Estudi de la biodisponibilitat del trans-resveratrol i el seu efecte quimiopreventiu del càncer de còlon induït per 1,2-dimetilhidrazina en rata

Abstract

El trans-resveratrol (trans-3,5,4’-trihidroxiestilbè) és un polifenol que es troba a diferents components de la dieta amb propietats beneficioses per a la salut. Per aquesta raó, ha estat considerat com un compost bioactiu i, recentment, com un nutracèutic. En el present treball s’ha aprofundit en l’estudi d’aquest compost per tal de conèixer nous aspectes metabòlics i terapèutics del trans-resveratrol. En primer lloc, s’han estudiat els canvis que pateix durant el seu trànsit intestinal així com el seu metabolisme a l’enteròcit al ser administrat per via oral a la rata. S’ha demostrat que el trans-resveratrol és metabolitzat a l’enteròcit formant els seus conjugats glucurònid i sulfat. Aquests compostos retornen majoritàriament a la llum intestinal mitjançant les proteïnes transportadores ABC. El trans-resveratrol no absorbit i que arriba a l’intestí gruixut és convertit en dihidroresveratrol per acció de la microbiota que redueix el doble enllaç del trans-resveratrol. També el dihidroresveratrol és conjugat i convertit en els seus respectius glucurònid i sulfat. Per determinar aquests compostos, s’ha posat a punt una tècnica per a la determinació del dihidroresveratrol a plasma per extracció en fase sòlida i el resveratrol a contingut intestinal mitjançant una extracció líquid-líquid seguides de l’anàlisi per HPLC. Els mètodes que s’han descrit són exactes, precisos i tenen recuperacions superiors al 95%. En una segona part, s’ha posat a punt un model d’inducció de càncer de còlon en rata per tal d’avaluar l’efecte del trans-resveratrol sobre les lesions preneoplàstiques induïdes per 1,2-dimetilhidrazina. L’administració de 60 mg/kg durant 49 dies, ha demostrat que el trans-resveratrol, el sulfat, el glucurònid i el dihidroresveratrol es troben en el contingut intestinal i que es produeix una reducció del 52% dels focus de criptes aberrants i del 45% dels focus amb depleció de mucines. S’observa una correlació directa entre la disponibilitat del trans-resveratrol a còlon i la reducció de les lesions preneoplàstiques. A continuació s’ha fet un estudi de la biodisponibilitat en ratolins modificats genèticament que no expressen la glicoproteïna P (Mdr1a-/-) i, per últim, en ratolins sense la breast cancer resistance protein (Bcrp1-/-), comparant-la amb la dels ratolins control. Els resultats indiquen similar biodisponibilitat en els controls i Mdr1a-/- mentre que es modifica en els ratolins Bcrp1-/- indicant que aquesta proteïna participa en l’absorció i la distribució del trans-resveratrol i els seus derivats. Finalment, s’ha desenvolupat un model farmacocinètic per al trans-resveratrol i els seus conjugats glucurònid i sulfat seguint una aproximació poblacional. El model que millor descriu les concentracions plasmàtiques en rata vincula els models bicompartimentals del trans-resveratrol, del glucurònid i del sulfat. Aquest model és robust i capaç de predir adequadament les concentracions plasmàtiques, possibilitant així la planificació de futurs estudis PK-PD per tal d’establir la contribució relativa dels conjugats en l'eficàcia del trans-resveratrol.

trans-Resveratrol (trans-3,5,4'-trihydroxystilbene) is a polyphenol found in several components of the diet with beneficial health properties. Therefore, it has been considered a bioactive compound, and most recently as a nutraceutical. This work has studied this compound in-depth to meet new therapeutic and metabolic aspects. Firstly, we evaluated the changes that occur during intestinal transit and metabolism in the enterocyte when it is orally administered in the rat. trans-Resveratrol is metabolized in the enterocyte forming its glucuronide and sulfate conjugates that mostly return back into the intestinal lumen by ABC transporters. Unabsorbed trans-resveratrol reaches the colon where microbiota converts this polyphenol in dihydroresveratrol by its double bond reduction which is also conjugated in its glucuronide and sulfate in the intestine. Two techniques have been developed to determine dihydroresveratrol in plasma by a solid-phase extraction and trans-resveratrol in the intestinal content by a liquid-liquid extraction followed by HPLC analysis. The methods are accurate, precise with recoveries exceeding 95%. Secondly, a colon cancer model in rats has been developed to evaluate the effect of trans-resveratrol on preneoplastic lesions induced by 1,2-dimethylhydrazine. After 49 days of administration, trans-resveratrol, its sulfate and glucuronide, and dihydroresveratrol are found in the intestinal content and produce a reduction of aberrant crypt foci and mucin-depleted foci. There is a direct correlation between the availability of trans-resveratrol in colon and the reduction of preneoplastic lesions. Afterward a study of the bioavailability has been carried out in mice lacking P-glycoprotein (Mdr1a-/-) and in knockout mice for breast cancer resistance protein (Bcrp1-/-) as compared with that in wild-type mice. The results indicate similar bioavailability in controls and Mdr1a-/- mice while it is altered in Bcrp1-/- mice indicating that only BCRP is involved in the absorption and distribution of trans-resveratrol and its metabolites. Finally, we have developed a pharmacokinetic (PK) model for trans-resveratrol and its glucuronide and sulfate conjugates following a population PK approach. A three-linked two-compartment model was built for trans-resveratrol, glucuronide and sulfate which describes the plasmatic concentration profile in rat. This model is robust and able to accurately predict plasmatic concentrations, thus enabling future PK/PD studies to establish the relative contribution of the conjugates in the efficiency of trans-resveratrol.