Le cellule tumorali mostrano un aumento della glicolisi anche in presenza d’ossigeno disponibile. Questo processo chiamato “Effetto Warburg” è uno dei fondamentali switch metabolici che una cellula cancerosa manifesta se paragonata ad una cellula non cancerosa. Tra i trasportatori del glucosio c’è la famiglia SGLT (cotrasportatore Na+/glucosio). L’elevata concentrazione totale di sodio in lesioni mammarie tumorali misurata con 23Na-MRI sembra essere un indicatore del livello cellulare di malignità [1]. Il ruolo del D-ribosio e dello ione potassio (K+) sono ampiamente noti: il D-ribosio è un aldopentoso, assiste il metabolismo energetico della cellula oltre ad esser un precursore d’alcuni aminoacidi; lo ione K+ è coinvolto in molti processi tra cui apoptosi, genesi e mantenimento del potenziale di membrana e stabilizza il folding dei G-quadruplex. C'è un interesse crescente nell’utilizzo di G-quadruplex anche come sensori per lo ione K+ [2]. Per saggiare l’effetto del K:D-Rib sulla proliferazione delle linee cellulari non si sono potuti utilizzare i comuni saggi metabolici (MTT assay, WST-1 assay ecc) in quanto K:D-Rib interagisce con il bromuro di tetrazolio riducendolo a formazan [3]. Ci siamo perciò avvalsi di un metodo d’uso comune: le cellule (4000 cell/ml trattate con K:D-Rib 5mM e incubate per 12 gg) sono state contate utilizzando il programma ImageJ ed in seguito si è calcolato il tempo di duplicazione. Il controllo ha mostrato un tempo di duplicazione di 44 ore, mentre il trattato di 59 ore. L’effetto rilevato è un progressivo rallentamento della proliferazione cellulare del trattato rispetto al controllo. Il saggio delle colonie, nel quale si contano gruppi cellulari di almeno 50 unità, ha confermato i risultati delle curve di crescita, mostrando ancora una volta un effetto antiproliferativo del K:D-Rib sia sulla linea HTB-126 [3] che HTB-30 (metastasi pleurica di carcinoma mammario). Quest’ultima linea 66 | cellulare ha mostrato 15 colonie per il controllo e nessuna colonia per i trattati. Questi dati sperimentali unitamente ad una ricca bibliografia sui canali K+ [2] e sul ruolo stesso del K+ ci hanno portato a ipotizzare che una fine regolazione della concentrazione di K+ stia alla base del “corretto funzionamento” delle cellule. Da qui l’esigenza di valutare se K+ entri o no nelle cellule in seguito al trattamento con K:D-Rib. La concentrazione di K+ è stata misurata sfruttando la formazione di una macromolecola chiamata DNAzima [4]. Dalla concentrazione di DNAzima si è in grado, attraverso spettroscopia UV-VIS, di misurare se lo ione K+ è presente nella soluzione. Abbiamo quindi verificato la formazione di questa molecola in presenza di K:D-Rib 5mM. Il DNAzima così formato può essere utilizzato come biosensore per la misura della concentrazione del K+ nel mezzo cellulare, prima e dopo il trattamento. Risultati preliminari sembrano indicare che il surnatante delle HTB-126 trattate con K:D-Rib 5mM per 48h mostrano una concentrazione di DNAzima inferiore rispetto al DMEM (terreno di coltura delle cellule) con K:D-Rib 5mM, ma superiore al solo DMEM ed al surnatante del controllo (HTB-126 non trattate). Possiamo dire che una parte di K+ entri all’interno della cellula e che il DNAzima possa essere utilizzato come biosensore di K+. Bibliografia: [1] Ronald Ouwerkerk, Michael A. Jacobs , Katarzyna J. Macura, Antonio C. Wolff, Vered Stearn, Sarah D. Mezban, Nagi F. Khouri, David A. Bluemke, Paul A. Bottomley Elevated tissue sodium concentration in malignant breast lesions detected with non-invasive 23Na MRI. Breast Cancer Res Treat (2007) 106:151–160. [2] Zhiguo Wang Roles of K+ channels in regulating tumour cell proliferation and apoptosis. Eur J Physiol (2004) 448: 274–28: [3] S. Croci, L. Bruni, S. Bussolati, M. Castaldo, M. Dondi Potassium bicarbonate and D-ribose effects on A72 canine and HTB-126 human cancer cell line proliferation in vitro. Cancer Cell International (2011) vol. 11 11-30. [4] Travascio P, Li Y, Sen D.. DNA-enhanced peroxidase activity of a DNA-aptamer-hemin complex. Chem Biol (1998) 5:5 05–517.

K:D-Rib un inibitore della proliferazione delle cellule tumorali ed un promotore del folding di DNAzima / L., Bruni; Croci, Simonetta. - (2012), pp. 65-66. ((Intervento presentato al convegno LA BIOLOGIA SPERIMENTALE: DALLE MOLECOLE ALL’ORGANISMO tenutosi a Parma nel 29-30 Novembre.

K:D-Rib un inibitore della proliferazione delle cellule tumorali ed un promotore del folding di DNAzima.

CROCI, Simonetta
2012-01-01

Abstract

Le cellule tumorali mostrano un aumento della glicolisi anche in presenza d’ossigeno disponibile. Questo processo chiamato “Effetto Warburg” è uno dei fondamentali switch metabolici che una cellula cancerosa manifesta se paragonata ad una cellula non cancerosa. Tra i trasportatori del glucosio c’è la famiglia SGLT (cotrasportatore Na+/glucosio). L’elevata concentrazione totale di sodio in lesioni mammarie tumorali misurata con 23Na-MRI sembra essere un indicatore del livello cellulare di malignità [1]. Il ruolo del D-ribosio e dello ione potassio (K+) sono ampiamente noti: il D-ribosio è un aldopentoso, assiste il metabolismo energetico della cellula oltre ad esser un precursore d’alcuni aminoacidi; lo ione K+ è coinvolto in molti processi tra cui apoptosi, genesi e mantenimento del potenziale di membrana e stabilizza il folding dei G-quadruplex. C'è un interesse crescente nell’utilizzo di G-quadruplex anche come sensori per lo ione K+ [2]. Per saggiare l’effetto del K:D-Rib sulla proliferazione delle linee cellulari non si sono potuti utilizzare i comuni saggi metabolici (MTT assay, WST-1 assay ecc) in quanto K:D-Rib interagisce con il bromuro di tetrazolio riducendolo a formazan [3]. Ci siamo perciò avvalsi di un metodo d’uso comune: le cellule (4000 cell/ml trattate con K:D-Rib 5mM e incubate per 12 gg) sono state contate utilizzando il programma ImageJ ed in seguito si è calcolato il tempo di duplicazione. Il controllo ha mostrato un tempo di duplicazione di 44 ore, mentre il trattato di 59 ore. L’effetto rilevato è un progressivo rallentamento della proliferazione cellulare del trattato rispetto al controllo. Il saggio delle colonie, nel quale si contano gruppi cellulari di almeno 50 unità, ha confermato i risultati delle curve di crescita, mostrando ancora una volta un effetto antiproliferativo del K:D-Rib sia sulla linea HTB-126 [3] che HTB-30 (metastasi pleurica di carcinoma mammario). Quest’ultima linea 66 | cellulare ha mostrato 15 colonie per il controllo e nessuna colonia per i trattati. Questi dati sperimentali unitamente ad una ricca bibliografia sui canali K+ [2] e sul ruolo stesso del K+ ci hanno portato a ipotizzare che una fine regolazione della concentrazione di K+ stia alla base del “corretto funzionamento” delle cellule. Da qui l’esigenza di valutare se K+ entri o no nelle cellule in seguito al trattamento con K:D-Rib. La concentrazione di K+ è stata misurata sfruttando la formazione di una macromolecola chiamata DNAzima [4]. Dalla concentrazione di DNAzima si è in grado, attraverso spettroscopia UV-VIS, di misurare se lo ione K+ è presente nella soluzione. Abbiamo quindi verificato la formazione di questa molecola in presenza di K:D-Rib 5mM. Il DNAzima così formato può essere utilizzato come biosensore per la misura della concentrazione del K+ nel mezzo cellulare, prima e dopo il trattamento. Risultati preliminari sembrano indicare che il surnatante delle HTB-126 trattate con K:D-Rib 5mM per 48h mostrano una concentrazione di DNAzima inferiore rispetto al DMEM (terreno di coltura delle cellule) con K:D-Rib 5mM, ma superiore al solo DMEM ed al surnatante del controllo (HTB-126 non trattate). Possiamo dire che una parte di K+ entri all’interno della cellula e che il DNAzima possa essere utilizzato come biosensore di K+. Bibliografia: [1] Ronald Ouwerkerk, Michael A. Jacobs , Katarzyna J. Macura, Antonio C. Wolff, Vered Stearn, Sarah D. Mezban, Nagi F. Khouri, David A. Bluemke, Paul A. Bottomley Elevated tissue sodium concentration in malignant breast lesions detected with non-invasive 23Na MRI. Breast Cancer Res Treat (2007) 106:151–160. [2] Zhiguo Wang Roles of K+ channels in regulating tumour cell proliferation and apoptosis. Eur J Physiol (2004) 448: 274–28: [3] S. Croci, L. Bruni, S. Bussolati, M. Castaldo, M. Dondi Potassium bicarbonate and D-ribose effects on A72 canine and HTB-126 human cancer cell line proliferation in vitro. Cancer Cell International (2011) vol. 11 11-30. [4] Travascio P, Li Y, Sen D.. DNA-enhanced peroxidase activity of a DNA-aptamer-hemin complex. Chem Biol (1998) 5:5 05–517.
K:D-Rib un inibitore della proliferazione delle cellule tumorali ed un promotore del folding di DNAzima / L., Bruni; Croci, Simonetta. - (2012), pp. 65-66. ((Intervento presentato al convegno LA BIOLOGIA SPERIMENTALE: DALLE MOLECOLE ALL’ORGANISMO tenutosi a Parma nel 29-30 Novembre.
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