Study on the mammalian circadian rhythms modulating pharmacological properties of two secondary metabolites of lichens

• Autores: Soumi Srimani
• Directores de la Tesis: Pradeep K. Divakar (dir. tes.), María Pilar Gómez Serranillos Cuadrado (dir. tes.)
• Lectura: En la Universidad Complutense de Madrid ( España ) en 2024
• Idioma: inglés
• Número de páginas: 244
• Títulos paralelos:
  • Estudio sobre los ritmos circadianos de los mamíferos que modulan las propiedades farmacológicas de dos metabolitos secundarios de líquenes
• Tribunal Calificador de la Tesis: Leopoldo García Sancho (presid.), Beatriz de las Heras Polo (secret.), Francesco Dal Grande (voc.), Ana María Millanes Romero (voc.), María Luisa Ferrándiz Manglano (voc.)
• Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Farmacia por la Universidad Complutense de Madrid y la Universidad de Alcalá
• Menciones:
  • Internacional
• Calificación: Sobresaliente Cum Laude
• Materias:
  • Ciencias médicas
    • Farmacología
      • Fitofármacos
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en: Docta Complutense
• Resumen
  • español

    Los líquenes producen una amplia gama de metabolitos secundarios, como el ácido evernico (EA) y el ácido úsnico (UA), que ejercen diversas actividades farmacológicas, como antioxidantes, antiinflamatorias, anticancerígenas, neuroprotectoras, etc. Dado que las alteraciones de los ritmos circadianos en mamíferos conducen a Estrés Oxidativo (OS) y considerando que UA y EA han mostrado acciones protectoras frente a estas enfermedades, planteamos la hipótesis de que estos efectos protectores pueden estar asociados a un reloj circadiano funcional. Por lo tanto, el presente estudio se propone evaluar el potencial modulador del reloj circadiano de EA y UA a nivel celular.

    Se observó que ambos compuestos tenían efectos marcados sobre las amplitudes y la amortiguación del ritmo del reloj, independientemente del tipo de célula. Las células U2OS-BL y MEF-P2L tratadas con 10 -g/ml de UA tenían amplitudes significativamente amortiguadas. Con la única excepción de las células N44-BL tratadas con 10 -g/ml de UA y EA, en general, las células tratadas con UA mostraron amplitudes más bajas que los controles y las células tratadas con EA. Sólo en las células MEF, se observaron efectos significativos en el periodo del reloj para las células tratadas con UA que mostraron longitudes de periodo más cortas, mientras que las células tratadas con EA mostraron longitudes de periodo más largas. Las células MEF-P2L mostraron un avance de fase significativo tras el tratamiento con 10 -g/ml de UA frente al control. El tratamiento de células MEF en diferentes fases sólo tuvo efectos menores de reajuste del reloj para ambos compuestos. Las concentraciones de 25, 50 y 100 -g/ml de EA mostraron una citotoxicidad significativa sobre las células U2OS-BL. UA fue más eficaz que EA en los estudios de actividad anticancerígena. Por otra parte, EA mostró mayor citoprotección que UA en células MEF. La expresión del gen Bmal1 en los dos modelos celulares estudiados varió con diferentes puntos temporales, así como con diferentes condiciones de pretratamiento con o sin estrés oxidativo exógeno. En las células MEF y U2OS se observaron cambios en la expresión de los genes Bmal1, Per1, Cry1, Cry2, Bax y Bcl-2 dependientes tanto del metabolito como del tiempo. Estos cambios dependientes del metabolito y del tiempo en la expresión de los genes TNF-, Caspasa 3, Nrf2 y Per2 sólo se observaron en las células U2OS. Mientras que el mismo efecto sólo se observó en las células MEF en el caso de la expresión de los genes Clock, Per2 y SOD. Los metabolitos secundarios de los líquenes confirieron propiedades anticancerígenas a las células U2OS al aumentar la expresión de los genes Bax, Caspasa 3, Per1 y Clock, así como al disminuir la expresión de los genes Cry2 y Per2. En cuanto a las propiedades antioxidantes de estos metabolitos secundarios, sólo se observaron en las células U2OS, mientras que en las células MEF este efecto sólo se observó para los genes Clock, Per2 y SOD. Las propiedades antioxidantes de estos metabolitos secundarios se pusieron de manifiesto al observar los efectos sobre la regulación al alza de los genes SOD, Bax, Nrf2 y Bcl-2, así como la regulación a la baja del gen TNF- en modelos celulares específicos. En células MEF, EA mostró propiedades citoprotectoras y antiapoptóticas superiores a las mostradas por UA. UA y EA también alteran el reloj circadiano celular mediante la reducción de la amplitud, el alargamiento del periodo y el aumento de la amortiguación del ritmo con las concentraciones que eran favorables para la viabilidad celular. Las expresiones de los genes del reloj fueron significativamente diferentes en ambos modelos celulares en condiciones de estrés oxidativo. Así pues, en este estudio se observaron cambios dependientes del metabolito y del tiempo en la expresión de genes reloj, así como de genes responsables de acciones apoptóticas, citoprotectoras y antioxidantes de forma específica para cada modelo celular.

  • English

    Almost all living cells harbour molecular circadian clocks that synchronize physiological functions with the 24 hours day-night cycle. This physiological phenomenon is known as circadian rhythms. Light is the main zeitgeber of circadian rhythms in all the eukaryotes and prokaryotes. Upon receiving the light impulse, the master pacemaker in eukaryotes and the unicellular prokaryotes initiates a new cycle of circadian rhythms that generate as well as regulates all other physiological processes and behavioural outputs like sleep-wake cycle, cell division, reproduction etc.,constituting the basic mechanism of circadian rhythms. Other than light, temperature, feeding and fasting are also important zeitgebers of circadian rhythms. The basic mechanism of circadian rhythms, also known as biological rhythms in the prokaryotes is the post-translational oscillation mechanism (PTO) whereas, that of eukaryotes is cellautonomous transcriptional-translational feed-back loops (TTFLs) along with several organism specific clock-controlled genes (CCGs) and other repressor genes...