Efectos de las micotoxinas beauvericina y metabolitos de la zearalenona in silico e in vitro en células de neuroblastoma humano sh-sy5y

Resumen

Las especies de hongos del género Fusarium sintetizan una amplia gama de micotoxinas muy variada química y estructuralmente. La zearalenona (ZEA) constituye uno de los grupos más grandes de micotoxinas producidas por Fusarium, que son los principales patógenos de los cereales. En esta Tesis Doctoral se ha realizado, en primer lugar, un estudio in silico del perfil metabolómico de la ZEA y sus derivados, α-zearalenol (α-ZEL) y β-zeralenol (β-ZEL), y de la predicción de sus efectos tóxicos. También se ha realizado un estudio de todos los productos de metabolización de las reacciones de fase I y II. En segundo lugar, debido a una característica común de las especies de Fusarium asociada a sintetizar ZEA, a la vez que ciertas micotoxinas emergentes como beauvericina (BEA), se ha realizado un estudio citotóxico in vitro de α-ZEL, β-ZEL y BEA en células SH-SY5Y sin diferenciar de neuroblastoma humano, y además se determinó el tipo de interacción (sinergismo, adición o antagonismo) de las combinaciones binarias y terciarias de estas micotoxinas. En cuarto lugar, y con el fin de evaluar cómo pueden actuar estas micotoxinas a nivel celular, se ha estudiado el estrés oxidativo mediante la evaluación de la generación de las especies reactivas de oxígeno y los sistemas de defensa intracelular de actividad antioxidante enzimática y no enzimática. Asimismo, se ha examinado la expresión de genes implicados en muerte celular por apoptosis (CASP3, BAX y BCL2) y receptores de estrógenos (ERβ and GPER1); y finalmente, la progresión del ciclo celular y la vía de la muerte celular, en las células neuronales indiferenciadas de SH-SY5Y, un modelo biológico ampliamente utilizado para el estudio de la función neuronal. Los resultados del estudio in silico demostraron que los productos del perfil metabolómico correspondían a O-glucuronidación, S-sulfatación e hidrólisis; además, los productos metabolitos tenían mejores propiedades para alcanzar la barrera hematoencefálica que las micotoxinas iniciales y el efecto de carcinogenecidad reveló ser el de mayor probabilidad. Los resultados obtenidos in vitro demostraron que β-ZEL individualmente presenta la mayor potencialidad citotóxica; mientras que el principal tipo de interacción detectado para todas las combinaciones de micotoxinas ensayadas fue sinergismo. La generación de especies reactivas de oxígeno se vio incrementada en combinaciones en las que participó α-ZEL. Además, el sistema de defensa enzimático y no enzimático se vio alterado para las dosis ensayadas, así como para diversas combinaciones. Los resultados obtenidos mediante la actividad de expresión génica revelaron que α-ZEL, β-ZEL y BEA pueden inducir la expresión de genes de apoptosis celular. Por último, en cuanto a la progresión del ciclo celular y la vía de la muerte celular se vio alterado en las células indiferenciadas SH-SY5Y como consecuencia de la exposición a las tres micotoxinas, α-ZEL, β-ZEL y BEA.