Evaluación de la actividad citotóxica y antiproliferativa ... · de 48 µg/mL en CHO y de 38 ......

56
EVALUACIÓN DE LA ACTIVIDAD CITOTÓXICA Y ANTIPROLIFERATIVA DE FRACCIONES METANÓLICAS Y ACTIVIDAD CITOTÓXICA DE COMPUESTOS PUROS DE LA ESPONJA MARINA Ectyoplasia ferox Diana Carolina Muñoz Lasso Universidad Nacional de Colombia Facultad de Ciencias, Área curricular de Biotecnología Medellín - Colombia 2013

Transcript of Evaluación de la actividad citotóxica y antiproliferativa ... · de 48 µg/mL en CHO y de 38 ......

Page 1: Evaluación de la actividad citotóxica y antiproliferativa ... · de 48 µg/mL en CHO y de 38 ... Establecimiento de las condiciones de cultivo para la prueba MTT ... siendo una

EVALUACIÓN DE LA ACTIVIDAD CITOTÓXICA Y ANTIPROLIFERATIVA DE FRACCIONES METANÓLICAS Y

ACTIVIDAD CITOTÓXICA DE COMPUESTOS PUROS DE LA

ESPONJA MARINA Ectyoplasia ferox

Diana Carolina Muñoz Lasso

Universidad Nacional de Colombia Facultad de Ciencias, Área curricular de Biotecnología

Medellín - Colombia 2013

Page 2: Evaluación de la actividad citotóxica y antiproliferativa ... · de 48 µg/mL en CHO y de 38 ... Establecimiento de las condiciones de cultivo para la prueba MTT ... siendo una

EVALUACIÓN DE LA ACTIVIDAD CITOTÓXICA Y ANTIPROLIFERATIVA DE FRACCIONES

METANÓLICAS Y ACTIVIDAD CITOTÓXICA DE COMPUESTOS PUROS DE LA ESPONJA MARINA

Ectyoplasia ferox

Diana Carolina Muñoz Lasso

Tesis presentada como requisito parcial para optar al título de:

Magíster en Ciencias – Biotecnología

Director:

Juan Bautista López Ortíz

MSc. en Biología

Codirectora: María Elena Márquez Fernández

MSc. en Biología

Línea de Investigación: Bioactividad de Productos Naturales y Sintéticos

Grupo de Investigación: Biotecnología Animal

Universidad Nacional de Colombia Facultad de Ciencias, Área Curricular Biotecnología

Medellín - Colombia 2013

Page 3: Evaluación de la actividad citotóxica y antiproliferativa ... · de 48 µg/mL en CHO y de 38 ... Establecimiento de las condiciones de cultivo para la prueba MTT ... siendo una

A Mauro, Nelly, Johana, Mauricio, Dario y Edwin.

Page 4: Evaluación de la actividad citotóxica y antiproliferativa ... · de 48 µg/mL en CHO y de 38 ... Establecimiento de las condiciones de cultivo para la prueba MTT ... siendo una

Este trabajo hace parte del proyecto 11150520268 financiado por Colciencias

“ESTUDIO QUÍMICO Y DE ACTIVIDAD BIOLÓGICA DE COMPUESTOS EXTRAIDOS

DE ESPONJAS MARINAS COLOMBIANAS” ejecutado por los Grupos de Productos

Naturales Marinos de la Universidad de Antioquia y Biotecnología Animal de la

Universidad Nacional de Colombia Sede Medellín.

Page 5: Evaluación de la actividad citotóxica y antiproliferativa ... · de 48 µg/mL en CHO y de 38 ... Establecimiento de las condiciones de cultivo para la prueba MTT ... siendo una

Agradecimientos

Al Prof. Juan Bautista López, por abrirme las puertas de la investigación con toda su

confianza y apoyo. La experiencia de trabajar junto a “Juancho” ha contribuido de forma

valiosa para mi formación profesional.

A la Prof. María Elena Márquez F, por su disponibilidad y valiosa contribución para el

desarrollo de esta tesis.

Al Prof. Guillermo Antonio Correa, por su asesoría en el área de estadística.

Al Prof. Benjamín Rojano y a su grupo, su colaboración y disposición hizo posible

desarrollar los ensayos biológicos más importantes de este trabajo.

Al grupo de Productos Naturales Marinos de la Universidad de Antioquia,

especialmente a Jhonny Colorado Rios, el profesor Alejandro Martínez Martínez y la

profesora Diana Margarita Márquez Fernández por permitirme aprender del campo de la

bioprospección de los productos naturales. Su esfuerzo y paciencia, permite la

continuidad de este tipo de estudios.

A todos los integrantes del Grupo de Biotecnología Animal, por hacer de nuestro

trabajo un ambiente colorido y lleno de experiencias de vida.

A mis amigas Angélica Tamayo, Isabel Cadavid y Mónica Patricia. Les agradezco su

compañía, su compinchería, y nuestras salidas al tibiri. Su amistad y cariño hicieron que

mi vida en Medellín fuese una experiencia única e inolvidable.

A Edwin. Por apoyarme siempre y estar a mi lado en los momentos que más te necesite.

A mis hermanos Mauricio, Esteban Dario por brindarme su cariño, su existencia me

hace sentir querida y apoyada. A Johana, por ser mi amiga y confidente, por compartir

cada momento, sonrisa y demás sentimientos que fueron parte de mi formación

profesional. Te adoro, te extraño hasta el infinito y más allá.

A mi madre Nelly y a ti Mauro Humberto, este trabajo es por y para ustedes, su amor y

apoyo son mi bastón en este camino.

Page 6: Evaluación de la actividad citotóxica y antiproliferativa ... · de 48 µg/mL en CHO y de 38 ... Establecimiento de las condiciones de cultivo para la prueba MTT ... siendo una
Page 7: Evaluación de la actividad citotóxica y antiproliferativa ... · de 48 µg/mL en CHO y de 38 ... Establecimiento de las condiciones de cultivo para la prueba MTT ... siendo una

VI

Resumen

La búsqueda de compuestos activos citotóxicos en las esponjas marinas continúa siendo

un campo de mucha importancia para el descubrimiento de nuevas moléculas con

actividad antitumoral. En este trabajo se evaluó la actividad citotóxica y antiproliferativa

de cuatro fracciones de un extracto metanol/diclorometano 1:1 (EF-3, EF-6, EF-7, EF-8) y

cuatro compuestos obtenidos a partir de la esponja marina Ectyoplasia ferox (C1

(ulosósido F), C2 (urabósido A), C3 (urabósido B) y C4 (ulolósido A)). La fracción

metanólica EF-3 exhibió un perfil citotóxico antiproliferativo significativo en las líneas

celulares CHO y Jurkat (IC50 de 48 µg/mL en CHO y de 38 µg/mL en Jurkat).

Interesantemente, la fracción EF-3 y los compuestos puros no exhibieron actividad

hemolítica en eritrocitos humanos. En su conjunto, estos resultados sugieren que la

fracción metanólica posee una actividad citotoxica y antiproliferativa en las líneas

celulares CHO y Jurkat, sin embargo no se logró atribuir dicha actividad a alguno de los

cuatro compuestos puros. Esto sugiere que las diferencias estructurales en estos nuevos

compuestos juegan un papel importante en la actividad citotóxica.

Palabras clave:

Esponja, saponinas, Citotoxicidad, Efecto antiproliferativo, Hemólisis, Células CHO,

Células Jurkat.

Page 8: Evaluación de la actividad citotóxica y antiproliferativa ... · de 48 µg/mL en CHO y de 38 ... Establecimiento de las condiciones de cultivo para la prueba MTT ... siendo una

Evaluation of the cytotoxic and

antiproliferative activity of methanolic

fractions and cytotoxic activity of pure

compounds from the marine sponge

Ectyoplasia ferox

Abstract

The search for cytotoxic compounds from marine sponges continues being a very

important field to the discovering of novel antitumor compounds. Here, we tested the

cytotoxic an antiproliferative activity of four methanolic fractions and four pure compounds

from marine sponge Ectyoplasia ferox (C1 (ulosósido F), C2 (urabósido A), C3 (urabósido

B) y C4 (ulolósido A)). The fraction EF-3 showed a significant cytotoxic and

antiproliferative activity in the CHO and Jurkat cell lines (IC50 of 48 µg/mL in CHO cell line

and 38 µg/mL in Jurkat cell line). Interesting, the methanolic fraction EF-3 and the four

compounds don´t showed hemolytic activity. In conclusion, our study indicated that

methanolic fraction EF-3, whose main constituents were proved to be triterpenoide

saponins, had a cytotoxic and antiproliferative activity against leukemia cells. Neither of

pure compounds showed a cytotoxic profile, which suggest a key role of the chemical

structures of these new compounds in the cytotoxic activity.

Keywords:

Sponge, saponins, Cytotoxicity, Antiproliferative effect, Hemolysis, CHO cells, Jurkat

cells.

Page 9: Evaluación de la actividad citotóxica y antiproliferativa ... · de 48 µg/mL en CHO y de 38 ... Establecimiento de las condiciones de cultivo para la prueba MTT ... siendo una

VIII

Contenido

RESUMEN VI

LISTA DE FIGURAS X

LISTA DE TABLAS XI

1 INTRODUCCIÓN 1

2 OBJETIVOS 5

2.1 Objetivo General 5

2.2 Objetivos Específicos 5

3 MATERIALES Y MÉTODOS 6

3.1 Preparación de las fracciones de Ectyoplasia ferox 6

3.1.1 Fraccionamiento 6

3.1.2 Saponinas triterpenoides de Ectyoplasia ferox 8

3.2 Cultivos celulares 10

3.3 Evaluación del potencial efecto citotóxico 10

3.3.1 Prueba de exclusión con el colorante azul de tripano 10

3.3.2 Evaluación del efecto citotóxico mediante la prueba MTT 11

3.3.3 Evaluación de la actividad hemolítica en eritrocitos humanos 12

3.4 Ensayos de eficiencia de clonación (plaqueo) 13

3.4.1 Clonogenicidad en células CHO 13

3.4.2 Clonogenicidad en células Jurkat 14

3.5 Evaluación de la actividad antiproliferativa mediante función de acumulación 15

3.6 Análisis estadístico 16

4 RESULTADOS 17

4.1 La fracción EF-3 de la esponja Ectyoplasia ferox tiene actividad citotóxica en la línea

celular CHO y Jurkat. 17

Page 10: Evaluación de la actividad citotóxica y antiproliferativa ... · de 48 µg/mL en CHO y de 38 ... Establecimiento de las condiciones de cultivo para la prueba MTT ... siendo una

4.1.1 Prueba de exclusión con el colorante azul de tripano 17

4.1.2 Citotoxicidad mediante MTT y hemólisis 19

4.2 La fracción EF-3 tiene un efecto antiproliferativo moderado en las líneas celulares

CHO y Jurkat. 22

4.2.1 Efecto antiproliferativo mediante eficiencia de clonación 22

4.2.2 Efecto antiproliferativo mediante Función de Acumulación 26

4.3 Las cuatro saponinas triterpenoides C1, C2, C3 y C4 aisladas de la fracción EF-3 de

Ectyoplasia ferox no tienen actividad citotóxica ni hemolítica. 27

4.3.1 Citotoxicidad mediante la prueba MTT 27

4.3.2 Citotoxicidad mediante el ensayo de hemólisis 29

5 DISCUSIÓN 30

6 CONCLUSIONES 34

7 RECOMENDACIONES 35

8 BIBLIOGRAFÍA 36

Page 11: Evaluación de la actividad citotóxica y antiproliferativa ... · de 48 µg/mL en CHO y de 38 ... Establecimiento de las condiciones de cultivo para la prueba MTT ... siendo una

X

Lista de Figuras

Figura 1. Identificación de fracciones de Ectyoplasia ferox que contenían esteroles, ácidos grasos y

triglicéridos de ácidos grasos. _______________________________________________________________ 7

Figura 2. Cromatograma de la fracción EF-3 obtenido mediante HPLC-ESI-IT-MS/MS 34

. ________________ 8

Figura 3. Estructuras de cuatro (C1-C4) saponinas triterpenoides de la esponja Ectyoplasia ferox. ________ 9

Figura 4. Porcentajes de viabilidad celular en las líneas celulares CHO y Jurkat tratadas con la fracción

metanólica EF-3. _______________________________________________________________________ 18

Figura 5. Porcentajes de viabilidad celular en las líneas celulares Jurkat (A) y CHO (B) luego de ser sometidas

al efecto de las fracciones EF-6, EF-7, EF-8. ___________________________________________________ 18

Figura 6. Establecimiento de las condiciones de cultivo para la prueba MTT. ________________________ 19

Figura 7. Citotoxicidad por MTT de fracciones metanólicas de Ectyoplasia ferox en líneas celulares CHO y

Jurkat. ________________________________________________________________________________ 20

Figura 8. Curva obtenida para calcular la concentración inhibitoria cincuenta de la fracción EF-3 en las

líneas celulares CHO y Jurkat. ______________________________________________________________ 21

Figura 9. Porcentaje de hemólisis producido por la fracción EF-3 en eritrocitos humanos. _____________ 22

Figura 10. Eficiencia de clonación absoluta y relativa en células CHO. _____________________________ 23

Figura 11. Eficiencia de clonación absoluta y relativa en células Jurkat.. ___________________________ 25

Figura 12. Células CHO y Jurkat tratadas 24 horas con la fracción EF-3. ____________________________ 25

Figura 13. Diagramas de dispersión que muestran las curvas de acumulación para las líneas celulares CHO y

Jurkat. ________________________________________________________________________________ 26

Figura 14. Porcentajes de citotoxicidad de las líneas celulares CHO y Jurkat para los compuestos C1, C2, C3 y

C4. ___________________________________________________________________________________ 28

Figura 15. Efecto hemolítico de cuatro saponinas triterpenoides aisladas de la esponja Ectyoplasia ferox en

eritrocitos humanos. _____________________________________________________________________ 29

Page 12: Evaluación de la actividad citotóxica y antiproliferativa ... · de 48 µg/mL en CHO y de 38 ... Establecimiento de las condiciones de cultivo para la prueba MTT ... siendo una

Lista de Tablas

Tabla 1. Resumen de las fracciones evaluadas de la esponja Ectyoplasia ferox................................................ 7

Tabla 2. Concentración inhibitoria media (IC50) calculada para la fracción EF-3 en las líneas celulares CHO y

Jurkat. .............................................................................................................................................................. 21

Tabla 3. Valores obtenidos para la media de la Eficiencia de clonación Absoluta y Relativa en células CHO

con los límites para intervalos de confianza LDS. ............................................................................................ 23

Tabla 4. Valores obtenidos para la media de la Eficiencia de clonación Absoluta y Relativa en células Jurkat

con los límites para intervalos de confianza LDS. ............................................................................................ 24

Page 13: Evaluación de la actividad citotóxica y antiproliferativa ... · de 48 µg/mL en CHO y de 38 ... Establecimiento de las condiciones de cultivo para la prueba MTT ... siendo una
Page 14: Evaluación de la actividad citotóxica y antiproliferativa ... · de 48 µg/mL en CHO y de 38 ... Establecimiento de las condiciones de cultivo para la prueba MTT ... siendo una

Evaluación de la actividad citotóxica y antiproliferativa de fracciones metanólicas y actividad

citotóxica de compuestos puros de la esponja marina Ectyoplasia ferox

Universidad Nacional de Colombia

1 Introducción

El cáncer es un grupo de más de 100 enfermedades que incluyen tumores malignos con

diferentes localizaciones; según la organización mundial para la salud el cáncer se

considera un problema de salud pública, siendo una de las principales causas de muerte

en la población mundial. El cáncer se ha convertido en una enfermedad crónica gracias

a la optimización de las terapias que se usan para controlar su progresión (cirugía,

quimioterapia, radioterapia), pero aún no tiene cura. El obstáculo radica en la complejidad

de los mecanismos moleculares subyacentes. En la última década, la comunidad

científica se ha centrado en la búsqueda de nuevas dianas moleculares para el desarrollo

de nuevos tratamientos con diferentes aproximaciones, como la farmacogenómica 1 o la

inducción de la muerte de las células tumorales mediante la activación de rutas de

muerte celular independientes de la apoptosis 2. Paralelamente, a esta búsqueda,

también ha crecido la necesidad de encontrar nuevas identidades químicas con una

actividad citotóxica potente y específica contra las células tumorales.

El aislamiento e identificación de nuevos compuestos antitumorales no es una tarea fácil,

exige un extenso trabajo de investigación y ha demostrado tener mayor éxito, cuando se

exploran los organismos marinos, especialmente las esponjas marinas 3-6. Estos

animales representan un reservorio privilegiado de diversidad química y biológica, en el

que están interesados muchas compañías farmacéuticas y consorcios de la investigación

biomédica 7, 8. Son pocos los compuestos de este tipo que han logrado pasar a la etapa

de estudios clínicos y, por tanto, también son pocos los que han conseguido ser

aprobados para uso terapéutico en el cáncer 9, 10. La principal causa es que la mayoría

de estos compuestos presentan una elevada citotoxicidad, lo cual ha motivado la síntesis

de compuestos análogos optimizados como Halaven®, un análogo de la halicondrina B

(molécula aislada de la esponja marina Halichondria), que fue optimizado por Eisai Co.

Este compuesto fue aprobado por la FDA (Food and Drug Administration) en el año 2010

y se usa hoy día en la Unión Europea, en Estados Unidos y en Japón para la terapia de

tercera línea en pacientes con cáncer metastásico de mama.

Page 15: Evaluación de la actividad citotóxica y antiproliferativa ... · de 48 µg/mL en CHO y de 38 ... Establecimiento de las condiciones de cultivo para la prueba MTT ... siendo una

2

Por lo anterior, resulta interesante explorar nuevos compuestos bioactivos en otras

especies de esponjas marinas, como las encontradas en el Golfo de Urabá, teniendo en

cuenta que están distribuidas en gran abundancia y que su potencial farmacéutico ha

sido poco explorado 11, 12. El Grupo de Biotecnología Animal ha desarrollado varios

estudios de la actividad biológica de extractos crudos y fracciones en las esponjas

marinas del Golfo de Urabá Iotrochota birotulata 13, Myrmekioderma gyroderma y

Topsentia ophiraphidites 14-16, estos estudios lograron demostrar la actividad citotóxica de

algunas fracciones en células leucemia humana (Jurkat). En continuidad con dichos

estudios, el presente trabajo se inicio con el objetivo de investigar la actividad citotóxica y

antiproliferativa de compuestos obtenidos de la esponja marina Ectyoplasia ferox,

recolectada en el Golfo de Urabá, identificada desde 1864 por Duchassaing & Michelotti

(Poecilosclerida, Raspailiidae).

El potencial químico y biológico de la esponja marina Ectyoplasia ferox está apoyado por

algunos estudios de actividad citotoxica en varias líneas celulares. Estudios de extractos

polares de Ectyoplasia ferox recolectada en los arrecifes de Florida y las Bahamas,

mostraron que los extractos exhibían una citotoxicidad moderada (IC50 entre 8.5 y 19

μg/mL) en tres líneas celulares, J774 (macrófagos monocitos murinos), WEHI164

(fibrosarcoma murino), y P388 (leucemia murina). Los resultados de los estudios

químicos asociaron la actividad citotóxica con la presencia de saponinas triterpenoides

en los extractos, a las cuales denominaron ectyoplásidos y feróxidos, que fueron

identificados como los mayores componentes químicos de esta especie 17, 18. Otro

estudio de un extracto crudo de Ectyoplasia ferox, recolectada en arrecifes de Curazao,

demostró que este extracto inducía efectos cronotrópicos e inotrópicos, el efecto se

atribuyó a la interacción de las moléculas presentes en el extracto con los canales de

calcio tipo L 19 . Estos resultados sugieren que los compuestos presentes en esta esponja

poseen un amplio espectro de aplicación biomédica.

En este trabajo, primero se evaluó la actividad citotóxica y antiproliferativa de cuatro

fracciones EF-3, EF-6, EF-7, EF-8 de E. ferox, las cuales fueron seleccionadas de un

total de 16 fracciones estudiadas a nivel químico y biológico por Berrio et al. 2009 20.

Berrio y colaboradores encontraron que las fracciones EF-3 y EF-6 contenían

glicoconjugados tales como saponinas y glicolípidos, y las fracciones EF-7 y EF-8

contenían sustancias distintas de tipo apolar como ácidos grasos libres y triterpenoides

Page 16: Evaluación de la actividad citotóxica y antiproliferativa ... · de 48 µg/mL en CHO y de 38 ... Establecimiento de las condiciones de cultivo para la prueba MTT ... siendo una

Evaluación de la actividad citotóxica y antiproliferativa de fracciones metanólicas y actividad

citotóxica de compuestos puros de la esponja marina Ectyoplasia ferox

Universidad Nacional de Colombia

respecto a las de la fracción EF-3. Colorado et al. (2013) 21, logro aislar y dilucidar la

estructura de cuatro triterpenoides glicosídicos presentes en esta fracción, tres de los

cuatro compuestos resultaron ser compuestos novedosos, no descritos en la literatura y

fueron denominados: Ulosósido F (C1) y Urabaósidos A (C2) y B (C3). El cuarto

compuesto, el Ulosósido A (C4), ya ha sido descrito en la esponja marina Ulosa sp. 22.

Las estructuras de los compuestos fueron determinadas por Colorado et al. (2013) 21

usando la interpretación extensiva de datos bidimensionales de Resonancia Magnética

Nuclear (RMN-2D) y 1D, así como datos de espectros obtenidos mediante la

espectrometría de masas de ionización por electro nebulización (siglas en inglés

“HRESIMS”).

Los saponinas triterpenoides son moléculas complejas, muy inestables debido a que se

caracterizan por tener azúcares unidos a un núcleo triterpenoide mediante un enlace

glicosídico, muy sensible a hidrólisis. Las saponinas triterpenoides están presentes de

forma abundante en el reino vegetal como metabolitos secundarios, sólo hace un par de

décadas se conoce que también están presentes, en los organismos marinos,

especialmente en las esponjas marinas 23-26. Estas moléculas son interesantes porque

han demostrado tener un amplio espectro de actividad biológica como agentes

hemolíticos, hipocolesterolémicos, antitumorales, antivirales (VIH), adyuvantes

inmunológicos, antiinflamatorios, insecticidas y antiparasitarios (contra la leishmaniosis)

27-33. El estudio de este tipo de moléculas representa un reto, debido a la complejidad de

las mezclas que se aíslan y a la diversidad estructural que presentan. En el estudio

químico de Ectyoplasia ferox para el aislamiento y caracterización de los compuestos

presentes en la esponja, se utilizó la cromatografía liquida de alta eficiencia (HPLC), la

resonancia magnética nuclear en una y dos dimensiones, la espectrometría de masas de

ionización por electro nebulización, cromatografía de gases acoplada a espectrometría

de masas, espectroscopia ultravioleta e infrarroja y polarimetría.

En este trabajo, se evaluó la actividad citotóxica y antiproliferativa de cuatro fracciones y

cuatro compuestos puros (saponinas triterpenoides) aislados a partir de la esponja

marina Ectyoplasia ferox, colectada en el Golfo de Urabá. Este estudio nos permitirá

Page 17: Evaluación de la actividad citotóxica y antiproliferativa ... · de 48 µg/mL en CHO y de 38 ... Establecimiento de las condiciones de cultivo para la prueba MTT ... siendo una

4

contribuir para la bioprospección de nuestra biodiversidad marina orientada a la

farmacología antineoplásica.

Page 18: Evaluación de la actividad citotóxica y antiproliferativa ... · de 48 µg/mL en CHO y de 38 ... Establecimiento de las condiciones de cultivo para la prueba MTT ... siendo una

Evaluación de la actividad citotóxica y antiproliferativa de fracciones metanólicas y actividad

citotóxica de compuestos puros de la esponja marina Ectyoplasia ferox

Universidad Nacional de Colombia

2 Objetivos

2.1 Objetivo General

Evaluar el potencial efecto citotóxico y antiproliferativo de fracciones metanólicas y el

potencial efecto citotóxico de compuestos puros aislados de las fracciones metanólicas

de la esponja marina Ectyoplasia ferox, en células CHO y Jurkat.

2.2 Objetivos Específicos

– Evaluar el efecto citotóxico de fracciones obtenidas de la esponja marina

Ectyoplasia ferox, mediante la coloración vital de azul de tripano y la prueba del MTT en

células CHO y Jurkat.

– Evaluar el efecto antiproliferativo de fracciones con actividad citotóxica, en células

CHO y Jurkat usando las pruebas de Eficiencia de Clonación y la Función de

Acumulación.

– Evaluar la actividad citotóxica de compuestos puros derivados de las fracciones

con actividad citotóxica, mediante la prueba de MTT en células CHO y Jurkat.

– Evaluar la actividad citotóxica de compuestos puros derivados de las fracciones

con actividad citotóxica, usando el ensayo de hemólisis en eritrocitos humanos.

Page 19: Evaluación de la actividad citotóxica y antiproliferativa ... · de 48 µg/mL en CHO y de 38 ... Establecimiento de las condiciones de cultivo para la prueba MTT ... siendo una

6

3 Materiales y Métodos

3.1 Preparación de las fracciones de Ectyoplasia ferox.

3.1.1 Fraccionamiento

La especie Ectyoplasia ferox fue colectada en la costa Caribe Colombiana en el área del

Golfo de Urabá en octubre de 2008 por buceo autónomo (8°40′14′′N, 77°21′28′′O) y su

selección se hizo teniendo en cuenta la evidencia de su actividad antiproliferativa 17, 18 y a su

abundancia en el sitio de recolección. Un ejemplar de la muestra fue identificado por el Dr.

Sven Zea, profesor de la Universidad Nacional de Colombia Sede Bogotá y miembro de

Cecimar, y se depositó en la colección de esponjas del museo de Historia Natural Marina de

Colombia, INVEMAR con el código INV-POR 0335. La esponja se mantuvo congelada,

protegida del aire y la luz desde el momento de la colecta hasta el proceso de extracción.

La esponja congelada (350g húmedos) se cortó en varias piezas de 1 cm3, se extrajo con

600 mL de la mezcla CH2Cl2/MeOH (1:1) durante 24 horas a temperatura ambiente. El

extracto se secó en un rotaevaporador a una temperatura menor a 45 °C, presión reducida y

evaporación constante, y se obtuvo 3,6 g de extracto seco. El extracto se disolvió una vez

más con la misma mezcla de solventes y luego se fraccionó por cromatografía de columna

en fase reversa (C18) usando un gradiente de elución con polaridad decreciente con los

solventes H2O, MeOH y CH2Cl2, de la siguiente manera: se inició con la mezcla de

H2O/MeOH desde 70:30 a 0:100 y luego la mezcla MeOH/CH2Cl2 desde 100:0 hasta 0:100.

En total se colectaron diez fracciones (MeOH 100%), de las cuales fueron seleccionadas

cuatro teniendo en cuenta su composición (Figura 1). Berrio y Colorado 20 describieron que

las fracciones 1-6 ( EF-1 a EF-6) pueden ser del tipo polisacáridos, saponinas y glicolípidos,

los cuales se han encontrado en esponjas, como también otros tipos que no han sido

descritos y presenten esta propiedad. Las fracciones 10 y 11 posiblemente contenían

esteroles y las fracciones 12-14 ácidos grasos libres y triglicéridos (Figura 1). Para este

estudio fueron seleccionadas las fracciones EF-3, EF-6, EF-7 y EF-8 porque éstas pudieron

ser disueltas de forma óptima a diferencia de las demás.

Page 20: Evaluación de la actividad citotóxica y antiproliferativa ... · de 48 µg/mL en CHO y de 38 ... Establecimiento de las condiciones de cultivo para la prueba MTT ... siendo una

Evaluación de la actividad citotóxica y antiproliferativa de fracciones metanólicas y actividad citotóxica

de compuestos puros de la esponja marina Ectyoplasia ferox

Universidad Nacional de Colombia

Para cada uno de los bioensayos, las diluciones fueron preparadas en su respectivo

solvente en el momento de su adición a los cultivos celulares. En la tabla 1 se puede

observar de forma resumida el solvente y la concentración final de dicho solvente utilizado

en todos los tratamientos de las dos líneas celulares. Todas las fracciones fueron

refrigeradas a 4°C, protegidas de la luz, el aire, el calor y la humedad.

Figura 1. Identificación de fracciones de Ectyoplasia ferox que contenían esteroles, ácidos grasos y triglicéridos de ácidos grasos. Se muestra el perfil cromatográfico mediante cromatografía de capa fina (TLC) para 16 fracciones de Ectyoplasia ferox incluidas las fracciones EF-6, EF-7 y EF-8. Se utilizo como guía para esteroles, colesterol y para ácidos grasos, ácido linolénico, con sistema eluente hexano/acetato de etilo (4:1) y revelador ácido fosfomolibdico en etanol. Las fracciones 6-8 pueden contener compuestos del tipo polisacáridos, saponinas y glicolípidos así como también esteroles (7 y 8). Adaptado de

20.

Tabla 1. Resumen de las fracciones evaluadas de la esponja Ectyoplasia ferox.

Esponja Fracción Solvente

Concentración en

cultivo de las

líneas celulares

Ectyoplasia ferox

EF-3 PBS 0,1 M (pH: 7,0) 10%

EF-6 DMSO <1%

EF-7 DMSO <1%

EF-8 DMSO <1%

Page 21: Evaluación de la actividad citotóxica y antiproliferativa ... · de 48 µg/mL en CHO y de 38 ... Establecimiento de las condiciones de cultivo para la prueba MTT ... siendo una

8

3.1.2 Saponinas triterpenoides de Ectyoplasia ferox

La fracción EF-3 resultó ser de mayor interés para este estudio debido a que Colorado et al.,

2013 21 demostró mediante el análisis por cromatografía líquida de alta resolución acoplado

a espectrometría de masas (HPLC-ESI-IT-MS/MS) (Figura 2) que esta fracción contenía una

gran cantidad de compuestos, especialmente los de tipo saponinas (EF-3; 175,5 mg). De

forma interesante Colorado et al., 2013 21 consiguió identificar en los espectros de masas un

total de 19 saponinas (compuestos triterpenoides glicosídicos) (ver Anexos, tabla 1).

Figura 2. Perfil Cromatográfico de la fracción EF-3 obtenido mediante HPLC-ESI-IT-MS/MS 34

.

Posteriormente, Colorado et al., 2013 21 aisló e identifico por métodos cromatográficos,

espectroscópicos y espectrométricos cuatro compuestos tipo saponinas de la esponja

marina Ectyoplasia ferox. De estos cuatro compuestos, tres de ellos se describen por

primera vez en la naturaleza (ulosósido F 1, urabósido A 2 y B 3) 31 y el cuarto compuesto

ulosósido A 4, aparece ya descrito en la literatura 35 (Figura 3).

Para la obtención de estos compuestos la fracción metanólica EF-3 fue sometida a HPLC

semipreparativa en fase reversa en una columna cromatográfica Phenomenex, Gemini C6-

fenilhexil (110 Å, 250 × 10 mm, 5 μm) usando como fase móvil un gradiente de

H2O/acetonitrilo/TFA (desde 60:40:0,1 hasta 45:55:0,1) a un flujo de 3,0 mL/min, y se

obtuvieron 1,4 mg del compuesto urabósido A (2) con un tiempo de retención (tr) de 23,1 min

(Figura 3). Una segunda fracción (EF-2; 122,5 mg), que contenía varios de los compuestos

presentes en la fracción EF-3, fue purificada por HPLC semipreparativa en fase reversa

empleando una fase móvil isocrática de H2O/acetonitrilo/TFA (55:45:0,1) y un flujo de 3,0

mL/min, y se obtuvieron los compuestos 1 (4,5 mg), 3 (2,9 mg) y 4 (3,6 mg) con tiempos de

Page 22: Evaluación de la actividad citotóxica y antiproliferativa ... · de 48 µg/mL en CHO y de 38 ... Establecimiento de las condiciones de cultivo para la prueba MTT ... siendo una

Evaluación de la actividad citotóxica y antiproliferativa de fracciones metanólicas y actividad citotóxica

de compuestos puros de la esponja marina Ectyoplasia ferox

Universidad Nacional de Colombia

retención de 15,2 min, 16,8 min y 24,1 min, respectivamente. A los compuestos purificados

en esta fracción (1, 3 y 4) y al obtenido en la fracción EF-3 (2) se les realizaron ensayos de

actividad biológica.

Figura 3. Estructuras de cuatro (C1-C4) saponinas triterpenoides de la esponja Ectyoplasia

ferox. En A, estructuras para el ulosósido F 1 (obtenido de la fracción EF-2) y ulosósido A (obtenido a

partir de la fracción EF-3). En B y C, estructuras para los Urabosidos A y B respectivamente

(obtenidos de la fracción EF-2).

A

B C

Page 23: Evaluación de la actividad citotóxica y antiproliferativa ... · de 48 µg/mL en CHO y de 38 ... Establecimiento de las condiciones de cultivo para la prueba MTT ... siendo una

10

3.2 Cultivos celulares.

Los ensayos biológicos se realizaron en dos líneas celulares, la línea establecida, CHO-K1

(CHO), de origen murino y la línea leucemoide Jurkat de origen humano. Las células se

mantuvieron en medio RPMI 1640 suplementado con suero bovino fetal (SBF) al 5%, a 37°C

y en el caso de las células Jurkat, en atmósfera húmeda con CO2 al 5%; libres de antibiótico

en las pruebas de evaluación citotóxica y en presencia de Penicilina/Streptomicina

(10μg/mL, 10 U/mL, respectivamente) para las pruebas de actividad antiproliferativa. En

cada uno de los experimentos, se utilizaron cultivos con una confluencia del 80%, con una

viabilidad mayor al 90% y fueron incubados durante 24 a 36 horas, antes de aplicar los

tratamientos.

3.3 Evaluación del potencial efecto citotóxico.

La evaluación de la actividad citotóxica permite identificar la actividad antitumoral de

compuestos de origen natural, vegetal y marino 36-39. Para determinar si las fracciones y los

compuestos tenían actividad citotóxica se escogieron dos pruebas colorimétricas, la

exclusión con el colorante azul de tripano y la técnica colorimétrica de MTT, estas pruebas

presentan no solo una amplia referencia en este tipo de análisis sino que han mostrado ser

técnicas fáciles de implementar en el laboratorio con una alta reproducibilidad. En todos los

bioensayos se usaron cultivos celulares confluentes del 80% y libres de antibiótico. Los

cultivos fueron sometidos a la acción de las fracciones que fueron preparadas serialmente en

el momento antes de su adición al cultivo y se dejaron actuar durante 24 horas. Todos los

tratamientos se prepararon en el momento del experimento usando diluciones seriadas. La

prueba MTT se usó para calcular el valor de la IC50 de las fracciones que mostraron un

efecto citotóxico significativo.

3.3.1 Prueba de exclusión con el colorante azul de tripano

La prueba se basa en que las células vivas poseen membranas celulares intactas, logran

excluir el azul de tripano mientras que las células muertas no lo hacen. Cuando las líneas

celulares se exponen al efecto de las fracciones químicas, esta técnica nos permite observar

y cuantificar el daño inducido sobre la membrana celular. Se utilizó el protocolo descrito por

Strober, 2001 40 con las siguientes modificaciones: los cultivos celulares se establecieron en

Page 24: Evaluación de la actividad citotóxica y antiproliferativa ... · de 48 µg/mL en CHO y de 38 ... Establecimiento de las condiciones de cultivo para la prueba MTT ... siendo una

Evaluación de la actividad citotóxica y antiproliferativa de fracciones metanólicas y actividad citotóxica

de compuestos puros de la esponja marina Ectyoplasia ferox

Universidad Nacional de Colombia

microplatos de 96 pozos, se sembraron 8.000 células CHO y 1.000 células Jurkat , se

permitió que alcanzaran una confluencia del 80-90% en 100 μL de medio de cultivo, se

incubaron a 37°C y una atmósfera húmeda con 5% de CO2 en el caso de las células Jurkat.

Los cultivos de ambas líneas celulares se acondicionaron por 36 horas, luego se trataron con

10 μl de cada una de las fracciones evaluadas. En cada caso, se evaluaron cuatro

concentraciones (25, 50, 75 y 100 µg/mL) y se realizaron los controles negativos (solvente y

células sin tratamiento). Cada experimento se realizó por duplicado.

El análisis de la viabilidad celular se realizó con suspensiones celulares de las dos líneas

celulares mediante tripsinización de la línea celular CHO (Tripsina 1X, Sigma, 4 minutos a

37°C) y mediante centrifugación de la línea celular Jurkat (800 rpm, 4 minutos). Se tomaron

25 μL del colorante azul de tripano 0,4% y 25 μL de cada suspensión celular y se dejó

reposar a temperatura ambiente durante 5-10 minutos; luego, en un microscopio de luz se

contaron 500 células en cada una de las dos repeticiones. Se obtuvo el porcentaje de

viabilidad mediante la ecuación 1. Los datos se presentan como el valor medio obtenido para

el porcentaje de viabilidad celular y el error estándar de la media.

3.3.2 Evaluación del efecto citotóxico mediante la prueba MTT

El ensayo colorimétrico de MTT [bromuro de 3-(4,5-dimetildiazol-2-il)-2,5-difenil tetrazolio] se

usa comúnmente en la investigación dirigida al descubrimiento de compuestos activos con

actividad antitumoral 38, 39, 41-43. Este método cuantifica mediante valores de absorbancia el

efecto citotóxico, directamente proporcional a la actividad de la enzima mitocondrial

succinato deshidrogenasa 44. En condiciones normales, el MTT es reducido por la enzima y

se obtiene formazán, producto cromogénico insoluble en soluciones acuosas. La cantidad de

formazán producido es directamente proporcional al número de células viables. En este

estudio, la prueba de MTT fue adaptada de los protocolos descritos por Mosmann, 1983 y

Sylvester, 2011 45, 46.

Page 25: Evaluación de la actividad citotóxica y antiproliferativa ... · de 48 µg/mL en CHO y de 38 ... Establecimiento de las condiciones de cultivo para la prueba MTT ... siendo una

12

Para la realización de los experimentos, se establecieron cultivos en microplatos de 96

pozos con 10.000 células Jurkat y 8.000 células CHO usando un volumen final de 100 μL de

medio de cultivo RPMI 1640 (Sigma) suplementado con 5% de SBF (Invitrogen). Las células

se acondicionaron durante 24 a 36 horas, luego, se les adicionó 10 μl de MTT (5 mg/mL) en

condiciones de oscuridad y se incubaron durante cuatro horas. Para solubilizar los cristales

de formazán, se adicionó 100 μL de isopropanol ácido (50 mL de Tritón X-100, S&A, 4 mL de

HCl, 446 mL de Isopropanol), se agitó continuamente a temperatura ambiente y oscuridad

durante toda la noche. La absorbancia se midió en un espectrofotómetro (Thermo Scientific

Multiskan® Spectrum) a una longitud de onda de 570 nm. Cada concentración se evaluó por

triplicado, se tuvieron como controles negativos los solventes de las fracciones y las células

sin tratar. Los datos se presentan como la media del porcentaje de citotoxicidad (ecuación 2)

47 y la desviación estándar de la media.

3.3.3 Evaluación de la actividad hemolítica en eritrocitos humanos

El ensayo de hemólisis es una prueba fácil de implementar en laboratorio mediante la cual

se puede determinar la actividad lítica de las sustancias cuando están en contacto con los

eritrocitos, esta actividad se cuantifica midiendo la absorbancia del plasma sanguíneo

usando un espectrofotómetro luego de haber sometido los eritrocitos al contacto con las

sustancias de interés. Teniendo en cuenta que las fracciones contienen moléculas de tipo

saponinas (detergentes) es importante determinar si la actividad citotóxica se debe a la

actividad hemolítica de estas moléculas, además dicha actividad nos indicara que tan

dañinas podrían ser las moléculas presentes en las fracciones o compuestos en el caso de

estar en contacto con las células de la sangre. En este estudio se usó el protocolo

establecido por Taniyama, S. et al., 2003 y Van Dyck, S. et al., 2010 48, 49 con algunas

modificaciones. En este trabajo, se tomaron 5 mL de sangre total tipo O+ heparinizada, se

centrifugó 800 rpm durante 5 minutos y luego se descartó el plasma sanguíneo. La fracción

eritrocitaria se lavó tres veces con medio de cultivo RPMI preincubado a 37°C y se diluyó en

6 mL del mismo medio. Posteriormente, 450 µL de la suspensión celular se trataron con 50

µL de la fracción EF-3 (50, 100 y 200 µg/mL), los cuatro compuestos puros con

Page 26: Evaluación de la actividad citotóxica y antiproliferativa ... · de 48 µg/mL en CHO y de 38 ... Establecimiento de las condiciones de cultivo para la prueba MTT ... siendo una

Evaluación de la actividad citotóxica y antiproliferativa de fracciones metanólicas y actividad citotóxica

de compuestos puros de la esponja marina Ectyoplasia ferox

Universidad Nacional de Colombia

concentraciones de 100 y 200 µM, control negativo de PBS (10%) y los controles positivos

(H2O2 al 10 %) y Tween-20 (0,1%, Sigma). Finalmente, se incubó por una hora, se centrifugó

y al sobrenadante puesto en microplatos de 96 pozos, se le leyó la absorbancia en

espectrofotómetro (ThermoScientific Multiskan® Spectrum) a una longitud de onda de 540

nm. La absorbancia de las suspensiones celulares sin tratar se usó como blanco. Los

valores hemolíticos se expresaron en porcentajes de hemólisis (ecuación 3), calculados

como la relación medida para cada muestra evaluada y la registrada para la hemólisis total

48.

3.4 Ensayos de eficiencia de clonación (plaqueo).

La eficiencia de clonación se usó para determinar el potencial proliferativo de las células. Las

líneas celulares establecidas e inmortales como las células CHO y Jurkat presentan alta

eficiencia de plaqueo en monocapa (CHO) y en suspensión (Jurkat) mientras que las células

normales no transformadas presentan una eficiencia de plaqueo moderadamente alta en

monocapa y baja en suspensión, ya que necesitan adherirse para entrar en el ciclo de

proliferación celular. La densidad celular permite formar colonias discretas diferenciables a

través del microscopio invertido mediante tinción con colorante cristal violeta. Los protocolos

realizados se basaron en los descritos por Freshney, 2005 50.

3.4.1 Clonogenicidad en células CHO

Se sembraron 20.000 células CHO/pozo en microplatos de 12 pozos, se incubaron por 36

horas en cámara húmeda a 37°C y se trataron durante 24 horas con tres concentraciones

finales por debajo de la IC50 calculada para la fracción EF-3 en células CHO (7,5, 15, 23

µg/mL). Luego, las células fueron tripsinizadas (Tripsina 1X, Sigma) y resuspendidas en

medio RPMI fresco. Se realizaron los respectivos controles, células sin tratar y con PBS al

10% (controles negativos), tratados con Mitomicina C (10 µg/mL, Sigma) (control positivo).

Cada experimento se evaluó por duplicado.

Page 27: Evaluación de la actividad citotóxica y antiproliferativa ... · de 48 µg/mL en CHO y de 38 ... Establecimiento de las condiciones de cultivo para la prueba MTT ... siendo una

14

Las suspensiones celulares fueron diluidas en medio de cultivo RPMI 1640 (Sigma) hasta

una concentración final de 2.000 células/mL, de la cual se tomaron 100 μL y se distribuyeron

homogéneamente en 1,9 mL de medio de cultivo RPMI 1640 (Sigma) contenido en

microplatos de 6 pozos. Las células fueron incubadas en una cámara húmeda a 37°C con

5% de CO2 durante 6 días. Luego, las células se fijaron usando 500 μL de Metanol:Acido

Acético (3:1) durante 5 minutos a temperatura ambiente, luego se descartó el fijador y se

dejó secar a temperatura ambiente por una hora. Las células fueron teñidas por 10 minutos

con Cristal Violeta (solución al 1% en PBS 1X), se lavaron tres veces con agua destilada y

se dejaron secar durante 48 horas. Las colonias con más de 50 células fueron cuantificadas

en un microscopio invertido (Leica) y se calculó la eficiencia de clonación absoluta (ECA) y

relativa (ECR) mediante las ecuaciones 4 y 5.

3.4.2 Clonogenicidad en células Jurkat

Se sembraron 15.000 células Jurkat/pozo en microplatos de 12 pozos, se incubaron durante

36 horas en cámara húmeda a 37°C con 5% de CO2, se trataron con tres concentraciones

menores a la IC50 para la fracción EF-3 en las células Jurkat (8,6, 17 y 26 µg/mL) durante 24

horas. Luego, se preparó una dilución celular de 4x104 células/mL en agar 1. 2% con agua

ultrapura y medio 2X en una relación 1:1:2 respectivamente, se tomó 1mL de esta dilución y

se distribuyó uniformemente sobre una capa base de agar 1,2% (55°C) y medio de cultivo

RPMI 1640 2X (37°C) en una relación 1:1 respectivamente y que fue previamente

preparada. Por último, las células fueron incubadas a 37°C en atmósfera de 5% de CO2 con

humedad relativa del 98% durante 6 días. Se realizaron los respectivos controles, células sin

tratar y PBS al 10% (controles negativos), 10 µg/mL de Mitomicina C (Sigma) (control

positivo). Cada experimento se realizó por duplicado.

Page 28: Evaluación de la actividad citotóxica y antiproliferativa ... · de 48 µg/mL en CHO y de 38 ... Establecimiento de las condiciones de cultivo para la prueba MTT ... siendo una

Evaluación de la actividad citotóxica y antiproliferativa de fracciones metanólicas y actividad citotóxica

de compuestos puros de la esponja marina Ectyoplasia ferox

Universidad Nacional de Colombia

3.5 Evaluación de la actividad antiproliferativa mediante

función de acumulación.

La evaluación del índice mitótico permite cuantificar la actividad citostática a partir de la

progresión del ciclo celular en cultivos tratados por la fracción metanólica, comparados con

los respectivos controles. Los cultivos fueron sembrados en platos de 24 pozos con 8.000

células CHO ó 10.000 células Jurkat en cada pozo, cada uno correspondió a un tiempo de

tratamiento con el antimitótico, así que, se realizaron muestreos en ocho puntos de bloqueo

para células CHO y nueve puntos para Jurkat. Después de 36 horas de sembrados, los

cultivos, se trataron con 100 μl de la IC25 de la fracción EF-3 obtenida en células CHO (15

µg/mL) y Jurkat (26 µg/mL), 100 µl de PBS (control negativo) y 100 μL de solución colcemid

(10 μg/mL, G&M). Los extendidos cromosómicos se obtuvieron mediante la técnica

citogenética convencional50, después de 15 minutos (t=0) de tratamiento con Colcemid a una

concentración de 1 μg/mL a partir de una stock de 10 μg/mL (Solución Colcemid

KaryoMAX®, Invitrogen) y luego cada dos horas hasta completar 14 horas del tiempo de

ciclo de las células CHO y 16 horas del tiempo de ciclo de células Jurkat de la siguiente

manera: las células Jurkat y CHO fueron lisadas usando la solución hipotónica (Citrato de

Sodio al 0, 7%, 37°C durante x minutos), y fijadas con Metanol-Ácido Acético (3:1, v/v). Por

último, la suspensión limpia y concentrada fue goteada en portaobjetos y coloreada con

Giemsa al 4%, luego, los extendidos fueron analizados en microscopio binocular en las dos

réplicas, se calculó el índice mitótico y se le realizó regresión lineal a los datos normalizados

con la función logarítmica (ecuaciones 6 y 7).

Page 29: Evaluación de la actividad citotóxica y antiproliferativa ... · de 48 µg/mL en CHO y de 38 ... Establecimiento de las condiciones de cultivo para la prueba MTT ... siendo una

16

3.6 Análisis estadístico.

El análisis estadístico de todos los resultados se realizó con el programa GraphPad Prism

4.0 (Intuitive Software for Science, San Diego, CA). Los valores en las gráficas representan

el valor de la media y el error de la media (EMS). Para las pruebas de citotoxicidad, los

valores de IC50 y su intervalos del 95% de confianza fueron obtenidos por regresión no lineal.

Los datos de la función de acumulación se analizaron por regresión lineal y se analizaron las

diferencias entre las pendientes mediante la prueba F. Las diferencias con el control

negativo se consideraron significativas cuando p<0.05.

Page 30: Evaluación de la actividad citotóxica y antiproliferativa ... · de 48 µg/mL en CHO y de 38 ... Establecimiento de las condiciones de cultivo para la prueba MTT ... siendo una

Evaluación de la actividad citotóxica y antiproliferativa de fracciones metanólicas y actividad citotóxica

de compuestos puros de la esponja marina Ectyoplasia ferox

Universidad Nacional de Colombia

4 Resultados

El potencial farmacéutico de compuestos presentes en la esponja marina Ectyoplasia ferox

ha sido poco explorado. Para determinar si existen compuestos con actividad citotoxica y

antiproliferativa en cuatro fracciones polares de esta esponja, se siguió el siguiente

razonamiento experimental.

4.1 La fracción EF-3 de la esponja Ectyoplasia ferox tiene

actividad citotóxica en la línea celular CHO y Jurkat.

4.1.1 Prueba de exclusión con el colorante azul de tripano

Los resultados representados en la Figura 4 demuestran la actividad citotóxica de la fracción

EF-3 y se puede observar que éste efecto es dependiente de la dosis en las dos líneas

celulares. La línea celular Jurkat fue más sensible al efecto citotóxico que la línea celular

CHO, la cual mostró valores de viabilidad mayores del 80% incluso con el tratamiento a 100

μg/mL.

Los porcentajes de viabilidad en la línea celular Jurkat fueron mayores al 90% (Figura 5, A)

después del tratamiento con las fracciones EF-6, EF-7 y EF-8 mientras que la línea celular

CHO mostró mayor sensibilidad, reflejado en valores de viabilidad de 76% con 100 µg/mL

(Figura 5, B), similar a la viabilidad de 74% del control solvente (DMSO 5%). Para confirmar

el efecto citotóxico de la fracción EF-3 se utilizó la prueba MTT.

Page 31: Evaluación de la actividad citotóxica y antiproliferativa ... · de 48 µg/mL en CHO y de 38 ... Establecimiento de las condiciones de cultivo para la prueba MTT ... siendo una

18

Figura 4. Porcentajes de viabilidad celular en las líneas celulares CHO y Jurkat tratadas con la fracción metanólica EF-3. Se muestran los valores de la media obtenidos en la prueba de azul de tripano, los valores representan la media del porcentaje de la viabilidad celular luego de someter a las células CHO y Jurkat a 0 (control negativo), 50 y 100 µg/mL de la fracción EF-3. La media se obtuvo como resultado de tres repeticiones en un único experimento. Las barras indican el error de la media.

0 25 50 75 100 1250

25

50

75

100

125CHO

Jurkat

EF3 g/mL

% V

iab

ilid

ad c

elu

alar

Figura 5. Porcentajes de viabilidad celular en las líneas celulares Jurkat (A) y CHO (B) luego de ser sometidas al efecto de las fracciones EF-6, EF-7, EF-8. En A) se muestran los valores de la media obtenidos en la prueba de azul de tripano, los valores representan la media del porcentaje de la viabilidad celular luego de someter a las células Jurkat a 0 (control negativo), 25, 50 y 100 µg/mL de las fracciones EF-6, EF-7 y EF-8. En B) los valores obtenidos para las células CHO. La media se obtuvo como resultado de 3 repeticiones en 1 único experimento. Las barras indican el error de la media.

A B

E B

C F

0 25 50 75 100 1250

25

50

75

100

125EF6

EF7

EF8

g/mL

% V

iabilid

ad c

elu

lar

CH

O

0 25 50 75 100 1250

25

50

75

100

125EF6

EF7

EF8

g/mL

%V

iabilid

ad c

elu

lar

Jurk

at

Page 32: Evaluación de la actividad citotóxica y antiproliferativa ... · de 48 µg/mL en CHO y de 38 ... Establecimiento de las condiciones de cultivo para la prueba MTT ... siendo una

Evaluación de la actividad citotóxica y antiproliferativa de fracciones metanólicas y actividad citotóxica

de compuestos puros de la esponja marina Ectyoplasia ferox

Universidad Nacional de Colombia

4.1.2 Citotoxicidad mediante MTT y hemólisis

La prueba de MTT es una prueba colorimétrica cuyos resultados dependen del metabolismo

celular, es importante establecer el número de células que se requiere sembrar para obtener

una densidad óptica de 1 en un determinando tiempo de cultivo. En la Figura 6 se muestran

los resultados de la absorbancia obtenida para diferentes números de células sembradas

luego de diferentes tiempos de cultivo, 24 ó 48 horas. Se observo que las mejores

condiciones para el cultivo eran sembrar 10.000 células Jurkat y 8.000 células CHO.

Figura 6. Establecimiento de las condiciones de cultivo para la prueba MTT. En A) las barras representan los valores de obtenidos para la media de la absorbancia a 570nm obtenida luego de cultivar 5000, 10000 y 15000 células Jurkat por 48 y 72 horas. En B) se representan los valores obtenidos para las células CHO. La media se obtuvo como resultado de 3 repeticiones en 1 único experimento. Las barras de error indican la desviación estándar de la media.

A B

Luego de tener establecido las condiciones del cultivo celular se realizó una primera prueba

evaluando tres concentraciones seriadas 25, 50 y 100 μg/mL para cada una de las

fracciones EF-3, EF-6, EF-7 y EF-8. Los resultados se pueden observar en la Figura 7. Para

cada una de las fracciones aparecen los valores obtenidos para las tres concentraciones

evaluadas (25, 50 y 100 μg/mL) en las dos líneas celulares.

0

0,5

1

1,5

2

5000 10000 15000

Ab

sorb

anci

a a

57

0n

m

Número de células Jurkat

48 horas

72 horas

0

0,5

1

1,5

5000 10000 15000

Ab

sorb

anci

a a

57

0n

m

Número de células CHO

48 horas

72 horas

C F

Page 33: Evaluación de la actividad citotóxica y antiproliferativa ... · de 48 µg/mL en CHO y de 38 ... Establecimiento de las condiciones de cultivo para la prueba MTT ... siendo una

20

Figura 7. Citotoxicidad por MTT de fracciones metanólicas de Ectyoplasia ferox en líneas celulares CHO y Jurkat. En A) las barras representan el valor medio obtenido para el porcentaje de citotoxicidad en c lulas CHO luego de ser tratadas por 24 horas con 25, 50 y 100 μg/mL de cada una de las 4 fracciones. En B) las barras representan el valor medio obtenido para el porcentaje de citotoxicidad en células Jurkat. Se puede observar como la actividad citotóxica de la fracción EF-3 en las dos líneas celulares supera la de las otras fracciones. Las barras de error representan el error estándar de la media a partir de 3 repeticiones en 1 único experimento.

A

B

Los resultados de la fracción EF-3 mostraron una fuerte actividad citotóxica en ambas líneas

celulares, comparada con las otras fracciones evaluadas (Figura 7). La línea celular CHO

resultó ser más sensible que la línea Jurkat. Los porcentajes de citotoxicidad de los controles

negativos, PBS 10% y DMSO 5% fueron del 10% y el 20% respectivamente. Estos

resultados, permitieron considerar a la fracción EF-3 como bioactiva, por tal razón, se evaluó

su actividad antiproliferativa en las dos líneas celulares. Para continuar con los siguientes

bioensayos, se estimó la concentración inhibitoria cincuenta (IC50) mediante la prueba MTT

EF3 EF6 EF7 EF80

25

50

75

100

125 EF3

EF6

EF7

EF8

g/mL

% C

ito

toxic

idad

en

célu

las

CH

O

EF3 EF6 EF7 EF80

25

50

75

100

125EF3

EF6

EF7

EF8

% C

itoto

xic

idad e

n c

élu

las

Jurk

at

g/mL

Page 34: Evaluación de la actividad citotóxica y antiproliferativa ... · de 48 µg/mL en CHO y de 38 ... Establecimiento de las condiciones de cultivo para la prueba MTT ... siendo una

Evaluación de la actividad citotóxica y antiproliferativa de fracciones metanólicas y actividad citotóxica

de compuestos puros de la esponja marina Ectyoplasia ferox

Universidad Nacional de Colombia

(Figura 8). Los resultados mostraron actividad citotóxica significativa de la fracción EF-3 en

las líneas celulares evaluadas (Tabla 2).

Tabla 2. Concentración inhibitoria media (IC50) calculada para la fracción EF-3 en las líneas celulares

CHO y Jurkat.

Células IC50 (μg/mL) Intervalo de confianza 95%

CHO 48 40,99 – 55,67

Jurkat 38 37,99 – 38,72

Figura 8. Curva obtenida para calcular la concentración inhibitoria cincuenta de la fracción EF-3 en las líneas celulares CHO y Jurkat. En la gráfica se muestran los valores obtenidos para la media del porcentaje de citotoxicidad en células CHO y Jurkat luego de ser tratadas por 24 horas con concentraciones seriadas entre 25 y 100 μg/mL de la fracción EF-3. Las barras de error representan el error estándar de la media a partir de 3 repeticiones en 1 único experimento.

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 1000

20

40

60

80

100

120CHO

Jurkat

g/mL

% C

ito

toxic

icid

ad

Para determinar si los compuestos presentes en la fracción EF-3 eran citotóxicos en células

humanas normales, se evaluó la capacidad de causar disrupción a la membrana celular de

eritrocitos humanos por inducción de lisis celular. El ensayo de hemólisis mostró que la

fracción no causó daño a la membrana de los eritrocitos humanos, respecto al control

positivo (0.1 % Tritón x-100) (Figura 9).

Page 35: Evaluación de la actividad citotóxica y antiproliferativa ... · de 48 µg/mL en CHO y de 38 ... Establecimiento de las condiciones de cultivo para la prueba MTT ... siendo una

22

Figura 9. Porcentaje de hemólisis producido por la fracción EF-3 en eritrocitos humanos. Los valores representan el valor medio del porcentaje de hemólisis obtenido luego de tratar los eritrocitos humanos durante 1 hora con 50, 100 y 200 µg/mL de la fracción EF-3. El porcentaje de hemólisis del

control positivo (0,1 % Tritón x-100) fue del 100%, el valor de la absorbancia obtenido fué 4, que es el máximo valor arrojado por el espectrofotómetro.

4.2 La fracción EF-3 tiene un efecto antiproliferativo

moderado en las líneas celulares CHO y Jurkat.

4.2.1 Efecto antiproliferativo mediante eficiencia de clonación

Para determinar si la actividad citotóxica encontrada en la fracción EF-3, estaba o no

relacionada con un efecto antiproliferativo, se evaluó la capacidad de las células para formar

colonias después del tratamiento con tres concentraciones (7,5, 15 y 30 µg/mL para células

CHO; 8,6 17 y 26 µg/mL para células Jurkat) de la fracción. Se estimaron la eficiencia de

clonación relativa (ECR) y la eficiencia de clonación absoluta (ECA), las cuales mostraron

que tanto las células CHO como las Jurkat, disminuyen levemente su capacidad replicativa

de manera dependiente de la dosis de la fracción EF-3 (Figura 10).

0,31

0,43

0,68

0,36

0

1

PBS 10% 50 100 200

% H

em

ólis

is

EF-3 µg/mL

Page 36: Evaluación de la actividad citotóxica y antiproliferativa ... · de 48 µg/mL en CHO y de 38 ... Establecimiento de las condiciones de cultivo para la prueba MTT ... siendo una

Evaluación de la actividad citotóxica y antiproliferativa de fracciones metanólicas y actividad citotóxica

de compuestos puros de la esponja marina Ectyoplasia ferox

Universidad Nacional de Colombia

Tabla 3. Valores obtenidos para la media de la Eficiencia de clonación Absoluta y Relativa en células

CHO con los límites para intervalos de confianza LDS.

Eficiencia de clonación Absoluta Eficiencia de clonación Relativa

Tratamiento

µg/mL

Media ±

ESM *100

Límite

inferior

Límite

superior

Tratamiento

µg/mL

Media ±

ESM*100

Límite

inferior

Límite

superior

0 1,13 ± 0,15 0,96 1,31

PBS 10% 0,84 ± 0,08 0,67 1,02 PBS 10% 0,77 ± 0,17 0,57 0,96

7,5 0,98 ± 0,01 0,81 1,15 7,5 0,87 ± 0,07 0,68 1,06

15 0,68 ± 0,09 0,51 0,86 15 0,62 ± 0,02 0,42 0,81

30 0,55 ± 0,09 0,38 0,73 30 0,48 ± 0,03 0,29 0,68

Figura 10. Eficiencia de clonación absoluta y relativa en células CHO. Los valores representan el valor de la media para la eficiencia de clonación absoluta (blanco) y relativa (negro) obtenido para las células CHO luego de ser expuestas a 7,5, 15 y 30 µg/mL de la fracción EF-3 durante 24 horas (concentraciones seleccionadas teniendo en cuenta la IC50 CHO=48 µg/mL). El valor de la media se obtuvo a partir de 2 repeticiones en un único experimento.

La línea celular CHO exhibió una ECR del 87% a una concentración de 7,5 µg/mL y del 48%

a 30 µg/mL (Tabla 3), mientras que el control de PBS exhibió un efecto antiproliferativo leve

en ambas líneas celulares, así una ECR de 77% para CHO y 67% para Jurkat, muestran que

las condiciones en las que se desarrollo el experimento afectaron la clonabilidad, ya que se

0,2

0,7

1,2

0 PBS 10%

7,5 15 30

Efi

cie

ncia

de C

lon

ació

n

μg/mL EF-3

ECR

ECA

Page 37: Evaluación de la actividad citotóxica y antiproliferativa ... · de 48 µg/mL en CHO y de 38 ... Establecimiento de las condiciones de cultivo para la prueba MTT ... siendo una

24

conoce que el PBS mantiene osmolaridad adecuada para la sobrevivencia celular y además

es similar a la del cuerpo humano.

La concentración más baja (8,6 µg/mL) de la fracción EF-3 mostró una ECR del 116%

mientras que la más alta (26 µg/mL) mostró 8% de ECR en las células Jurkat comparado

con el respectivo control (Tabla 4), lo cual muestra un efecto dependiente de la

concentración. Por otro lado, la ECA del control negativo y el de la concentración más baja

(8,6 µg/mL) de las células Jurkat es mayor a 1 (Figura 11). Estos resultados son

suficientemente claros para demostrar que la fracción EF-3 tiene un efecto negativo sobre la

capacidad proliferativa de las células CHO y Jurkat en concentraciones mayores a 15 y 17

µg/mL (Figura 12).

Tabla 4. Valores obtenidos para la media de la Eficiencia de clonación Absoluta y Relativa en células

Jurkat con los límites para intervalos de confianza LDS.

Eficiencia de clonación Absoluta Eficiencia de clonación Relativa

Tratamiento

µg/mL

Media ±

ESM *100

Límite

inferior

Límite

superior

Tratamiento

µg/mL

Media ±

ESM *100

Límite

inferior

Límite

superior

0 2,46 ± 0,2 1,43 3,48

PBS 10% 1,53 ± 1,35 0,51 2,55 PBS 10% 0,67 ± 0,6 0,07 1,27

8,6 2,87 ± 0,44 1,84 3,89 8,6 1,16 ± 0,09 0,56 1,76

17 1,56 ± 0,17 0,54 2,58 17 0,63 ± 0,02 0,03 1,23

26 0,19 ± 0,01 -0,84 1,21 26 0,08 ± 0 -0,52 0,67

Page 38: Evaluación de la actividad citotóxica y antiproliferativa ... · de 48 µg/mL en CHO y de 38 ... Establecimiento de las condiciones de cultivo para la prueba MTT ... siendo una

Evaluación de la actividad citotóxica y antiproliferativa de fracciones metanólicas y actividad citotóxica

de compuestos puros de la esponja marina Ectyoplasia ferox

Universidad Nacional de Colombia

Figura 11. Eficiencia de clonación absoluta y relativa en células Jurkat. Los valores representan el valor de la media para la eficiencia de clonación absoluta (blanco) y relativa (negro) obtenido para las células Jurkat luego de exponerse a 8,6 17 y 26 µg/mL de la fracción EF-3 durante 24 horas (concentraciones seleccionadas teniendo en cuenta la IC50 JURKAT=38 µg/mL). El valor de la media se obtuvo a partir de 2 repeticiones en un único experimento.

Figura 12. Células CHO y Jurkat tratadas 24 horas con la fracción EF-3. En el panel superior (células CHO) y en el inferior (células Jurkat) se muestran imágenes representativas observadas luego de seis días de incubación posterior al tratamiento de 24 horas con 3 concentraciones de la fracción EF-3. Las imágenes se tomaron con un microscopio óptico con el objetivo de 10x.

0,2

0,7

1,2

1,7

2,2

2,7

0 PBS 10%

8,6 17 26 Efi

cie

ncia

de C

lon

ació

n

μg/mL EF-3

ECA

ECR

CONTROL PBS 10% 7,5 μg/mL 15 μg/mL 30 μg/mL

CHO Jurkat

CONTROL PBS 10% 8,6 μg/mL 17 μg/mL 26 μg/mL

Page 39: Evaluación de la actividad citotóxica y antiproliferativa ... · de 48 µg/mL en CHO y de 38 ... Establecimiento de las condiciones de cultivo para la prueba MTT ... siendo una

26

4.2.2 Efecto antiproliferativo mediante Función de Acumulación

La Función de Acumulación se realizó para determinar si el efecto citotóxico de la fracción

EF-3 afectaba la progresión del ciclo celular en las dos líneas celulares evaluadas. El

análisis de las curvas de acumulación mostró que el tratamiento con la IC25 de la fracción

EF-3 afectó moderadamente la progresión del ciclo celular en las dos líneas celulares

(Figura 13). La diferencia entre las pendientes del modelo lineal de las curvas para las

células CHO en el control (m=0,046 ± 0,076) y el tratamiento de 24 μg/mL (m=0,036 ± 0,046)

resultaron significativas con un valor p=0,01683.

Figura 13. Diagramas de dispersión que muestran las curvas de acumulación para las líneas celulares CHO y Jurkat. Las curvas de acumulación muestran el modelo lineal obtenido para las células sin tratamiento (CONTROL, verde), células expuestas a la acción del solvente de la fracción (PBS 10%, negro), en rojo se observa las curvas obtenidas para las células expuestas a una

concentración equivalente a la IC25 de la fracción EF-3 en células CHO (24 µg/mL) y células Jurkat (16

µg/mL). Cada punto es el valor de la media obtenido para el Log (IM+1) a partir de dos repeticiones en

1 único experimento.

Contrariamente, la fracción EF-3 no exhibió efecto significativo sobre el ciclo celular en las

células Jurkat ya que las pendientes del control (0,042 ± 0,085) y el tratamiento de 16 μg/mL

(0,038 ± 0,064) no difieren de manera significativa (p=0, 3057), sin embargo si existe una

diferencia significativa entre las elevaciones de las tres curvas (p<0,0001).

Los resultados obtenidos en la eficiencia de clonación y la función de acumulación, indicaron

que la fracción EF-3 tiene un efecto antiproliferativo moderado en las dos líneas celulares,

0 2 4 6 8 10 12 140

1

2CONTROL

PBS 10%

24 g/mL EF3

Células CHO

Tiempo de acción del colcemid (h)

Lo

g (

IM+

1)

0 2 4 6 8 10 12 14 160

1

2CONTROL

PBS 10%

16 g/mL EF3

Células Jurkat

Tiempo de acción del colcemid (h)

Lo

g (

IM+

1)

Page 40: Evaluación de la actividad citotóxica y antiproliferativa ... · de 48 µg/mL en CHO y de 38 ... Establecimiento de las condiciones de cultivo para la prueba MTT ... siendo una

Evaluación de la actividad citotóxica y antiproliferativa de fracciones metanólicas y actividad citotóxica

de compuestos puros de la esponja marina Ectyoplasia ferox

Universidad Nacional de Colombia

mostrando mayor sensibilidad en la línea celular CHO. Con el ánimo de investigar qué tipo

de moléculas presentes en la fracción EF-3 estaban asociadas con el efecto citotóxico que

se observó en las pruebas de MTT, eficiencia de clonación y función de acumulación, se

evaluó la actividad citotóxica de cuatro saponinas triterpenoides obtenidos de la fracción

EF-3 de la esponja Ectyoplasia ferox.

4.3 Las cuatro saponinas triterpenoides C1, C2, C3 y C4

aisladas de la fracción EF-3 de Ectyoplasia ferox no tienen

actividad citotóxica ni actividad hemolítica.

4.3.1 Citotoxicidad mediante la prueba MTT

Se evaluó el potencial efecto citotóxico de cuatro saponinas triterpenoides C1 (ulosósido F),

C2 (urabósido A), C3 (urabósido B) y C4 (ulolósido A) aisladas de la fracción metanólica EF-

3 de la esponja marina Ectyoplasia ferox en células CHO y Jurkat. Para realizar la prueba

MTT, las células fueron tratadas con cinco concentraciones (1, 10, 25, 50 y 100 µM) de los

compuestos. Los resultados mostraron un efecto citotóxico bajo de los compuestos puros

con una IC50 > 100 µM respecto al control positivo (<50 µM H2O2). Es de notar que el

compuesto 3 exhibió un perfil de citotoxicidad más pronunciado que los otros compuestos

(Figura 14).

Page 41: Evaluación de la actividad citotóxica y antiproliferativa ... · de 48 µg/mL en CHO y de 38 ... Establecimiento de las condiciones de cultivo para la prueba MTT ... siendo una

28

Figura 14. Porcentajes de citotoxicidad de las líneas celulares CHO y Jurkat para los compuestos C1, C2, C3 y C4. Los diagramas de barras muestran los valores obtenidos para el porcentaje de citotoxicidad en células CHO y Jurkat luego de exponerse durante 24 horas a la

solución vehículo (PBS 10%) y a 1, 10, 25, 50 y 100 µg/mL de los compuestos C1 (ulosósido F), C2

(urabósido A), C3 (urabósido B), C4 (ulolósido A). Los valores de la media se obtuvieron a partir de 3 repeticiones en 1 único experimento. Las barras de error indican el error estándar de la media.

C1 C2

PBS 10% 1 10 25 50 1000

10

20

30

40CHO

JURKAT

M

% C

ito

toxic

idad

PBS 10% 1 10 25 50 1000

10

20

30

40CHO

JURKAT

M

% C

ito

toxic

idad

C3 C4

PBS 10% 1 10 25 50 1000

10

20

30

40

50CHO

JURKAT

M

% C

ito

toxic

idad

PBS 10% 1 10 25 50 1000

5

10

15

20

25

30

35CHO

JURKAT

M

% C

ito

toxic

idad

Page 42: Evaluación de la actividad citotóxica y antiproliferativa ... · de 48 µg/mL en CHO y de 38 ... Establecimiento de las condiciones de cultivo para la prueba MTT ... siendo una

Evaluación de la actividad citotóxica y antiproliferativa de fracciones metanólicas y actividad citotóxica

de compuestos puros de la esponja marina Ectyoplasia ferox

Universidad Nacional de Colombia

4.3.2 Citotoxicidad mediante el ensayo de hemólisis

Se realizó la prueba de hemólisis para evaluar el efecto de las saponinas triterpenoides en la

membrana celular de eritrocitos humanos. En general, los porcentajes de hemólisis

obtenidos no superan el 50% incluso con la concentración 200 µM (Figura 15), sin embargo,

el compuesto 4 exhibió un 43% de hemólisis.

Figura 15. Efecto hemolítico de cuatro saponinas triterpenoides aisladas de la esponja Ectyoplasia ferox en eritrocitos humanos. Las barras representan los porcentajes de hemólisis obtenidos luego de exponer eritrocitos humanos durante 1 hora a 100 ó 200 µM de los compuestos C1 (ulosósido F), C2 (urabósido A), C3 (urabósido B) y C4 (ulolósido A). Los valores de la media se obtuvieron a partir de 4 repeticiones en 1 único experimento. Las barras de error indican el error estándar de la media.

100 2000

10

20

30

40

50

60

70

80C1

C2

C3

C4

M

% H

em

óli

sis

Page 43: Evaluación de la actividad citotóxica y antiproliferativa ... · de 48 µg/mL en CHO y de 38 ... Establecimiento de las condiciones de cultivo para la prueba MTT ... siendo una

30

5 Discusión

En este trabajo, se evaluó la actividad citotóxica y antiproliferativa de cuatro fracciones y

cuatro compuestos puros (saponinas triterpenoides) aislados a partir de la esponja marina

Ectyoplasia ferox, colectada en el Golfo de Urabá. En primer lugar, los ensayos in vitro

permitieron evaluar la actividad citotóxica (Pruebas de MTT, azul de tripano y hemólisis) y

antiproliferativa (eficiencia de clonación y función de acumulación) en dos líneas celulares, la

línea leucemoide humana (Jurkat) y la línea celular murina establecida (CHO). Luego,

evaluamos la actividad hemolítica en eritrocitos humanos para determinar el nivel de

toxicidad de los compuestos puros, un parámetro importante, teniendo en cuenta que éste es

el principal obstáculo en los ensayos clínicos 51.

Existe amplia evidencia que los organismos marinos contienen innumerables compuestos

activos antitumorales y las esponjas marinas son de particular interés, debido a la gran

variedad de compuestos que se han aislado tales como, alcaloides, esteroides, saponinas,

terpenos, péptidos, macrólidos y policétidos, entre otros, con potente actividad citotóxica

(IC50 < 10 µM). En este trabajo se encontró que la fracción polar denominada EF-3 obtenida

de la esponja marina Ectyoplasia ferox tenía una actividad citotóxica significativa en las

líneas celulares CHO y Jurkat (IC50 = 48 μg/mL en células CHO e IC50 = 38 μg/mL en

células Jurkat). Otras fracciones como la EF-6, EF-7 y EF-8 que presentaban una

composición mixta de moléculas de tipo polar y apolar, exhibieron un efecto citotóxico bajo

en las dos líneas celulares, siendo la fracción EF-6 la que mostró mayor efecto comparado

al de las fracciones EF-7 y EF-8. Estos resultados son consistentes, con la presencia de

sustancias de naturaleza polar en la fracción EF-6 tales como, polisacáridos, saponinas y

glicolípidos, similares a los de la fracción EF-3 (ver Materiales y Métodos). Por otro lado, las

fracciones EF-7 y EF-8 mostraron dos tipos de sustancias polares, tales como polisacáridos,

saponinas y glicolípidos y de otro lado, ácidos grasos libres y triglicéridos. Estos

componentes también se evidenciaron en el momento de preparar las muestras para los

bioensayos puesto que las fracciones EF-7 y EF-8 mostraron menos solubilidad en los

solventes usados que las fracciones EF-3 y EF-6. No descartamos la existencia de

sustancias bioactivas en estas fracciones, en cambio creemos que es probable que las

fracciones EF-7 y EF-8 contengan sustancias bioactivas que actuarían a nivel intracelular y

que la ausencia de actividad citotóxica observada seria una consecuencia de que los

Page 44: Evaluación de la actividad citotóxica y antiproliferativa ... · de 48 µg/mL en CHO y de 38 ... Establecimiento de las condiciones de cultivo para la prueba MTT ... siendo una

Evaluación de la actividad citotóxica y antiproliferativa de fracciones metanólicas y actividad citotóxica

de compuestos puros de la esponja marina Ectyoplasia ferox

Universidad Nacional de Colombia

compuestos presentes en estas fracciones no atravesaran la membrana celular. Este

planteamiento podría comprobarse si se estudiara en profundidad la actividad citotóxica de

compuestos aislados de estas fracciones.

En continuidad con nuestro razonamiento experimental, se seleccionó la fracción EF-3 para

continuar el análisis de la actividad citotóxica y antiproliferativa. Los resultados de la prueba

de eficiencia de clonación y función de acumulación mostraron que la fracción EF-3 afecta

moderadamente la progresión del ciclo de las líneas celulares CHO y Jurkat, siendo las

CHO, más sensibles al efecto antiproliferativo. Estos resultados, evidencian las diferencias

genéticas entre las dos líneas celulares, por ejemplo, en las células Jurkat, el gen que

codifica la proteína p53 está mutado, por lo tanto, las células con daño en su DNA, no serían

detenidas en la fase G2, pudiendo continuar a otras fases del ciclo celular 52, mientras que

en las células CHO se expresa normalmente el gen p53, causando detención de las células

en la fase G2 para reparar el daño genético o la revisión de la continuidad del ciclo celular

causada de la fracción EF-3 a bajas concentraciones (24 μg/mL).

El efecto de la fracción EF-3 sobre el ciclo celular, también fue analizado mediante la prueba

de Intercambio de Cromátidas Hermanas en células CHO y Jurkat. Las células fueron

tratadas con una concentración equivalente a la IC25 de la fracción, sin embargo en las

placas obtenidas no se encontró un número adecuado (20-25) de metafases de primero,

segundo o tercer ciclo que permitieran evaluar la progresión del ciclo (datos no presentados).

Aunque estas observaciones deben repetirse, los datos preliminares nos permiten especular

que la fracción EF-3 causaría la detención del ciclo celular.

Los resultados del análisis de la composición química de la fracción EF-3 21, 34 concuerdan

con los estudios existentes de la composición química de la esponja marina Ectyoplasia

ferox, donde muestran que sus mayores componentes son compuestos tipo saponinas

triterpenoides (ectyoplásidos y feróxidos) 18, 26, 53 . Las saponinas, son glicósidos

triterpenoides o esteroides con propiedades surfactantes naturales, ampliamente distribuidos

en plantas y organismos marinos, en especial, las saponinas triterpenoides (C30) han

mostrado tener potentes propiedades antitumorales 54-58. La actividad citotóxica de estas

moléculas se ha asociado con sus propiedades anfilíticas, basados en su esqueleto

Page 45: Evaluación de la actividad citotóxica y antiproliferativa ... · de 48 µg/mL en CHO y de 38 ... Establecimiento de las condiciones de cultivo para la prueba MTT ... siendo una

32

hidrofóbico de aglicona y una o dos fracciones hidrofílicas ramificadas, unidas a la aglicona.

Las saponinas triterpenoides disminuyen la tensión superficial de las soluciones acuosas y

en altas concentraciones logran crear huecos en las membranas celulares 59. Se propone

que este efecto se basa en la asociación de la aglicona con el colesterol 23.

La citotoxicidad moderada que exhibió la fracción EF-3 en las dos líneas celulares (IC50 = 48

μg/mL en células CHO y IC50 = 38 μg/mL en células Jurkat) concuerda con la moderada

actividad citotóxica descrita previamente para glicósidos triterpenoides de Ectyoplasia ferox

en líneas celulares J774 (macrófagos-monocitos murinos), WEHI164 (fibrosarcoma murino),

y P388 (leucemia murina) en las que se determinaron valores para la IC50 de 8,5 hasta 19

μg/mL17, 18. Sin embargo, las cuatro saponinas triterpenoides aisladas no mostraron efecto

citotóxico significativo en las dos líneas celulares (IC50 > 100 μM), lo cual podría explicarse

por las diferencias estructurales presentadas en la fracción hidrofóbica de los compuestos

C1, C2 y C3 respecto a las reportadas para otros furanóxidos y ectyoplásidos, en los que se

resalta la importancia de la presencia de la fracción hidrofóbica (aglicona) en la actividad

citotóxica 60, 61.

La prueba de la actividad hemolítica de la fracción EF-3 mostró que la citotoxicidad evaluada

por MTT no está mediada por daño en la membrana celular, aún con concentraciones de

100 μg/mL. La misma prueba en las cuatro saponinas reveló un porcentaje de hemólisis

mayor al 50% en concentraciones mayores a 100 µM, siendo similares a los resultados de la

fracción. Estos resultados resultan muy interesantes teniendo en cuenta que las moléculas

candidatas a fármacos deben presentar una baja actividad hemolítica para ser aprobadas en

las pruebas clínicas 51, 62-65 . En estas pruebas, la vía de administración intravenosa de una

sustancia con alta actividad hemolítica puede inducir muerte de las células de la sangre y

causar efectos secundarios graves, además influyen drásticamente en la decisión de los

pacientes para abandonar la quimioterapia 66, 67.

Los resultados de la prueba de MTT demuestran que las cuatro saponinas triterpenoides no

tienen actividad citotóxica, sin embargo debemos tener en cuenta que las saponinas

triterpenoides son sustancias complejas y susceptibles a hidrólisis del enlace glicosídico,

entonces la alteración de la estabilidad química de estos compuestos durante el

almacenamiento y la manipulación explicaría la ausencia de actividad citotóxica y hemolítica

Page 46: Evaluación de la actividad citotóxica y antiproliferativa ... · de 48 µg/mL en CHO y de 38 ... Establecimiento de las condiciones de cultivo para la prueba MTT ... siendo una

Evaluación de la actividad citotóxica y antiproliferativa de fracciones metanólicas y actividad citotóxica

de compuestos puros de la esponja marina Ectyoplasia ferox

Universidad Nacional de Colombia

en nuestros bioensayos. Esta explicación, es muy probable teniendo en cuenta el hecho de

que la prueba de hemólisis de la fracción EF-3 se realizó varios meses después de haber

realizado las pruebas de citotoxicidad. Por otro lado, asumiendo que la fracción y los

compuestos fueran estables, es probable que ninguna de las saponinas caracterizadas este

asociada con la actividad citotóxica observada para la fracción EF-3, aceptando esta

explicación es posible que estos compuestos no estén presentes en la fracción o que si lo

están, su concentración sea muy baja. Estas posibles explicaciones también deben tenerse

en cuenta en futuros estudios químicos y de actividad biológica de estos compuestos.

A pesar de que el mecanismo de acción de las saponinas no está bien entendido, en los dos

últimos años, se han propuesto algunos mecanismos de acción de varias saponinas

triterpenoides aisladas de plantas. La mayoría de estudios, coinciden en que las saponinas

triterpenoides son agentes proapoptóticos y buenos candidatos para el desarrollo de

fármacos y para ser usadas en nuevas terapias antitumorales 58, como lo es la mediación de

la liberación especifica de toxinas quimioterapéuticas en células tumorales 68. Es necesario

evaluar en estudios posteriores, si la actividad citotóxica que exhibió la fracción EF-3 en las

dos líneas celulares CHO y Jurkat estaría mediada por la activación de la apoptosis.

En resumen, los resultados presentados resaltan el potencial bioactivo de las saponinas

triterpenoides en una fracción metanólica de la esponja marina Ectyoplasia ferox. Este

trabajo aporta una nueva confirmación de que las saponinas triterpenoides están presentes

de forma abundante en las esponjas marinas pertenecientes al orden Poecilosclerida. Los

resultados de la evaluación de la actividad citotóxica de las saponinas triterpenoides

demostraron que se debe realizar los bioensayos inmediatamente se aíslen los compuestos

con el fin de no causar daño a la estabilidad química de las saponinas triterpenoides por los

protocolos de congelación o almacenamiento a largo plazo. En este estudio, ninguna de las

cuatro saponinas triterpenoides estudiadas, presentó una actividad citotóxica similar a la

observada para la fracción metanólica EF-3. Estos resultados motivan estudios químicos y

de actividad biológica adicionales de éstos y otros compuestos.

Page 47: Evaluación de la actividad citotóxica y antiproliferativa ... · de 48 µg/mL en CHO y de 38 ... Establecimiento de las condiciones de cultivo para la prueba MTT ... siendo una

34

6 Conclusiones

– La fracción metanólica EF-3 obtenida de la esponja Ectyoplasia ferox tiene una

actividad citotóxica fuerte en las dos líneas celulares (IC50 = 48 μg/mL en c lulas

CHO y IC50 = 38 μg/mL en c lulas Jurkat).

– Las fracciones EF-6, EF-7 y EF8 obtenidas de la esponja Ectyoplasia ferox no

presentan actividad citotóxica significativa en las líneas celulares CHO y Jurkat.

Teniendo en cuenta la complejidad de las moléculas que contiene la esponja

Ectyoplasia ferox no se descarta la presencia de sustancias bioactivas en estas

fracciones.

– La fracción EF-3 tiene un efecto antiproliferativo moderado en las líneas celulares

CHO y Jurkat.

– Las saponinas triterpenoides ulosósido F, urabósido A, urabósido B y ulolósido A

aislados de la fracción metanólica EF-3 de la esponja marina Ectyoplasia ferox no

tienen actividad citotóxica en las líneas celulares CHO y Jurkat. De la misma forma

estas saponinas no tienen actividad hemolítica en eritrocitos humanos.

– En su conjunto, nuestros resultados demuestran que la fracción metanólica EF-3 de

la esponja marina Ectyoplasia ferox contiene moléculas tipo saponinas triterpenoides

con actividad citotóxica y antiproliferativa.

Page 48: Evaluación de la actividad citotóxica y antiproliferativa ... · de 48 µg/mL en CHO y de 38 ... Establecimiento de las condiciones de cultivo para la prueba MTT ... siendo una

Evaluación de la actividad citotóxica y antiproliferativa de fracciones metanólicas y actividad citotóxica

de compuestos puros de la esponja marina Ectyoplasia ferox

Universidad Nacional de Colombia

7 Recomendaciones

– Se recomienda continuar con la evaluación de la actividad citotóxica y antiproliferativa

de otros compuestos puros obtenidos a partir de fracciones polares de la esponja

Ectyoplasia ferox con el fin de identificar el compuesto responsable del efecto

antiproliferativo observado en las dos líneas celulares.

– Se considera necesario evaluar el efecto genotóxico de la fracción EF-3 en

concentraciones iguales o menores a la IC50.

– Se considera necesario evaluar el efecto citotóxico y antiproliferativo de la fracción

EF-3 en otras líneas celulares.

– En general, se recomienda continuar evaluando fracciones orgánicas de la esponja

marina Ectyoplasia ferox.

Page 49: Evaluación de la actividad citotóxica y antiproliferativa ... · de 48 µg/mL en CHO y de 38 ... Establecimiento de las condiciones de cultivo para la prueba MTT ... siendo una

36

8 Bibliografía

1. McLeod, H.L. Cancer pharmacogenomics: early promise, but concerted effort needed.

Science 339, 1563-1566 (2013). 2. Kreuzaler, P. & Watson, C.J. Killing a cancer: what are the alternatives? Nat Rev

Cancer 12, 411-424 (2012). 3. Arrondeau, J., Gan, H.K., Razak, A.R., Paoletti, X. & Le Tourneau, C. Development of

anti-cancer drugs. Discov Med 10, 355-362 (2010). 4. Marris, E. Marine natural products: drugs from the deep. Nature 443, 904-905 (2006). 5. Schumacher, M., Kelkel, M., Dicato, M. & Diederich, M. Gold from the sea: marine

compounds as inhibitors of the hallmarks of cancer. Biotechnol Adv 29, 531-547 (2011).

6. Schumacher, M., Kelkel, M., Dicato, M. & Diederich, M. A Survey of Marine Natural Compounds and Their Derivatives with Anti-Cancer Activity Reported in 2010. Molecules 16, 5629-5646 (2011).

7. Bohlin, L., Goransson, U., Alsmark, C., Weden, C. & Backlund, A. Natural products in modern life science. Phytochem Rev 9, 279-301.

8. Bohlin, L., Goransson, U., Alsmark, C., Weden, C. & Backlund, A. Natural products in modern life science. Phytochem Rev 9, 279-301 (2010).

9. Twelves, C. et al. Phase III trials of eribulin mesylate (E7389) in extensively pretreated patients with locally recurrent or metastatic breast cancer. Clin Breast Cancer 10, 160-163 (2010).

10. Yanagimoto, H. et al. A phase II study of personalized peptide vaccination combined with gemcitabine for non-resectable pancreatic cancer patients. Oncol Rep 24, 795-801 (2010).

11. Martínez, E.G.a.A. Antimicrobial activity of marine sponges from Urabá Gulf, Colombian Caribbean region. Journal De Mycologie Medicale 17, 21-24 (2007).

12. Frota, M.J., Silva, R.B., Mothes, B., Henriques, A.T. & Moreira, J.C. Current status on natural products with antitumor activity from Brazilian marine sponges. Curr Pharm Biotechnol 13, 235-244 (2011).

13. Ossa, A.M.d.l. in Área Curricular de Biotecnología (Universidad Nacional de Colombia, Medellín; 2012).

14. García, L.M.B. in Área Curricular de Biotecnología (Universidad Nacional de

Colombia, Medellín; 2012). 15. Morocho, H.C.N. in Área Curricular de Biotecnoloogía, Vol. Bióloga (Universidad

Nacional de Colombia, Medellín; 2011). 16. Rocha, A.P. in Área curricular de Biotecnología, Vol. Biólogo 37 (Universidad

Nacional de Colombia, Medellín-Colombia; 2012). 17. Cafieri, F., Fattorusso, E. & Taglialatela-Scafat, O. Ectyoplasides A–B – Unique

Triterpene Oligoglycosides from the Caribbean Sponge Ectyoplasia ferox. European Journal of Organic Chemistry 1999, 231-238 (1998).

18. Campagnuolo, C., Fattorusso, E. & Taglialatela -Scafati, O. Feroxides A-B,

two norlanostane tetraglycosides from the Caribean sponge Ectyoplasia ferox. Tetrahedron 57, 4049-4055 (2001).

Page 50: Evaluación de la actividad citotóxica y antiproliferativa ... · de 48 µg/mL en CHO y de 38 ... Establecimiento de las condiciones de cultivo para la prueba MTT ... siendo una

Evaluación de la actividad citotóxica y antiproliferativa de fracciones metanólicas y actividad citotóxica

de compuestos puros de la esponja marina Ectyoplasia ferox

Universidad Nacional de Colombia

19. Christ, T. et al. An aqueous extract of the marine sponge Ectyoplasia ferox stimulates L-type Ca2+-current by direct interaction with the Cav1.2 subunit. Naunyn Schmiedebergs Arch Pharmacol 370, 474-483 (2004).

20. Berrio E, J.F. in Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, Vol. Química (Universidad de Antioquia, Medellín; 2009).

21. Colorado, J. et al. Ulososides and urabosides--triterpenoid saponins from the Caribbean marine sponge Ectyoplasia ferox. Molecules 18, 2598-2610 (2013).

22. Antonov, A.S., Kalinovskii, A.I., Dmitrenok, P.S. & Stonik, V.A. [Novel triterpene glycosides from the sponge Ulosa sp]. Bioorg Khim 28, 209-214 (2002).

23. Francis, G., Kerem, Z., Makkar, H.P. & Becker, K. The biological action of saponins in animal systems: a review. Br J Nutr 88, 587-605 (2002).

24. Schmitt, S., Angermeier, H., Schiller, R., Lindquist, N. & Hentschel, U. Molecular microbial diversity survey of sponge reproductive stages and mechanistic insights into vertical transmission of microbial symbionts. Appl Environ Microbiol 74, 7694-7708 (2008).

25. Zhang, T. et al. Antitumor effects of saponin extract from Patrinia villosa (Thunb.) Juss on mice bearing U14 cervical cancer. Phytother Res 22, 640-645 (2008).

26. Colorado, J. et al. Ulososides and Urabosides - Triterpenoid Saponins from the Caribbean Marine Sponge Ectyoplasia ferox. Molecules 18, 2598-2610 (2013).

27. Yan, M.C. et al. Synthesis and antitumor activity of two natural N-acetylglucosamine-bearing triterpenoid saponins: lotoidoside D and E. Bioorg Med Chem Lett 16, 4200-4204 (2006).

28. Ma, Y.X. et al. An anticancer effect of a new saponin component from Gymnocladus chinensis Baillon through inactivation of nuclear factor-kappaB. Anticancer Drugs 18, 41-46 (2007).

29. Kuo, R.Y., Qian, K., Morris-Natschke, S.L. & Lee, K.H. Plant-derived triterpenoids and analogues as antitumor and anti-HIV agents. Nat Prod Rep 26, 1321-1344 (2009).

30. Fleck, J.D. et al. Adjuvant activity of Quillaja brasiliensis saponins on the immune responses to bovine herpesvirus type 1 in mice. Vaccine 24, 7129-7134 (2006).

31. Sun, H.X., Ye, Y.P., Pan, H.J. & Pan, Y.J. Adjuvant effect of Panax notoginseng saponins on the immune responses to ovalbumin in mice. Vaccine 22, 3882-3889 (2004).

32. Sparg, S.G., Light, M.E. & van Staden, J. Biological activities and distribution of plant saponins. J Ethnopharmacol 94, 219-243 (2004).

33. Vermeersch, M. et al. Selective antileishmania activity of 13,28-epoxy-oleanane and related triterpene saponins from the plant families Myrsinaceae, Primulaceae, Aceraceae and Icacinaceae. Phytother Res 23, 1404-1410 (2009).

34. Colorado, J. in The 13th International symposium of Marine Natural products (MaNaProXIII) (Universidad de Antioquia, Tailandia; 2010).

35. Antonov, A.S., Kalinovskii, A.I., Stonik, V.A., Evtushenko, E.V. & Elyakov, G.B. Structure of ulososide A, a new triterpenoid glycoside from the Ulosa sp. sponge. Russian Chemical Bulletin 43, 1265-1269 (1994).

36. Liu, Y.J., Li, Z.Z., Liang, Z.H., Yao, J.H. & Huang, H.L. Cytotoxicity, apoptosis, cellular uptake, cell cycle arrest, photocleavage, and antioxidant activity of 1, 10-phenanthroline ruthenium(II) complexes. DNA Cell Biol 30, 839-848.

Page 51: Evaluación de la actividad citotóxica y antiproliferativa ... · de 48 µg/mL en CHO y de 38 ... Establecimiento de las condiciones de cultivo para la prueba MTT ... siendo una

38

37. Beedessee, G. et al. Cytotoxic activities of hexane, ethyl acetate and butanol extracts of marine sponges from Mauritian Waters on human cancer cell lines. Environ Toxicol Pharmacol 34, 397-408 (2012).

38. Zandi, K. et al. Anticancer activity of Sargassum oligocystum water extract against human cancer cell lines. Eur Rev Med Pharmacol Sci 14, 669-673.

39. Lamoral-Theys, D. et al. Evaluation of the antiproliferative activity of diterpene isonitriles from the sponge Pseudoaxinella flava in apoptosis-sensitive and apoptosis-resistant cancer cell lines. J Nat Prod 74, 2299-2303.

40. Strober, W. Trypan blue exclusion test of cell viability. Curr Protoc Immunol Appendix 3, Appendix 3B (2001).

41. Regalado, E.L. et al. Cytotoxic and haemolytic steroidal glycosides from the Caribbean sponge Pandaros acanthifolium. Steroids 76, 1389-1396.

42. Moushumi Priya, A. & Jayachandran, S. Induction of apoptosis and cell cycle arrest by Bis (2-ethylhexyl) phthalate produced by marine Bacillus pumilus MB 40. Chem Biol Interact 195, 133-143.

43. Cheng, L. et al. A Novel Polypeptide Extracted from Ciona savignyi Induces Apoptosis Through a Mitochondrial-Mediated Pathway in Human Colorectal Carcinoma Cells. Clin Colorectal Cancer.

44. Wada, Y. et al. The synthetic and biological studies of discorhabdins and related compounds. Org Biomol Chem 9, 4959-4976.

45. Mosmann, T. Rapid colorimetric assay for cellular growth and survival: application to proliferation and cytotoxicity assays. J Immunol Methods 65, 55-63 (1983).

46. Sylvester, P.W. Optimization of the tetrazolium dye (MTT) colorimetric assay for cellular growth and viability. Methods Mol Biol 716, 157-168 (2011).

47. Sun, H. & Liu, G.T. Inhibitory effect of anti-hepatitis drug bicyclol on invasion of human hepatocellular carcinoma MHCC97-H cells with high metastasis potential and its relative mechanisms. J Asian Nat Prod Res 11, 576-583 (2009).

48. Taniyama, S. et al. Ostreopsis sp., a possible origin of palytoxin (PTX) in parrotfish Scarus ovifrons. Toxicon 42, 29-33 (2003).

49. Van Dyck, S., Gerbaux, P. & Flammang, P. Qualitative and quantitative saponin contents in five sea cucumbers from the Indian ocean. Mar Drugs 8, 173-189 (2010).

50. Freshney, R.I. Culture of Animal Cells: A Manual of Basic Technique, Edn. 5th. (John Wiley & Sons Ltd, 2005).

51. Rabelo, L. et al. A lactose-binding lectin from the marine sponge Cinachyrella apion (Cal) induces cell death in human cervical adenocarcinoma cells. Mar Drugs 10, 727-743 (2012).

52. Siddiqui, R.A. et al. Cell-cycle arrest in Jurkat leukaemic cells: a possible role for docosahexaenoic acid. Biochem J 371, 621-629 (2003).

53. Carballeira, N.M. & Maldonado, M.E. New phospholipid fatty acids from the Caribbean sponge Ectyoplasia ferox. Lipids 24, 371-374 (1989).

54. Guan, F. et al. Bigelovii A induces apoptosis of HL60 human acute promyelocytic leukaemia cells. Mol Med Rep (2013).

55. Huang, P. et al. Cytotoxicity of tubeimoside I in human choriocarcinoma JEG-3 cells by induction of cytochrome c release and apoptosis via the mitochondrial-related signaling pathway. Int J Mol Med 28, 579-587 (2011).

56. Huang, W. et al. Total saponins of Tupistra chinensis induces apoptosis in A549 cells. Neoplasma (2012).

Page 52: Evaluación de la actividad citotóxica y antiproliferativa ... · de 48 µg/mL en CHO y de 38 ... Establecimiento de las condiciones de cultivo para la prueba MTT ... siendo una

Evaluación de la actividad citotóxica y antiproliferativa de fracciones metanólicas y actividad citotóxica

de compuestos puros de la esponja marina Ectyoplasia ferox

Universidad Nacional de Colombia

57. Li, W. et al. Triterpenoid saponins of Pulsatilla koreana root have inhibition effects of TNF-alpha secretion in LPS-induced RAW 264.7 cells. Chem Pharm Bull (Tokyo) (2013).

58. Wang, J. et al. Momordin Ic induces HepG2 cell apoptosis through MAPK and PI3K/Akt-mediated mitochondrial pathways. Apoptosis (2013).

59. Bangham, A.D., Horne, R.W., Glauert, A.M., Dingle, J.T. & Lucy, J.A. Action of saponin on biological cell membranes. Nature 196, 952-955 (1962).

60. Li, C.J. et al. Two sesquiterpene pyridine alkaloids and a triterpenoid saponin from the root barks of Tripterygium hypoglaucum. J Asian Nat Prod Res 14, 973-980 (2013).

61. Chan, P.K. Acylation with diangeloyl groups at C21-22 positions in triterpenoid saponins is essential for cytotoxicity towards tumor cells. Biochem Pharmacol 73, 341-350 (2007).

62. Sepcic, K., Kauferstein, S., Mebs, D. & Turk, T. Biological activities of aqueous and organic extracts from tropical marine sponges. Mar Drugs 8, 1550-1566 (2010).

63. Sharma, B., Rai, D.K., Rai, P.K., Rizvi, S.I. & Watal, G. Determination of erythrocyte fragility as a marker of pesticide-induced membrane oxidative damage. Methods Mol Biol 594, 123-128 (2010).

64. Arabski, M., Wegierek-Ciuk, A., Czerwonka, G., Lankoff, A. & Kaca, W. Effects of saponins against clinical E. coli strains and eukaryotic cell line. J Biomed Biotechnol 2012, 286216 (2012).

65. Kalinin, V.I. et al. Hemolytic activities of triterpene glycosides from the holothurian order Dendrochirotida: some trends in the evolution of this group of toxins. Toxicon 34, 475-483 (1996).

66. Munshi, N.C., Seitz, D.E., Fossella, F., Lippman, S.M. & Einhorn, L.H. Phase II study of sulofenur (LY 186641). A novel antineoplastic agent in advanced non-small cell lung cancer. Invest New Drugs 11, 87-90 (1993).

67. Van Veldhuizen, P.J. et al. A phase ii study of gemcitabine and capecitabine in patients with advanced renal cell cancer: Southwest Oncology Group Study S0312. Am J Clin Oncol 32, 453-459 (2009).

68. Weng, A. et al. Saponins modulate the intracellular trafficking of protein toxins. J Control Release 164, 74-86 (2012).

Page 53: Evaluación de la actividad citotóxica y antiproliferativa ... · de 48 µg/mL en CHO y de 38 ... Establecimiento de las condiciones de cultivo para la prueba MTT ... siendo una

40

9. Anexos

Lista completa de las saponinas encontradas con sus tiempos de retención por LC/MS/MS y sus

huellas de fragmentos. Cortesía de Colorado et al., 2013.

Pico

Tiempo

de

recorrido

(min)

M +

Na+ MW Diagnóstico de iones (m/z)

Centro

aglicanob Centro

glicano

1 45,1 851 828

833, 513 [M – HexA – Hex + Na],

495 [M – HexA – Hex - H2O +

Na], 452

ULO-A Hex-HexA-

2 46,4 851 828

675 [M – HexA + Na], 513 [M –

HexA – Hex + Na], 495 [M –

HexA – Hex - H2O + Na], 451

ULO-A HexA-Hex-b

3 46,6 985 962

967, 923, 853 [M – Hex + Na],

791, 497 [M – Aglycone + Na],

479 [M – Aglycone – H2O + Na]

AG-1 Pen-Hex-Hexc

4 48 851 828

833, 801, 513 [M – HexA – Hex

+ Na], 495 [M – HexA - Hex –

H2O + Na]

ULO-A HexA-Hex-

5 50,7 837 814

661 [M – HexA + Na], 675 [M –

Hex + Na], 499 [M – HexA – Hex

+ Na], 435

AG-2 HexA, Hex d

6 52,3 716 693

684, 513 [M – HexNAc + Na] ,

495 [M – HexNAc – H2O + Na],

451

ULO-A

HexNAc-

7 53,0 819 796 687 [M – pen + Na], 525 [M –

Pen – Hex + Na], 479 AG-3 Pen-Hex-R

8 53,6 967 944

905 [M – CO2 – H2O + Na], 835

[M – Pen + Na], 673 [M – Pen -

Hex + Na], 497 [M – Aglycone +

Na]

URA-B Pen-Hex-Hex c

9 54,0 951 928 819 [M – Pen + Na], 497 [M –

Aglycone + Na] AG-4 Pen-Hex-Hex

c

10 56,1 979 956 497 [M – Aglycone + Na] AG-5 Pen-Hex-Hex c

11 57 953 930

821 [M – Pen + Na], 791 [M –

Hex + Na], 497 [M – Aglycone +

Na], 479 [M – Aglycone – H2O +

Na]

URA-A Pen-Hex-Hex c

Page 54: Evaluación de la actividad citotóxica y antiproliferativa ... · de 48 µg/mL en CHO y de 38 ... Establecimiento de las condiciones de cultivo para la prueba MTT ... siendo una

Evaluación de la actividad citotóxica y antiproliferativa de fracciones metanólicas y actividad citotóxica

de compuestos puros de la esponja marina Ectyoplasia ferox

Universidad Nacional de Colombia

12 57,6 937 914

875 [M – CO2 – H2O + Na], 805

[M – Pen + Na] 467 [M –

Aglycone + Na], 449 [M –

Aglycone – H2O + Na]

URA-B Pen-Pen-Hex-

13 58,2 921 898

789 [M – Pen + Na], 657 [M – 2

Pen + Na], 467 [M – Aglycone +

Na], 449 [M – Aglycone – H2O +

Na]

AG-4 Pen-Pen-Hex-

14 58,4 1097 1074

965 [M – Pen + Na] , 921 [M –

HexA + Na], 833 [M – 2 Pen +

Na], 657 [M – 2 Pen - HexA +

Na]

AG-4 Pen-Pen-HexA-

Hex-

15 58,6 1111 1088

965 [M – dHex + Na], 833 [M –

dHex - Pen + Na], 657 [M –

dHex - Pen – HexA + Na], 495

[M – dHex - Pen – HexA - Hex +

Na]

AG-4 dHex-HexA-Pen-

Hex-

16 59,7 937 914

805 [M – Pen + Na], 511 [M – 2

Pen – Hex + Na], 493 [M – 2 Pen

– Hex – H2O + Na], 467 [M –

Aglycone + Na], 431

URA-B Pen-Pen-Hex-

17 60,1 965 942

833 [M – Pen + Na], 789 [M –

Pen – COO + Na], 657 [M – Pen

– HexA + Na]

AG-4 Pen-HexA-Hex-

18 60,3 849 826

805 [M – CO2 + Na], 787 [M –

COO – H2O + Na], 449 [M –

COO – HexA – Hex – H2O + Na].

URA-B Hex-HexA e

19 61,6 803 780 641 [M – Hex + Na], 465 [M –

Hex – HexA + Na] AG-6 Hex-HexA

e

a Los núcleos de aglicona están directamente asociados con la masa de nuestro anterior reporte

ULO-A: Aglicona del ulososido A (490 Da); URA-A: Aglicona del urabosido A (474 Da); URA-B: Aglicona del urabosido B (488 Da); y otras agliconas nuevas con m/z especifico como AG-1 (506 Da), AG-2 (476 Da), AG-3 (502 Da), AG-4 (472 Da), AG-5 (500 Da), AG-6 (442 Da), AG-7 (444 Da) y AG-8 (456 Da).

b El núcleo aglicona podría ser el mismo para ulososido A tal como O-[β-D-Glucuronopyranosyl-(1→6)-β-D-glucopyranosido]

c El núcleo aglicona podría ser el mismo para urabosido A tal como O-[β-D-Arabinopyranosyl-(1’’→2’)-(β-D-galactopyranosyl-(1’’’→3’))-β-D-galactopyranosido]

d Fragmentación similar al Bidesmosido

Page 55: Evaluación de la actividad citotóxica y antiproliferativa ... · de 48 µg/mL en CHO y de 38 ... Establecimiento de las condiciones de cultivo para la prueba MTT ... siendo una

42

e El núcleo aglicona podría ser el mismo para urabosido B tal como O-[β-D-Galactopyranosyl-(1→2)-β-

D-glucopyranosiduronic acido ]

Page 56: Evaluación de la actividad citotóxica y antiproliferativa ... · de 48 µg/mL en CHO y de 38 ... Establecimiento de las condiciones de cultivo para la prueba MTT ... siendo una

Evaluación de la actividad citotóxica y antiproliferativa de fracciones metanólicas y actividad citotóxica

de compuestos puros de la esponja marina Ectyoplasia ferox

Universidad Nacional de Colombia

Registro fotográfico de la actividad de la fracción EF-3 en la línea celular CHO y Jurkat (10x). A-B, Prueba de azul de tripano. C-D, Prueba de MTT. Cambios morfológicos luego del tratamiento con la fracción EF-3 (25, 37.5, 50, 62.5, 75, 87.5 μg/mL ) por 24h bajo microscopio óptico (x10). Las células CHO Jurkat pierden capacidad de adhesión en concentraciones mayores a 37.5 μg/mL y 62.5 μg/mL.

0 μg/mL

25 μg/mL

37.5 μg/mL

50 μg/mL

62,5 μg/mL

75 μg/mL

87,5 μg/mL

A B C D

Jurkat CHO Jurkat CHO