RESUMO
SUMMARY: Carnosine is known as a natural dipeptide, which inhibits the proliferation of tumor cells throughout its action on mitochondrial respiration and cell glycolysis. However, not much is known about its effects on the metabolism of healthy cells. We explored the effects of Karnozin EXTRA® capsule with different concentrations of L-carnosine, on the cell viability and the expressions of intermediate filament vimentin (VIM) and superoxide dismutase (SOD2) in normal fibroblasts BHK-21/C13. Furthermore, we investigated its action on the energy production of these cells. Cell viability was quantified by the MTT assay. The Clark oxygen electrode (Oxygraph, Hansatech Instruments, England) was used to measure the "intact cell respiration rate", state 3 of ADP-stimulated oxidation, maximum oxidation capacity and the activities of complexes I, II and IV. Results showed that Karnozin EXTRA® capsule in concentrations of 2 and 5 mM of L-carnosine did not induce toxic effects and morphological changes in treated cells. Our data revealed a dose-dependent immunofluorescent signal amplification of VIM and SOD2 in the BHK-21/C13 cell line. This supplement substantially increased the recorded mitochondrial respiration rates in the examined cell line. Due to the stimulation of mitochondrial energy production in normal fibroblasts, our results suggested that Karnozin EXTRA® is a potentially protective dietary supplement in the prevention of diseases with altered mitochondrial function.
RESUMEN: La carnosina se conoce como dipéptido natural, que inhibe la proliferación de células tumorales a través de su acción sobre la respiración mitocondrial y la glucólisis celular. Sin embargo, no se sabe mucho de sus efectos sobre el metabolismo de las células sanas. Exploramos los efectos de la cápsula Karnozin EXTRA® con diferentes concentraciones de L-carnosina, sobre la viabilidad celular y las expresiones de vimentina de filamento intermedio (VIM) y superóxido dismutasa (SOD2) en fibroblastos normales BHK-21 / C13. Además, estudiamos su acción sobre la producción de energía de estas células. La viabilidad celular se cuantificó mediante el ensayo MTT. Se utilizó el electrodo de oxígeno Clark (Oxygraph, Hansatech Instruments, Inglaterra) para medir la "tasa de respiración de células intactas", el estado 3 de oxidación estimulada por ADP, la capacidad máxima de oxidación y las actividades de los complejos I, II y IV. Los resultados mostraron que la cápsula de Karnozin EXTRA® en concentraciones de 2 y 5 mM de L- carnosina no indujo efectos tóxicos ni cambios morfológicos en las células tratadas. Nuestros datos revelaron una amplificación de señal inmunofluorescente dependiente de la dosis de VIM y SOD2 en la línea celular BHK-21 / C13. Este suplemento aumentó sustancialmente las tasas de respiración mitocondrial registradas en la línea celular examinada. Debido a la estimulación de la producción de energía mitocondrial en fibroblastos normales, nuestros resultados sugirieron que Karnozin EXTRA® es un suplemento dietético potencialmente protector en la prevención de enfermedades con función mitocondrial alterada.
Assuntos
Animais , Carnosina/farmacologia , Fibroblastos/efeitos dos fármacos , Rim/citologia , Superóxido Dismutase/efeitos dos fármacos , Vimentina/efeitos dos fármacos , Bioensaio , Sobrevivência Celular/efeitos dos fármacos , Imunofluorescência , Cricetinae , Técnicas de Cultura de Células , Metabolismo EnergéticoRESUMO
Os aldeídos são espécies reativas que podem ser produzidos endogenamente por processos como a lipoperoxidação, podendo reagir com lipídios, proteínas e DNA. Diversas evidências apontam para o envolvimento de aldeídos reativos na progressão de patologias como doenças cardiovasculares, arteriosclerose e doenças neurodegenerativas. Uma meta central do CEPIDRedoxoma é estudar a reatividade química de intermediários redox em ambientes biológicos e consequentes mudanças na estrutura e função de biomoléculas, entender como cada intermediário redox reage com biomoléculas específicas e os efeitos resultantes, essenciais para a concepção de biomarcadores e antioxidantes. O nosso grupo estuda os mecanismos de formação, detoxificação e reação com biomoléculas de aldeídos reativos endógenos e exógenos e seu papel em patologias como a esclerose lateral amiotrófica (ALS). Um dos mecanismos de detoxificação desses aldeídos é através da conjugação com a carnosina. Recentemente, foi observado que a suplementação de animais transgênicos ALS SOD G93A com carnosina via oral resultou em retardo da perda de peso e tendência de aumento da sobrevida dos animais. O presente projeto buscou investigar o possível papel da carnosina em animais modelo para ALS. Para isso as modificações em DNA induzidas por aldeídos reativos e a formação de adutos de carnosina-aldeídos foram analisadas através de metodologia HPLC-MS/MS. Assim observamos que ratos suplementados com carnosina apresentaram níveis significativamente menores de proteína carbonilada em músculo e fígado. Em fígadoforam vistos níveis menores de dois adutos de DNA, 8-oxodGuo e1,N2-HO-propanodGuo, em animais suplementados. Em cérebro foram detectados níveis menores de 1, N2-εdGuo. Com relação aos adutos carnosina-aldeídos, foi observado níveis significativamente maiores do aduto CAR-HHE na medula. Com embasamento nos resultados aqui apresentados, sugere-se a utilização de sequestradores de aldeídos como uma estratégia terapêutica em condições fisiopatológicas nas quais ao acúmulo dessas espécies está comprovado
Aldehydes are reactive species that can be produced endogenously by processes such as lipid peroxidation, which can react with lipids, proteins and DNA. Several evidences point to the involvement of reactive aldehydes in the progression of pathologies such as cardiovascular diseases, atherosclerosis and neurodegenerative diseases. A central goal of CEPID-Redoxoma is to study the chemical reactivity of redox intermediates in biological environments and consequent changes in the structure and function of biomolecules, to understand how each redox intermediate reacts with specific biomolecules and the resulting effects, essential for the design of biomarkers and antioxidants. Our group studies the mechanisms of formation, detoxification and reaction with biomolecules of endogenous and exogenous reactive aldehydes and their role in pathologies such as amyotrophic lateral sclerosis (ALS). One of the detoxification mechanisms of these aldehydes is through carnosine conjugation. Recently, we observed that oral carnosine supplementation in transgenic ALS SODG93A animals resulted in delayed weight loss and a tendency to increase the survival of the animals. The present project investigated the potential role of carnosine in animal models for ALS. Thus, reactive aldehydes induced DNA modifications and carnosine aldehyde adducts were analyzed by HPLC-MS/MS. We observed that rats supplemented with carnosine presented significantly lower levels of protein carbonylation in muscle and liver. Lower levels of two DNA adducts, 8-oxodGuo and 1, N2-HO-propanodGuo, were observed in liver of the supplemented animals. Lower levels of 1, N2-εdGuo were detected in the brain. Regarding the carnosine-aldehydeadducts, significantly higher levels of the CAR-HHE adduct were observed in spinal cord. The results presented here suggest the use of aldehyde scavengers as a therapeutic strategy under pathological conditions in which is proven the accumulation of these species