Efecto de esfingolípidos y Agelosina B en la movilización de Ca2+ y la señalización celular en células de cáncer de mama (MCF-7) y su relación con la apoptosis / Effect of sphingolipids and Agelosin B on Ca2 + mobilization and cell signaling in breast cancer cells (MCF-7) and its relationship with apoptosis

Los esfingolípidos, como la ceramida (Cer), la ceramida-1-fosfato (C-1-P), la esfingosina (Sph) y la esfingosina-1-fosfato (S-1P) estan relacionados con la señalización intracelular en procesos como crecimiento celular, movilización intracelular de Ca+2 y apoptósis. En este trabajo se evaluó el efecto de estos esfingolípidos en la homeostasis de Ca+2 intracelular y en la apoptósis en células de cáncer de mama MCF-7. Se utilizaron fluoróforos específicos para el Ca+2 y microscopía confocal. Se demostró que en estas células, la Sph (20 uM), la Cer (10uM), la S-P (2uM) y la C--P (uM) aumentaron la concentración intracelular ce Ca+2, induciendo su liberación desde el retículo endoplasmático (RE). Además, se observo que la esfingosina abrioun canal de Ca2+ en la membrana plasmática. También se demostró que la Cer inhibe parcialmente la actividad de la Ca2+-ATPasa del RE (SERCA), de forma dosis dependiente, mientras que la ceramina, su análogo no hidrolisable la inhibe totalmente. La Sph también inhibe completamente la actividad de la SERCA, a la misma concentración que induce la liberación del Ca+2 del RE. Asimismo, se evaluó el efecto de estos esfingolípidos sobre la inducción de la apotósis en células MCF-7 evidenciando que el tratamiento con la Cer, la ceramida, la Sph inducen toxicidad. También se observo que mientras la ceramida activo la caspasa 7 y la caspasa 8, el esfingolipido natural, la Cer no tuvo ningún efecto. Por su parte, la Sph activa la caspasa 8 sin modificar la activdad de la caspasa 7. Tanto la Cer, como la ceramida y la Sph, disminuyeron la expresión de la proteína Bcl-2 amti-apoptótica, y también indujeron la fragmentación de ADN, visualizada mediante la técnica de TUNEL, demostrando que estos esfingolípidos inducen apoptósis en MCF-7. La agelasina B, toxina purificada a partir de la esponja marina Agelas clathrodes tiene un efecto citotóxico un orden de magnitud mayor en MCF-7, en comparación con fibroplastos humanos. La agelasina B induce la liberación del Ca+2 almacenado en el RE en celulas MCF-7, ademas de inhibir la actividad de la SERCA en un 100%. También se demostró que esta toxina induce apoptosis, ya que disminuye el potencial de membrana mitocondrial, activa la caspasa 8, disminuye la expresion de la proteina Bcl-2 e induce fragmentación del ADN de las células MCF-7. Este mecanismo es similar al efecto de la tapsigargina.

Complex effects of ryanodine on the sarcoplasmic reticulum Ca2+ levels in smooth muscle cells.

We have studied the effects of ryanodine and inhibition of the sarco/endoplasmic reticulum Ca(2+) ATPase (SERCA) with thapsigargin, on both [Ca(2+)](i) and the sarcoplasmic reticulum (SR) Ca(2+) level during caffeine-induced Ca(2+) release in single smooth muscle cells. Incubation with 10 microM ryanodine did not inhibit the first caffeine-induced [Ca(2+)](i) response, although it abolished the [Ca(2+)](i) response to a second application of caffeine. To assess whether ryanodine was inducing a permanent depletion of the internal Ca(2+) stores, we measured the SR Ca(2+) level with Mag-Fura-2. The magnitude of the caffeine-induced reduction in the SR Ca(2+) level was not augmented by incubating cells with 1 microM ryanodine. Moreover, on removal of caffeine, the SR Ca(2+) levels partially recovered in 61% of the cells due to the activity of thapsigargin-sensitive SERCA pumps. Unexpectedly, 10 microM ryanodine instead of inducing complete depletion of SR Ca(2+) stores markedly reduced the caffeine-induced SR Ca(2+) response. It was necessary to previously inhibit SERCA pumps with thapsigargin for ryanodine to be able to induce caffeine-triggered permanent depletion of SR Ca(2+) stores. These data suggest that the effect of ryanodine on smooth muscle SR Ca(2+) stores was markedly affected by the activity of SERCA pumps. Our data highlight the importance of directly measuring SR Ca(2+) levels to determine the effect of ryanodine on the internal Ca(2+) stores.