi\u00e9n puede inducir la fosforilaci\u00f3n de la queratina en las c\u00e9lulas HUVEC y PLC, bloqueando as\u00ed el ensamblaje normal de las redes de fibras de queratina. Este art\u00edculo sigue informando de los efectos de la leucamenina E en la reorganizaci\u00f3n de tres fibras esquel\u00e9ticas (microfilamentos, microt\u00fabulos y fibras de queratina) en c\u00e9lulas HeLa, as\u00ed como de los posibles mecanismos de inhibici\u00f3n del crecimiento y la migraci\u00f3n celular. Proporciona pistas para dilucidar los mecanismos moleculares anticancer\u00edgenos de los diterpenoides enantiom\u00e9ricos de kaempferol y la base cient\u00edfica para el desarrollo y la aplicaci\u00f3n ulteriores de este compuesto.<\/p>\n
En los \u00faltimos a\u00f1os, la actividad farmacol\u00f3gica anticancer\u00edgena de los diterpenos enantiom\u00e9ricos de kaempferol ha despertado un gran inter\u00e9s entre los investigadores. Cada vez hay m\u00e1s informes sobre los mecanismos anticancer\u00edgenos de estos compuestos con diferentes configuraciones moleculares, y se ha descubierto que sus efectos sobre los procesos vitales celulares son multifac\u00e9ticos, demostrando efectos multiobjetivo a nivel molecular. Por ejemplo, induce la apoptosis y la diferenciaci\u00f3n celular a trav\u00e9s de varias v\u00edas de se\u00f1alizaci\u00f3n celular; se dirige a las peroxidasas I y II, a la prote\u00edna BubR1 y a la prote\u00edna cancer\u00edgena AML1-ETO, puede regular la actividad de la NADPH oxidasa e inducir la fosforilaci\u00f3n de la queratina. Nuestro grupo de investigaci\u00f3n ha informado sucesivamente de los efectos de los diterpenos enantiom\u00e9ricos de kaempferol sobre el sistema del citoesqueleto: la leucamenina E puede inducir la fosforilaci\u00f3n de las queratinas celulares K8 y K18 e inhibir el ensamblaje de las queratinas; la epinodosina y la wangzaozina A pueden afectar respectivamente al ensamblaje din\u00e1mico del citoesqueleto en las c\u00e9lulas HL-60 y HeLa, provocando la reordenaci\u00f3n del citoesqueleto citoplasm\u00e1tico, alterando la distribuci\u00f3n de los microfilamentos, los microt\u00fabulos y las fibras del esqueleto de fibras intermedias, e interfiriendo en la homeostasis del sistema del citoesqueleto citoplasm\u00e1tico. Sin embargo, sus mecanismos de acci\u00f3n no se conocen bien.<\/p>\n
En este art\u00edculo, investigamos en primer lugar las caracter\u00edsticas de la reordenaci\u00f3n del citoesqueleto de las c\u00e9lulas HeLa inducida por concentraciones bajas de leucamenina E (0,4-1,0 \u03bc mol\/L). La baja concentraci\u00f3n de leucamenina E cambi\u00f3 significativamente la morfolog\u00eda de las c\u00e9lulas despu\u00e9s de un tratamiento prolongado (48h y 72h), dando lugar a la formaci\u00f3n de largas franjas, una reducci\u00f3n significativa en el n\u00famero de pseud\u00f3podos, elongaci\u00f3n de pseud\u00f3podos, y un cambio significativo en la morfolog\u00eda nuclear, con un aumento en el n\u00famero de \"n\u00facleos en forma de ri\u00f1\u00f3n\". Como es bien sabido, los microfilamentos, los microt\u00fabulos y las fibras medias tienen la funci\u00f3n de mantener la morfolog\u00eda de las c\u00e9lulas y sus n\u00facleos. Por lo tanto, estos cambios sugieren que el leucomeneno E puede interferir en el equilibrio din\u00e1mico del citoesqueleto e inducir su reordenaci\u00f3n. Otras tinciones de fluorescencia confirmaron esta especulaci\u00f3n: el n\u00famero de fibras de estr\u00e9s citoplasm\u00e1ticas disminuy\u00f3, los microt\u00fabulos y las fibras de queratina se agruparon alrededor del n\u00facleo, la disposici\u00f3n de los microt\u00fabulos y las fibras intermedias de queratina cambi\u00f3 significativamente y algunos microt\u00fabulos y fibras intermedias de queratina se engrosaron. El an\u00e1lisis por citometr\u00eda de flujo tambi\u00e9n confirm\u00f3 una disminuci\u00f3n de los microfilamentos cohesivos, un aumento significativo de los microt\u00fabulos agregados y un ligero aumento de la polimerizaci\u00f3n de las fibras de queratina en las c\u00e9lulas HeLa. Este resultado es similar a nuestro informe anterior sobre la inducci\u00f3n de la reorganizaci\u00f3n del citoesqueleto en c\u00e9lulas HeLa por el diterpenoide enantiom\u00e9rico wangzaozin A. Sin embargo, el tratamiento de c\u00e9lulas HepG2, H1299, PLC, y HUVEC con leucamenina E a altas concentraciones (2,0~4,0 \u03bc mol\/L) durante 24 horas dio lugar a cambios m\u00ednimos en la morfolog\u00eda celular, que es completamente diferente del patr\u00f3n de cambios observados despu\u00e9s del tratamiento a bajas concentraciones. Hemos encontrado que las altas concentraciones de leucomenen E puede activar la v\u00eda de se\u00f1alizaci\u00f3n ERK en las c\u00e9lulas, inducir la fosforilaci\u00f3n de K8-S431\/73 y K18-S52, inhibir el ensamblaje de fibras de queratina, y reducir el n\u00famero de fibras de queratina. Esto indica que diferentes concentraciones de leucomenen E pueden participar en la regulaci\u00f3n de diferentes v\u00edas de se\u00f1alizaci\u00f3n en las c\u00e9lulas, causando diferentes eventos de respuesta celular.<\/p>\n
La profunda implicaci\u00f3n del citoesqueleto en la divisi\u00f3n y migraci\u00f3n celulares est\u00e1 estrechamente relacionada con la carcinog\u00e9nesis y el deterioro celular. La red din\u00e1mica de fibras compuesta por el citoesqueleto y las prote\u00ednas reguladoras est\u00e1 implicada en el proceso de migraci\u00f3n celular, que se manifiesta como cambios continuos en la morfolog\u00eda celular, reorganizaci\u00f3n del citoesqueleto e impulso del movimiento direccional celular. Los compuestos dirigidos al citoesqueleto, como la citocalasina, la colchicina y la vincristina, inhiben la proliferaci\u00f3n y la migraci\u00f3n celular al afectar al ensamblaje del citoesqueleto. Nuestra investigaci\u00f3n muestra que 0,8~1,0 \u03bc mol\/L de leucomenen E puede interferir en el equilibrio din\u00e1mico del citoesqueleto de las c\u00e9lulas HeLa, provocando una reordenaci\u00f3n significativa del citoesqueleto citoplasm\u00e1tico, inhibiendo la migraci\u00f3n celular y reduciendo la tasa de proliferaci\u00f3n celular mediante el bloqueo del funcionamiento del ciclo celular. Esto indica que el leucomeneno E tiene un valor importante en la investigaci\u00f3n y el descubrimiento de nuevos f\u00e1rmacos contra el c\u00e1ncer.<\/p>\n
Las ERO son un tipo de radicales libres que contienen ox\u00edgeno producidos en los organismos vivos y que son m\u00e1s activos que la qu\u00edmica del ox\u00edgeno molecular, como el O2, H2O2, - OH, etc. En condiciones fisiol\u00f3gicas normales, las ROS desempe\u00f1an un importante papel como segundo mensajero en la determinaci\u00f3n del destino celular y la modificaci\u00f3n de diversas mol\u00e9culas de se\u00f1alizaci\u00f3n. La investigaci\u00f3n ha confirmado que las ROS participan en la v\u00eda de se\u00f1alizaci\u00f3n de la remodelaci\u00f3n del citoesqueleto, modificando directamente el citoesqueleto o las prote\u00ednas relacionadas con el citoesqueleto, y son un importante factor regulador implicado en la estructura y funci\u00f3n del citoesqueleto. Anteriormente, informamos que el leucomeneno E puede aumentar los niveles intracelulares de ROS e inducir a las c\u00e9lulas HL-60 a diferenciarse en granulocitos maduros mediante la regulaci\u00f3n de la actividad de la NADPH oxidasa en las c\u00e9lulas HL-60. En este estudio, el tratamiento de las c\u00e9lulas HeLa con 0,4 ~ 1,0 \u03bc mol \/ L leukomenen E aument\u00f3 significativamente los niveles intracelulares de ROS, y el contenido de ROS aument\u00f3 significativamente con el aumento de la concentraci\u00f3n del f\u00e1rmaco y el tiempo de tratamiento prolongado. Especulamos que ROS puede ser un evento aguas arriba de leukomenen E inducida por cambios morfol\u00f3gicos de la c\u00e9lula, la inhibici\u00f3n de la migraci\u00f3n celular, y la reorganizaci\u00f3n del citoesqueleto. El leucomeneno E puede regular la reorganizaci\u00f3n del citoesqueleto a trav\u00e9s de la v\u00eda de se\u00f1alizaci\u00f3n ROS, lo que conduce a cambios en la morfolog\u00eda celular y a la inhibici\u00f3n de la migraci\u00f3n celular. Otros experimentos confirmaron la especulaci\u00f3n anterior: la adici\u00f3n de NAC tiene un efecto inhibidor significativo sobre los cambios morfol\u00f3gicos inducidos por el leucomenen E (hacia pseud\u00f3podos alargados y reducidos), y se observ\u00f3 que el NAC debilitaba la inducci\u00f3n de la reducci\u00f3n de las fibras de estr\u00e9s por el leucomenen E y reduc\u00eda la agregaci\u00f3n de microt\u00fabulos y fibras de queratina alrededor del n\u00facleo. Estos fen\u00f3menos indican que la reorganizaci\u00f3n del citoesqueleto y los cambios en la morfolog\u00eda celular causados por el leucomenen E est\u00e1n asociados a un aumento de los niveles de ROS. Los estudios han demostrado que las ROS est\u00e1n implicadas en los procesos din\u00e1micos de agregaci\u00f3n y despolimerizaci\u00f3n de microfilamentos. En los condrocitos primitivos humanos, un aumento de ROS promueve la modificaci\u00f3n oxidativa de Racl e induce cambios en la estructura del citoesqueleto de las c\u00e9lulas de actina; las ROS alteran la red de fibras de tensi\u00f3n y otros haces de microfilamentos de las c\u00e9lulas de Sertoli (SC) testiculares a trav\u00e9s de la v\u00eda ERK. Adem\u00e1s, las ERO afectan significativamente a la inestabilidad din\u00e1mica de los microt\u00fabulos, regulan la organizaci\u00f3n del citoesqueleto de prote\u00ednas microtubulares e inducen la modificaci\u00f3n de las prote\u00ednas microtubulares. No existen informes relevantes sobre la correlaci\u00f3n y el mecanismo entre las ERO y la polimerizaci\u00f3n de las fibras de queratina. Especulamos que la reorganizaci\u00f3n del citoesqueleto causada por la leucamenina E se desencadena por la activaci\u00f3n de v\u00edas de se\u00f1alizaci\u00f3n relacionadas con la reorganizaci\u00f3n del citoesqueleto a trav\u00e9s del aumento de los niveles de ROS, pero se necesita m\u00e1s investigaci\u00f3n para confirmar la v\u00eda espec\u00edfica. Lai et al. informaron de que la naringina induc\u00eda un aumento de los niveles de ROS en c\u00e9lulas HeLa, activaba la v\u00eda ROS\/JNK\/Bcl2 e inhib\u00eda la proliferaci\u00f3n y migraci\u00f3n celular. Nuestra investigaci\u00f3n confirma que las ROS pueden actuar como mol\u00e9culas de se\u00f1alizaci\u00f3n en el sistema del citoesqueleto, interfiriendo en la reorganizaci\u00f3n coordinada del citoesqueleto durante el movimiento celular, lo que conduce a la inhibici\u00f3n de la migraci\u00f3n celular. Es necesario seguir investigando en profundidad la v\u00eda de se\u00f1alizaci\u00f3n a trav\u00e9s de la cual la leucamenina E inhibe la proliferaci\u00f3n celular.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Study on Leukamenin E induced cytoplasmic cytoskeleton rearrangement and migration inhibition in human cervical cancer HeLa cells The microfilaments, microtubules, and intermediate fibers in eukaryotic cells are interconnected with their binding proteins to form a highly ordered three-dimensional network like cytoplasmic skeleton system. They participate in key cellular life processes such as material transport, information […]<\/p>","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[20],"tags":[],"yoast_head":"\n