Efecto del cacao rico en flavonoides para la prevención de la presbiacusia: Estudio in vitro

• Autores: Luz del Mar Rivas Chacón
• Directores de la Tesis: Carolina Sánchez Rodríguez (dir. tes.)
• Lectura: En la Universidad Europea de Madrid ( España ) en 2023
• Idioma: español
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• Resumen
  • español

    La pérdida de audición relacionada con la edad (ARHL, Age-related hearing loss) o presbiacusia se caracteriza por una pérdida auditiva neurosensorial gradual y progresiva, que afecta la comunicación de las personas y conduce a la depresión clínica y al retraimiento social. Actualmente no existen tratamientos curativos para esta enfermedad. La senescencia celular se considera un mecanismo básico del envejecimiento que limita la proliferación de células dañadas o envejecidas. Aunque juega un papel esencial en la homeostasis y la fisiología de los tejidos en el desarrollo normal, es una respuesta al estrés asociado con el envejecimiento, como el desgaste de los telómeros y las alteraciones genómicas, que son características del envejecimiento. En los trastornos relacionados con la edad, las células senescentes se acumulan en los tejidos a través del fenotipo secretor asociado a la senescencia (SASP). A medida que avanza la enfermedad, se produce un aumento adicional de células senescentes en los sitios dañados. Además, las células senescentes inducen una alta producción de especies reactivas de oxígeno (ROS) derivadas de mitocondrias. El estrés oxidativo es un factor esencial en el desarrollo de ARHL; además, la senescencia prematura de las células auditivas inducida por el estrés oxidativo puede producir pérdida de audición. El peróxido de hidrógeno (H2O2) representa un método comúnmente utilizado para generar senescencia celular in vitro. Los datos de este estudio mostraron la capacidad del H2O2 para inducir la senescencia en tres líneas celulares auditivas (House Ear Institute-Organ of Corti 1, HEI-OC1; órgano de Corti, OC-k3 y stria vascularis, células SV-k1) en búsqueda de mecanismos intrínsecos responsables de ARHL. Las células auditivas fueron expuestas a H2O2 en diferentes concentraciones y tiempos. Los resultados obtenidos muestran diferentes respuestas de las células auditivas en cuanto al crecimiento celular, actividad de la β-galactosidasa, cambios morfológicos, activación mitocondrial, niveles de estrés oxidativo y otros marcadores de daño celular (Forkhead box O3a, FoxO3a y 8-oxoguanina, 8- oxoG). La comparación entre las respuestas de estas células auditivas al H2O2 es un método útil para evaluar los mecanismos moleculares responsables de la senescencia de estas células auditivas. Además, este modelo in vitro podría ayudar a desarrollar estrategias terapéuticas anti-senescentes para el tratamiento de la AHRL. Es por ello por lo que los datos de este estudio determinaron que el cacao presenta efecto protector a nivel celular y molecular en la presbiacusia. Nuevamente, el estudio in vitro se realiza en células HEI-OC1, OC-k3 y SV-k1. Cada línea celular se dividió en un grupo control (CTR) y un grupo H2O2 (inducción de la senescencia tras reaccionar con moléculas de oxígeno e inducir la formación de radicales libres). Además, cada grupo de cada línea celular fue tratado con extracto polifenólico de cacao (CPE), midiendo diferentes marcadores de apoptosis, viabilidad, actividad de enzimas antioxidantes y estrés oxidativo/nitrosativo. Los datos muestran un aumento de especies reactivas oxidativas y especies reactivas de nitrógeno (RNS) en células senescentes en comparación con las de control. El tratamiento con CPE redujo efectivamente estos altos niveles y se correlacionó con una reducción significativa en la apoptosis de las células al inhibir la vía mitocondrial-apoptótica. Además, en las células senescentes, la actividad de las enzimas antioxidantes (superóxido dismutasa, SOD, catalasa, CAT y glutation peroxidasa, GPx) se recuperó después del tratamiento con el CPE. La administración de CPE también disminuyó el daño oxidativo del ADN en las células auditivas senescentes. En conclusión, el CPE inhibe la activación de la señalización apoptótica relacionada con la senescencia al disminuir el estrés oxidativo en las células auditivas senescentes.

  • English

    Age-related hearing loss (ARHL) or presbycusis is characterized by a gradual and progressive sensorineural hearing loss, which affects people's communication leading to clinical depression and social withdrawal. There are currently no curative treatments for this disease. Cellular senescence is considered a basic mechanism of aging that limits the proliferation of damaged or aged cells. Although senescence plays an essential role in tissue homeostasis and physiology in normal development, senescence is a response to stress associated with aging, such as telomere attrition and genomic alterations, which are aging characteristics. In age-related disorders, senescent cells accumulate in tissues associated with the aging process through the senescence-associated secretory phenotype (SASP). As the disease advances, an additional surge of senescent cells is produced at the damaged sites. In addition, senescent cells induce high production of mitochondrial-derived ROS. Oxidative stress is an essential factor in developing ARHL; additionally, premature senescence of auditory cells induced by oxidative stress can produce hearing loss. Hydrogen peroxide (H2O2) represents a method commonly used to generate cellular senescence in vitro. The data of this study showed that H2O2 induced senescence in three auditory cell lines (House Ear Institute-Organ of Corti 1, HEI-OC1; organ of Corti, OC-k3, and stria vascularis, SV-k1 cells) to elucidate the intrinsic mechanisms responsible for ARHL. The auditory cells were exposed to H2O2 at different concentrations and times. The results obtained show different responses of the hearing cells concerning cell growth, β-galactosidase activity, morphological changes, mitochondrial activation, levels of oxidative stress, and other markers of cell damage (Forkhead box O3a, FoxO3a, and 8-oxoguanine, 8-oxoG). Comparison between the responses of these auditory cells to H2O2 is a helpful method to evaluate the molecular mechanisms responsible for these auditory cells' senescence. Furthermore, this in vitro model could help develop anti-senescent therapeutic strategies for the treatment of AHRL. It is known that cocoa products have high levels of polyphenol content (mainly flavonoids), that are potent anti-inflammatory and antioxidant agents with proven benefits for health. That is why the data from this study determined that cocoa present protective effect at the cellular and molecular levels in Presbycusis. Again, the in vitro study is performed in HEI-OC1, OC-k3 y SV-k1 cells. Each cell line was divided into a control group (CTR) and an H2O2 group (induction of senescence after reacting with oxygen molecules and inducing the formation of free radicals). Additionally, every group of every cell line was treated with the cocoa polyphenolic extract (CPE), measuring different markers of apoptosis, viability, the activity of antioxidant enzymes, and oxidative/nitrosative stress. The data show an increase of reactive oxidative and nitrogen species (ROS and RNS, respectively) in senescent cells compared to control ones. CPE treatment effectively reduced these high levels and correlated with a significant reduction in apoptosis cells by inhibiting the mitochondrial-apoptotic pathway. Furthermore, in senescence cells, the activity of antioxidant enzymes (Superoxide dismutase, SOD; Catalase, CAT; and Glutathione peroxidase, GPx) was recovered after CPE treatment. Administration of CPE also decreased oxidative DNA damage in the auditory senescent cells. In conclusion, CPE inhibits the activation of senescence-related apoptotic signaling by decreasing oxidative stress in auditory senescent cells.