Estudi de l'acció antioxidant de la n-acetilcisteïna, quercetina i catequina sobre cèl.lules endometrials i de trofoblast, en condicions d'estrès oxidatiu

Abstract

INTRODUCCIÓ: L’estrès oxidatiu està present en diferents patologies que poden cursar amb esterilitat femenina o amb complicacions durant l’embaràs, com per exemple l’endometriosi o la preeclàmpsia. L’augment crònic de les espècies reactives d’oxigen en el teixit endometrial i/o embrionari pot provocar dany cel·lular, inflamació local i autoimmunitat, dificultant la implantació de l’embrió i la gestació. L’ús d’antioxidants podria afavorir la implantació, ajudar al desenvolupament de l’embaràs i evitar l’avortament. OBJECTIUS: Avaluar l’acció antioxidant del n-acetilcisteïna (NAC), la quercetina, la catequina i la vitamina E en cèl·lules endometrials i en cèl·lules de trofoblast; estudiar el tractament combinat de vitamina E i pentoxifilina en dones infèrtils remeses a programes de reproducció assistida. MATERIALS I MÈTODES: S’ha avaluat l’efecte antioxidant del NAC, la quercetina, la catequina i la vitamina E inclosa en liposomes en el model d’oxidació de cèl·lules endometrials i de trofoblast, induint l’estrès oxidatiu amb diferents concentracions de peròxid d’hidrogen (H2O2). S’ha avaluat el dany oxidatiu mitjançant la viabilitat cel·lular (o citotoxicitat) pel mètode de bromur de 3-(4,5-dimetiltiazol-2-yl)-2,5-difenil-tetrazol (MTT). L’anàlisi de l’apoptosi s’ha realitzat mitjançant la valoració de l’externalització de la fosfatidilserina i l’activitat de la caspasa-3. Les fases del cicle cel·lular s’han analitzat mitjançant la quantificació del material gènic per citometria de flux. En l’estudi realitzat en un grup de dones infèrtils, s’ha analitzat l’efecte del tractament combinat de vitamina E i pentoxifilina sobre l’expressió de proteïnes reguladores del complement (CRPs), així com sobre el gruix i el volum de l’endometri d’aquestes dones. RESULTATS: S’ha establert diferents graus de citotoxicitat en cèl·lules endometrials i de trofoblast, segons la concentració del H2O2: citotoxicitat nul·la (≤1mM), moderada (1,5 i 2mM) i severa (>2mM). Un augment de citotoxicitat provoca un increment de l’apoptosi i de la necrosi en les cèl·lules endometrials. En les cèl·lules del trofoblast la mort cel·lular es realitza mitjançant la necrosi, ja que no s’ha observat apoptosi depenent de l’activitat caspasa-3. L’oxidació alenteix o atura el cicle cel·lular en la fase G2-M en ambdós tipus cel·lulars. L’administració de NAC i quercetina, en aquest model, disminueix significativament el dany oxidatiu i els seus efectes, fins i tot en condicions de citotoxicitat severa. Els agents antioxidants només tenen efecte si estan presents durant l’estrès oxidatiu. El NAC té una millor activitat antioxidant que la quercetina i inhibeix totalment l’acció de l’agent oxidant. En l’endometri de dones infèrtils, s’observa un augment de l’expressió gènica de les proteïnes reguladores del complement CD46 i CD59 si es compara amb l’endometri de dones fèrtils. Els pacients infèrtils que han rebut el tractament combinat de pentoxifilina i vitamina E mostren una lleugera disminució en la seva expressió gènica de CD46 i CD59. CONCLUSIONS: De tots els agents antioxidants estudiats en aquesta tesi, el NAC ha mostrat la major eficiència per a disminuir el dany oxidatiu en cèl·lules implicades en la implantació embrionària com les cèl·lules endometrials i de trofoblast. Les dones infèrtils tenen augmentades les proteïnes CD46 i CD59 respecte les dones fèrtils. El tractament antioxidant de vitamina E i pentoxifilina provoca una lleugera disminució d’aquestes proteïnes.

Background: Oxidative stress plays a role in several pathologies that could be involved in female sterility or pregnancy complications, like endometriosis or preeclampsia. Chronic increase of reactive oxygen species in endometrial and/or embryonic tissue could cause cellular damage, local inflammation and autoimmunity, making embryo implantation and pregnancy difficult. Antioxidant therapy could help embryo implantation, pregnancy development and help to avoid miscarriage. Objective: To evaluate the antioxidant effect of n-acetilcystein (NAC), quercetin, catechin and vitamin E in endometrial and trophoblast cells; to study the combined treatment of vitamin E and pentoxifilline in infertile women Materials and methods: Antioxidant activity of NAC, quercetin, catechin and liposome-encapsulated vitamin E has been evaluated in an oxidative model with endometrial and trophoblast cells. Oxidative stress has been induced by several concentrations of hydrogen peroxide (H2O2). Oxidative damage has been evaluated by cell viability (or cytotoxicity) using 3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazolium bromide (MTT) assay. Apoptosis analysis has been measured by the phosphatidyl serine externalization and the caspase-3 activity. Cell cycle phases have been analysed by DNA quantification using flow cytometry. In the infertile women study, we have analysed the effect of the combined treatment of vitamin E and pentoxifilline in the complement regulatory protein (CRP) expression, endometrial thickness and endometrial volume. Results: Cytotoxicity grades have been established in endometrial and trophoblast cells according to H2O2 concentration: light cytotoxicity (≤1mM), moderate cytotoxicity (1,5 i 2mM) and high cytotocixity(>2mM). Endometrial cells increase the apoptosis and the necrosis rates at a greater cytotoxicity. Trophoblast cells die through necrosis, so caspase-3-dependent apoptosis has not been observed. Oxidative stress induces cell cycle arrest at G2-M phase in both cells. Oxidative damage and its effects have been significantly decreased by NAC and quercetin, in this model, even at high cytotoxicity condition. Antioxidant activity occurs when the antioxidant is present during oxidative stress induction. NAC has better antioxidant activity than quercetin and completely avoids oxidant action. Infertile women’s endometrium has increased CD46 and CD59 gene expression compared with fertile women’s endometrium. A combined treatment of vitamin E and pentoxifilline in infertile women slightly decreases CD49 and CD59 gene expression in the endometrium. Conclusions: Among the antioxidants, NAC is the most efficient in decreasing oxidative damage in cells involved in embryo implantation like endometrial cells and trophoblast cells. CD46 and CD59 proteins are higher in infertile women than in fertile women. A combined treatment of vitamin E and pentoxifilline slightly decrease both proteins.