Evaluation of the effect of epigalocatequin galato on resistant phenotype to photodynamic therapy of an in vitro model of scamous cell cancer of the skin.

Abstract

El cáncer de piel no melanoma (CPNM) es la neoplasia más frecuente a nivel mundial, cada año hay 2-3 millones de casos nuevos. Lesiones frecuentes del CPNM tales como el carcinoma basocelular y lesiones precursoras del carcinoma escamoso, pueden ser tratadas con terapia fotodinámica (TFD). Este tratamiento, a través de especies reactivas de oxígeno producidas por la interacción de un fotosensibilizador, luz y oxígeno presente en la célula, causa daño y muerte en las células malignas. A pesar de los excelentes resultados cosméticos obtenidos con TFD, la tasa de respuesta completa reportada a TFD varía según el tipo de lesión y el tiempo de seguimiento de las lesiones tratadas, lo que indica que la eficacia del TFD puede estar siendo afectada porque el daño citotóxico no es sufieciente o las células son capaces de resistir al tratamiento. En esta tesis, se generó un modelo resistente a TFD con una línea celular de cáncer de piel no melanoma. Fue caracterizado a nivel de daño citotóxico generado por el tratamiento fotodinámico (apoptosis, necrosis y autofagia), producción de protoporfirina IX (PpIX) y ROS. Además, se evaluó la expresión transcipcional de proteínas de sobrevida, transportadores, enzimas antioxidantes y enzimas del ciclo de síntesis del grupo hemo. Finalmente, se probó un compuesto derivado del té verde, epigalocatequin galato (EGCG), como potenciador del efecto de TFD en el modelo resistente. Los resultados la caracterización del modelo de células resistentes mostraton que la generación de ROS fue significativamente menor a la observada en las células sensibles (parentales), debido a una menor síntesis/acumulación de PpIX, y consecuentemente, el daño citotóxico en el modelo resistente fue bajo. Respecto a la expresión transcripcional, cabe destacar la sobreexpresión de BIRC5, cuya proteína survivin, se relaciona con la resistencia de células cancerígenas. Estas células resistentes fueron eliminadas efectivamente con la adición de EGCG a TFD. En conclusión, el efecto de EGCG fue potenciador sobre TFD, aumentando constituyendo un potencial complemento para este tratamiento.

Non-melanoma skin cancer (NSCLC) is the most frequent neoplasm worldwide, each year there are 2-3 million new cases. Frequent lesions of NSCLC such as basal cell carcinoma and squamous cell carcinoma precursor lesions can be treated with photodynamic therapy (PDT). This treatment through reactive oxygen species, produced by the interaction of a photosensitizer, light and oxygen present in the cell, causes damage and death in malignant cells. Despite the excellent cosmetic results obtained with PDT, the complete response rate reported to PDT varies depending on the type of injury and the time of follow-up of the lesions treated, which indicates that the effectiveness of PDT is affected because the damage cytotoxicity is insufficient or the cells are able to resist the treatment. In this thesis, a resistant model to PDT was generated with non- melanoma skin cancer cell line. It was characterized according to level of cytotoxic damage generated by photodynamic treatment (apoptosis, necrosis and autophagy), production of protoporphyrin IX (PpIX) and ROS. In addition, the transcipcional expression of survival proteins, transporters, antioxidant enzymes and enzymes involved in synthesis cycle of the heme group and was evaluated. Finally, a compound derived from green tea, epigallocatechin gallate (EGCG), was tested as an enhancer of the effect of PDT in the resistant model. The results of the characterization of the resistant cell model showed that the generation of ROS was significantly lower than that observed in the sensitive (parental) cells, due to a lower synthesis / accumulation of PpIX, and consequently, the cytotoxic damage in the resistant model was lower too. Regarding transcriptional expression, it is worth highlighting the overexpression of BIRC5, whose survivin protein is related to the resistance of cancer cells. These resistant cells were effectively killed with the addition of EGCG to PDT. In conclusion, the effect of EGCG was enhancer on PDT, as a potential complement to this treatment.