Effect of the lipophilic o-naphthoquinone CG 10-248 on rat liver mitochondria structure and function

CG 10-248 (3,4-dihydro-2,2 dimethyl-9-chloro-2H-naphtho[1,2b]pyran-5,6-dione), a beta-lapachone analogue, modified the ultrastructure of rat liver mitochondria in vitro, in the absence of added oxidizable substrates. The condensed mitochondrial state was replaced by the orthodox or swollen state to a significant degree. The number of modified mitochondria depended on incubation time and quinone concentration, in the 25-100 microM range. Under the same experimental conditions, mitochondrial respiration was uncoupled as indicated by the increase in the rate of succinate oxidation by controlled mitochondria in metabolic state "4" (not in state "3"), and by the activation of latent F0F1-ATP synthase. Taking into account structural similarities, the results reported here may be valid for other o-naphthoquinones, such as beta-lapachone.

Citotoxicidad de la ß-Lapachona: una O-Naftoquinona con posibles usos terapéuticos / Citotoxicity of ß-Lapachone: an O-naphthoquinone with possible therapeutic uses

La ß-lapachona (ß-lap) es una o-naftoquinona extraída de la madera del lapacho. Las observaciones iniciales mostraron su acción inhibidora del crecimiento del sarcoma de Yoshida, del carcinosarcoma de Walker 256 y del Trypanosoma cruzi. La ß-lap genera productos reactivos del oxígeno (EROS: anión superóxido, radical hidroxilo y peróxido de hidrógeno) a los que inicialmente se atribuyó su citotoxicidad. ß-lap resultó un potente inhibidor de la síntesis de ADN en T. cruzi, de las topoisomerasas I y II de la poli(ADP-ribosa) polimerasa (PARP) de diferentes orígenes, enzimas responsables de la reparación y mantenimiento de la estructura del ADN. Se investigó la citotoxicidad de ß-lap en células de cáncer epidermoide de laringe, melanoma, cáncer de ovario, de mama, de próstata, de pulmón, adenocarcinoma de colon y diferentes formas de leucemia aportando un mejor conocimiento de los mecanismos moleculares involucrados en la acción de ß-lap y su relación con los procesos de apoptosis y necrosis. Entre esos mecanismos se comprobó la activación de la calpaina, proteasa cuya actividad depende de tioles, seguida por la activación de quinasas (c-JUN), caspasas y nucleasas, que finalmente degradan al ADN y a las proteínas celulares. Una reacción importante para la actividad de la ß-lap es su reducción enzimática, especialmente por la diaforasa y la NAD(P)H-quinona reductasa, que inician la producción de EROS. La acción de ß-lap sobre células tumorales resultaría de la inhibición directa de enzimas como las topoisomerasas, PARP y el factor TNF, sumada a la acción de radicales libres generados por la ß-lap. Los efectos citostáticos de ß-lap han abierto interesantes perspectivas para la quimioterapia del cáncer.

Citotoxidad de la beta lapachona: una o-naftoquinona con posibles usos terapeuticos / Cytotoxicity of beta-lapachone, an naphthoquinone with possible therapeutic use

La Beta-lapachona (Beta-lap) es una o-naftoquinona extraída de la madera del lapacho. Las observaciones iniciales mostraron su acción inhibidora del crecimiento del sarcoma de Yoshida y del carcinosarcoma de Walker 256. La Beta-lap genera productos reactivos del oxígeno (ROS: anión superóxido, radical hidroxilo y peróxido de hidrógeno) a los que inicialmente se atribuyó su citotoxicidad. Beta-Lap resultó un potente inhibidor de la síntesis de ADN en T. cruzi, de la topoisomerasas I y II y de la poli(ADP-ribosa) polimerasa (PARP) de diferentes orígenes, enzimas responsables de la conservación del ADN. Se investigó la citotoxicidad de Beta-lap en células de cáncer epidermoide de laringe, melanoma, cáncer de ovario, de mama, de próstata, de pulmón, adenocarcinoma de colon y leucemia, aportando un mejor conocimiento de los mecanismos moleculares involucrados en la acción de Beta-lap y su relación con los procesos de apoptosis y de necrosis. Se comprobó la activación de la calpaina, proteasa cuya actividad depende de tioles, seguida por la activación de quinasas (c-JUN NH2 -quinasa terminal), caspasas y nucleasas, enzimas que degradan al ADN y a las proteínas celulares. Una reacción importante para la actividad de la Beta-lap es su reducción, especialmente por la diaforasa y la NAD(P)H-quinona reductasa, que inician la producción de ROS. La acción de Beta-lap sobre células tumorales resultaría de la inhibición directa de enzimas como las topoisomerasas, PARP y el factor TNF, sumada a la acción de radicales libres. Los efectos citostáticos de ß-lap han abierto interesantes perspectivas para la quimioterapia del cáncer.

Efectos fisiopatologicos del oxido nitrico y su relacion con el estres oxidativo / Psysiopathologic effects of nitric oxide and its relationship with oxidative stress

El óxido nítrico (NO.) es producido por la oxidación de la arginina a citrulina, una reacción catalizada por las enzimas óxido nítrico sintasas (NOS). Se acepta que esa reacción es la única capaz de producir NO en los sistemas biológicos, en condiciones normales o patológicas. El NO regula diferentes funciones en células y tejidos de mamíferos, tales como: (a) el control de la presión sanguínea; (b) la relajación del tono del músculo liso arterial; (c) la agregación y adhesión plaquetaria; (d) la neurotransmisión; (e) la función neuro-endócrina. El NO. también participa en la destrucción de microorganismos patógenos y de células tumorales por leucocitos y macrófagos. La producción de anión superóxido (O2-) y NO. ha sido asociada al desarrollo de muchas patologías, pero recientemente se ha comprobado que la interacción de esas moléculas genera el ión peroxintrito (ONOO-), lo que constituye un importante mecanismo fisiopatológico pues, como oxidante, el ONOO- ataca un gran número de blancos biológicos. Por su influencia sobre la producción de ONOO-, el balance entre la producción de NO y O2- es crítico en la etiología de procesos como hipertensión, ateroesclerosis, enfermedades neurodegenerativas, infecciones virales, daño por isquemia-reperfusión y cáncer.

Oxygen radicals and the chemotherapy of Chagas' disease: an overview

Current knowledge on the role of oxygen radicals in the development of chemotherapy for Chagas' disease is reviewed. This includes: a) a brief description of the disease and its prevalence in the endemic area; b) applicability and toxicity of nifurtimox and benznidazole; c) the production of oxygen radicals by nitrocompounds, specially by nifurtimox; d) the action of nifurtimox and benzidazole on DNA, RNA and protein synthesis and degradation in Trypanosoma cruzi, including nuclear DNA and kinetoplast DNA cleavage and repair; e) nifurtimox reduction by lipoamide dehydrogenase; J) the role of T cruzi trypanothione system; g) the chemical and biological consequences of replacing the tetrahydrothiazine group of nifurtimox by unsaturated nitrogen heterocycles; h) the electronic properties of the new compounds, in relation to their capability for nitroanion radical production and trypanocidal action in vitro (QSAR) and in vivo; i) evidence for the possible role of oxygen radicals in the action of nifurtimox on T. cruzi and the human host. It is concluded that the chemotherapy of Chagas'disease remains an unsolved problem and, therefore, the search for new drugs must continue.

Inhibición de la lipoperaxidación en microsomas de hígado por nifurtimox y nitrofurantoina / Inhibition of lipoperoxidation in liver microsomes by nifurtimox and nitrofurantoin

El nifurtimox y la nitrofurantoína, dos nitrofuranos, inhibieron la formación de malondialdehído (MDA) por microsomas de hígado de rata incubados durante una hora con un sistema generador de NADPH (NADP+, glucosa-6-P, glucosa-6-P deshidrogenasa y Cl2 Mg), ADP y Fe**3+. Las drogas ensayadas se disolvieron en dimetilformamida previo a su agregado al medio de incubación. El efecto del nifurtimox se manifestó en función del tiempo de incubación, de la concentración de droga y disminuyó significativamente cuando se omitió la adición de ADP-Fe**3+. Al tiempo de inhibir la formación de MDA, el nifurtimox inhibió la destrucción de los ácidos grasos polietilénicos microsomales. Este efecto se expresó por las variaciones de la relación araquidónico/oleico, docosahexanoico/oleico y el índice de dobles ligaduras. El nifurtimox inhibió también la destrucción del citocromo P-450, correlacionada con la lipoperoxidación. El solvente utilizado como vehículo del nifurtimox fue crítico para la inhibición, pues con DMSO el nifurtimox estimuló la formación de MDA, no así con DMFA, el solvente que se utilizó en los experimentos descriptos. Con los sistemas peroxidantes ascorbato-Fe e hidroperóxido de t-butilo-Fe, que inducen la lipoperoxidación sin involucrar la NADPH-citocromo P-450 reductasa, el efecto inhibidor del nifurtimox fue relativamente menor comparado con la inhibición observada con el sistema NADPH-Fe. En esa forma, los resultados con ascorbato-Fe y peróxido de t-butilo-Fe indican inhibición de la iniciación de la lipoperoxidación. Sin embargo, cuando se agregó NADPH en concentración catalítica, la inhibición de la lipoperoxidación inducida por el hidroperóxido de t-butilo-Fe aumentó significativamente, sugiriendo la...

Efecto de la vinblastina sobre la secreción biliar y la ultraestructura hepática en la rata / Effect of vinblastine on bile secretion and hepatic ultrastructure in rats

Se estudió la influencia de la vinblastina, droga que causa inhbición de la polimerización de la tubulina a microtúbulos, sobre la secreción biliar y la ultraestructura hepática en ratas. La vinblastina fue administrada endovenosamente a la dosis de 2mg por 100g p.c., 2 horas antes de efectuar el estudio. Se observó lo seguiente: 1) el flujo biliar basal y la secreción basal de ácidos biliares no fueron modificados: 2) el flujo biliar y la secreción de ácidos biliares disminuyeron después de una sobrecarga de ácidos biliares, y 3) el examen de microscopía electrónica de los hepatocitos, en los animales tratados con vinblastina, reveló la desaparición casi completa de los microtúbulos, un aumento en el número y tamaño de las vesículas de lipoproteína de muy baja densidad, y la configuración anormal de mitocondrias caracterizada por un aumento de la densidad matrical y figuras de partición. Estos resultados apoyan la hipótesis sobre la partición de los microtúbulos en los mecanismos de secreción biliar, además de demostrar una acción de la vinblastina sobre la estructura mitocondrial