Disminución de los efectos genotóxicos, citotóxicos y radiosensibilizante de bisfosfonatos mediante antioxidantes : un modelo experimental

Abstract

Objetivos: los objetivos esta tesis doctoral son determinar los efectos genotóxicos y citotóxicos de los bisfosfonatos en combinación con la radiación ionizante, con el fin de evaluar un posible efecto tóxico sinérgico de ambos tratamientos y determinar un posible efecto protector de algunos antioxidantes que podría permitir un aumento del efecto terapéutico y/o de las dosis administradas. Metodología: el efecto genotóxico se estudió con el test de micronúcleos en linfocitos humanos bloqueados citocinéticamente antes y después de una irradiación de 2 Gy; mientras que el efecto citotóxico se estudió con un ensayo de viabilidad celular (MTT) en las líneas celulares normales de próstata PNT2, tumorales de próstasta TRAMP-C1 y de melanoma metastásico B16F10 antes y después de la exposición a diferentes dosis de rayos X (0-20 Gy) en tratamientos combinados con bisfosfonatos (ácido zoledrónico, ibandronato y pamidronato) y con antioxidantes (apigenina, carnosol y ácido rosmarínico). Resultados y Conclusiones: los bisfosfonatos presentaron un efecto citotóxico según la dosis administrada, destacando la capacidad genotóxica y citotóxica de ácido zoledronico; y un efecto citotóxico sinérgico en el tratamiento combinado de radiación ionizante con ácido zoledronico. La administración de ciertos antioxidantes junto con los bisfosfonatos reduce la toxicidad de estos. La administración de antioxidantes disminuye el efecto lesivo inducido por la radiación ionizante, comportándose como una sustancia radioprotectora tanto del tumor como de las células normales no tumorales. Sin embargo, el carnosol y el ácido rosmarínico mostraron un efecto paradójico en las células del melanoma, ya que se comportan como radiosensibilizadores en estas células, por lo que podrían permitir una nueva estrategia que implicaría un efecto radiosensibilizador en estas células tumorales, pero al mismo tiempo con un efecto radioprotector en el tejido normal adyacente incluido en el mismo campo de irradiación.

ABSTRACT Objectives: the aims this Doctoral Thesis are determine the genotoxic and cytotoxic effects of bisphosphonates both separately and in combination with ionizing radiation, in order to assess the possible existence of a synergically toxic effect resultant from both therapies and determine the potentially protective effect of antioxidants against the toxicity induced by the bisphosphonates which might enable an increase in their therapeutic effect and/or the dose administered. Methods: the genotoxic effect was studied by means of the micronucleus test in cytokinesisblocked cells of human lymphocytes irradiated before and after a 2 Gy irradiation, while the cytotoxic effect was studied by a cell viability test (MTT) in the PNT2, TRAMP-C1 and B16F10 cell line before and after exposure to different X-ray doses (0–20 Gy) in the combined treatments with bisphosphonates (zoledronic acid, ibandronate and pamidronate) and antioxidants (apigenin, carnosol and rosmarinic acid). Results & Conclusions: the bisphosphonates tested present a dose-dependent cytotoxic effect, highlighting the genotoxic and cytotoxic capacity of zoledronic acid and a synergic cytotoxic effect exists in the combined treatment of ionizing radiation plus zoledronic acid, while the administration of certain antioxidants together with bisphosphonates reduces toxicity. The administration of certain antioxidants diminishes the toxic effects induced by the ionizing radiation, behaving in a radioprotective manner in both tumour and normal, non-tumour cells. However, carnosol and rosmarinic acid display a paradoxical effect in melanoma cells since they behave in a radiosensitizing manner in melanoma cells only and thus might allow for a new strategy involving a radiosensitizing effect in the aforementioned cells, yet at the same time a protective effect in normal adjacent tissue.