Estudio de la muerte celular inducida por dosis toxicas de digitalicos in vitro e in vivo en corazón de cobayo

Abstract

RESUMEN: Los digitálicos (esteroides cardioactivos) se han utilizado en el tratamiento de la insuficiencia cardiaca por más de 200 años. Además del efecto inotrópico positivo, los digitálicos producen toxicidad severa en los sistemas gastrointestinal y nervioso, así como en el corazón. En la literatura se describen los daños al tejido cardiaco posteriores a una intoxicación aguda digitálica, sin que se haya descrito el tipo de muerte celular inducida por la acción tóxica de estos fármacos. El propósito de este trabajo fue investigar si la cardiotoxicidad producida por los digitálicos involucra mecanismos de muerte celular y definir el tipo de muerte. Primeramente utilizando cuatro digitálicos (Ouabaína, Estrofantidina, Digoxina y Digoxigenina) en una línea celular de crecimiento rápido (HeLa) expuesta a concentraciones crecientes de los fármacos (0-10µM) se estudiaron los cambios en crecimiento, morfología celular y bioquímicos. Posteriormente en un modelo animal se indujo intoxicación digitálica aguda (50- 60% de la dosis letal) para estudiar in vivo el tipo de muerte celular inducida por la intoxicación. Los resultados obtenidos in vitro prueban que los digitálicos tienen un doble efecto sobre el crecimiento celular. A concentraciones menores a 10 nM estimulan el crecimiento proliferativo sobre las células HeLa; a concentraciones superiores a 10 nM inducen muerte celular con características de apoptosis y la vía de activación de este proceso fue mitocondrial. In vivo empleando dos digitálicos la Ouabaína y la Digoxina se pudo demostrar que los digitálicos empleados a dosis tóxicas producen muerte celular in situ. Un periodo de 5 horas fue suficiente para observar degradación del DNA en patrón electroforético de escalera, liberación de citocromo c de la mitocondria y activación de caspasas-9 y -3. Por lo que podemos concluir que tanto in vitro como in vivo los digitálicos a concentraciones tóxicas son capaces de inducir muerte celular apoptótica y la vía de activación es mitocondrial.

ABSTRACT: Digitalis compounds (cardioactive steroids) have been used for treatment of heart failure for more than 200 years. Aside its positive inotropic effect, digitalics produce severe toxicity in the gastrointestinal and central nervous systems, as well as in the heart. Heart tissue damage has been described after an acute digitalis intoxication, but no description exists of the cell death mechanism? induced by the toxic effect of these compounds. The objective of this report is to investigate if the digitalis induced cardiotoxicity involves cell death mechanisms and to define its nature. To begin, four digitalis compounds (ouabain, strophantidin, digoxin and digoxigenin) were used on a cell line of rapid growth (HeLa), exposed to increasing concentrations of the drugs (0-10µM), and changes in growth, cell morphology and biochemistry were analyzed. Afterwards, in an animal model, an acute digitalis intoxication (50-60% LD [Lethal dose]) was induced to study the in vivo cell death modality caused by intoxication. In vitro results prove that digitalic compounds have a double effect on cell growth. 10 nM concentrations induce apoptotic cell death through a mitochondrial pathway. In vivo, using two digitalis compounds (ouabain and digoxin), we demonstrated that digitalis used at toxic dosages produces in situ cell death. A five-hours time period was sufficient to observe DNA degradation in ladder electrophoretic pattern, mitochondrial cytochrome c release and caspases-9 and3 activation. Consequently, we conclude that either in vivo as in vitro, digitialis compounds at toxic dosages are capable to induce an apoptotic cell death through a mitochondrial activation pathway