Caracterización de la actividad biológica in vivo de dos ésteres de dafnano aislados de Hura crepitans (familia Euphorbiaceae)

Abstract

El Perú cuenta con una inmensa riqueza de especies vegetales, entre ellas, Hura crepitans, un árbol tropical de la familia Euphorbiaceae. El laboratorio PHARMA-DEV (Toulouse, Francia) ha aislado 24 ésteres de dafnanos de H. crepitans y dos de ellos, Huratoxina y Stelleralide J, reducen en un 30% la viabilidad de la línea humana de cáncer colorrectal Caco-2, sin afectar el control. Estudios previos de otros esteres de dafnano revelaron múltiples actividades biológicas de estos compuestos, incluidas antitumorales. En este trabajo se aprovechó la relevancia como modelo animal in vivo, facilidad de manipulación, y rapidez de desarrollo del embrión del pez cebra (Danio rerio) para estudios toxicológicos e identificar los procesos biológicos afectados por Stelleralide J y Huratoxina. La concentración letal media (CL50) a las 72 horas post fertilización (hpf) promedio de dos líneas de peces zebra de Huratoxina es de 1.60 μM y de Stelleralide J 13.86 μM. Los embriones expuestos a altas concentraciones de ambos compuestos (2-4 μM Huratoxina, 20-50 μM Stelleralide J) presentaron daño a las células de la envoltura (cEVL) a las 4 hpf. Las inmunotinciones de embriones de 6 hpf revelaron la presencia de grandes células binucleadas, fenotipo ya reportado para compuestos que afectan la división celular. A bajas concentraciones ambos compuestos generan un retraso dosis dependiente. En particular, se postula que para Huratoxina (1-2 μM), los efectos tempranos en las cEVL se arrastran durante todo el desarrollo, ya que a las 48 hpf la cola presenta bordes aserrados de la cola (tejido originado por cEVL). En cambio, para Stelleralide J (5-10 μM), los efectos ocurren a nivel circulatorio-hematopoyético que consisten en formación de edema en la región caudal hematopoyética, interrupción de flujo en vasos sanguíneos caudales y dorsales, reducción de frecuencia cardiaco y reducción de número de neutrófilos. Este estudio preliminar ha identificado las concentraciones de trabajo de los compuestos y sus efectos biológicos. Los efectos biológicos comprenden actividades muy valoradas para el tratamiento del cáncer y otras enfermedades: la división celular y actividad circulatoria-hematopoyética, lo que justifica su posterior estudio en otros modelos.

Plants have been extensively used for medicinal purposes. Peru is rich in plant species, including Hura crepitans, a tropical tree from the Euphorbiaceae family.. PHARMA-DEV Laboratory (Toulouse, France) has isolated by ultra-high potency liquid chromatography new daphnane esters from the latex. Among them, Huratoxina and Stelleralide J, reduce by 30% the cellular viability of caco-2 cells, a colorectal cancer cell line, without affecting the control. Daphnane esters have been previously described as having different biological activities which include antitumoral ones, thus there is a great interest in exploring these compounds. This work used zebrafish embryos (Danio rerio) to study the effect of these compounds at organism level in aspects such as toxicology and biological activity. The lethal medium concentration (LC50) at 72 hours post fertilization (hpf) for Huratoxina is 1.60 μM while for Stelleralide J is 13.86 μM. The exposition of high compounds concentration (2-4 μM Huratoxina, 20-50 μM Stelleralide J) caused damaged in the envelope cells (cEVL) at 4 hpf. Immunostaining coupled with confocal microscopy of 6 hpf embryos revealed binucleated cells, phenomena previously reported for cellular division inhibitors. At low concentrations, both compounds caused a concentration dependent developmental delay. For Huratoxina (1-2 μM), cEVL damage seems to drag an effect throughout development resulting in undulated tail borders (a tissue originated by cEVL) at 48 hpf. Differently, Stelleralide J (5-10 μM) induces circulatory-hematopoyetic changes such as oedema formation at the caudal hematopoietic region, caudal and dorsal vessels flow blockage, blood flow reduction and decrease in neutrophils number. This preliminary study has identified the working concentrations of the compounds and biological effects important for cancer and other diseases treatment: cellular division and circulatory effects (angiogenesis), which justifies their posterior study in more specialized models.