Papel del acetaminofén en la muerte neuronal

Resumen

La primera de las tres secciones en las que se divide esta tesis doctoral ha consistido en el estudio de la posible participación de la vía ciclooxigenasa (COX) en la resistencia a la apoptosis de las células de neuroblastoma humano SH-SY5Y y el análisis de la relación entre la toxicidad inducida por estaurosporina y la actividad COX en estas células. Se han determinado las isoformas de COX que son activas en las células SH-SY5Y. También se ha encontrado que la estaurosporina induce la activación de la vía intrínseca de la apoptosis en una forma independiente de la actividad COX, a pesar de la reducción de dicha actividad mediada por este fármaco. Además, se ha estudiado el efecto de distintos inhibidores de la COX sobre la viabilidad de las células SH-SY5Y encontrando que acetaminofén (paracetamol; AAP) potencia la muerte inducida por estaurosporina en la línea de neuroblastoma humano SH-SY5Y por un mecanismo de muerte celular independiente de la vía COX. La segunda de las partes en las que se halla dividida esta tesis se ha centrado en el posible efecto citotóxico per se, en ausencia de estaurosporina, de AAP sobre las células de neuroblastoma SH-SY5Y. Se ha estudiado como se desencadena la toxicidad, encontrando que el mecanismo de muerte está relacionado con la vía mitocondrial de la apoptosis, con una drástica reducción en el contenido de glutatión celular, con la formación de especies reactivas de oxígeno (ROS), con la activación de la isoforma CYP2E1 del citocromo P450 y posiblemente con la metabolización de AAP por CYP2E1. También se ha comprobado la participación del factor de transcripción NF-¿B y de mediadores inflamatorios como la IL-1ß en la activación del mecanismo de muerte celular inducido por AAP. La capacidad de este fármaco de inducir apoptosis por la vía intrínseca en células de neuroblastoma humano podría implicar la apertura de una vía de investigación enfocada hacía la terapéutica de estos tumores que suelen presentar resistencia a la inducción de apoptosis por la vía extrínseca de la apoptosis, pero también sugiere la posibilidad de que este fármaco sea capaz de desencadenar mecanismos de toxicidad en el sistema nervioso, dado que las células SH-SY5Y poseen muchas de las propiedades de las neuronas maduras. El propósito de la tercera y última sección ha sido la investigación del efecto de AAP sobre la viabilidad de las neuronas corticales de rata y la constatación de un mecanismo citotóxico a través de la activación de la vía intrínseca de la apoptosis en estas células. Además, se ha realizado el análisis de la relevancia clínica de este posible mecanismo de muerte neuronal y las consecuencias que conllevaría un mecanismo neurotóxico provocado por AAP a través de su metabolización por CYP2E1, realizando para ello experimentos de toxicidad neuronal in vivo. El efecto adverso más frecuentemente asociado a AAP es la hepatotoxicidad provocada por sobredosificación aguda o bien por el tratamiento prolongado con dosis en el más alto nivel del rango terapéutico o en presencia de factores de riesgo como el alcoholismo. Sin embargo, en este trabajo de investigación se demuestra que AAP también es capaz de causar la muerte de neuronas corticales de rata en cultivo. El efecto neurotóxico parece mediado por la activación de CYP2E1 y la generación del metabolito NAPQI que reduce los niveles de glutatión conduciendo a la muerte neuronal a través de mecanismos mediados por la mitocondria. Además, la realización de experimentos in vivo en ratas, demostró que la administración de AAP conllevaba que se alcanzasen niveles de AAP en el líquido cefalorraquídeo similares a las concentraciones que causan muerte neuronal in vitro. Es más, estos niveles de AAP produjeron también muerte neuronal por apoptosis en la corteza cerebral. En resumen, este es el primer estudio que describe un efecto neurotóxico mediado por este popular fármaco. Este efecto tóxico sugiere que el consumo crónico de AAP podría producir toxicidad en el cerebro en humanos, que habría pasado desapercibida debido a la ausencia de síntomas de toxicidad aguda, generando la necesidad del desarrollo de investigaciones enfocadas en el análisis de la seguridad de AAP en el sistema nervioso central del ser humano.