Melatonin Modulates the Antioxidant Defenses and the Expression of Proinflammatory Mediators in Pancreatic Stellate Cells Subjected to Hypoxia

Abstract

Las células estrelladas pancreáticas (CEP) desempeñan un papel fundamental en la formación de tejido fibrótico en los tumores de páncreas. Por su parte, la melatonina es un agente terapéutico putativo para el cáncer de páncreas y la inflamación. En este trabajo, se evaluaron las acciones de la melatonina sobre los PSC sometidos a hipoxia. Se analizó la generación de especies reactivas de oxígeno (ROS), los niveles reducidos (GSH) y oxidados (GSSG) de glutatión, y la oxidación de proteínas y lípidos. Se estudió la fosforilación del factor nuclear relacionado con el factor eritroide 2 (Nrf2), el factor nuclear potenciador de la cadena de luz kappa de las células B activadas (NF-kB) y la proteína reguladora del factor nuclear potenciador del gen polipéptido de luz kappa en células B inhibidor-alfa (IκB). También se estudió la expresión de las enzimas antioxidantes reguladas por Nrf2, las enzimas superóxido dismutasa (SOD), ciclooxigenasa 2 (COX-2), interleucina-6 (IL-6) y factor de necrosis tumoral α (TNF α). Se ensayó la capacidad antioxidante total (TAC). Por último, se estudió la viabilidad celular. Bajo hipoxia y en presencia de melatonina se observó generación de ROS. No se detectaron aumentos en la oxidación de proteínas o lípidos. Se incrementó la fosforilación de Nrf2 y la expresión de las enzimas antioxidantes subunidad catalítica de glutamato-cisteína ligasa, catalasa, NAD(P)H-quinona oxidorreductasa 1, hemo oxigenasa-1, SOD1, y de SOD2. El TAC aumentó. La proteína quinasa C participó en los efectos de la melatonina. La melatonina disminuyó la relación GSH/GSSG en la concentración más alta probada. La viabilidad celular disminuyó en presencia de melatonina. Por último, la melatonina disminuyó la fosforilación de NF-kB y la expresión de COX-2, IL-6 y TNF α. Nuestros resultados indican que la melatonina, a concentraciones farmacológicas, modula el estado rojo-ox, la viabilidad y la expresión de mediadores proinflamatorios en PSC sometidas a hipoxia.

Pancreatic stellate cells (PSC) play a major role in the formation of fibrotic tissue in pancreatic tumors. On its side, melatonin is a putative therapeutic agent for pancreatic cancer and inflammation. In this work, the actions of melatonin on PSC subjected to hypoxia were evaluated. Reactive oxygen species (ROS) generation reduced (GSH) and oxidized (GSSG) levels of glutathione, and protein and lipid oxidation were analyzed. The phosphorylation of nuclear factor erythroid 2-related factor (Nrf2), nuclear factor kappa-light-chain-enhancer of activated B cells (NF-kB), and the regulatory protein nuclear factor of kappa light polypeptide gene enhancer in B-cells inhibitor-alpha (IκB) was studied. The expression of Nrf2-regulated antioxidant enzymes, superoxide dismutase (SOD) enzymes, cyclooxygenase 2 (COX-2), interleukin-6 (IL-6) and tumor necrosis factor α (TNF α) were also studied. Total antioxidant capacity (TAC) was assayed. Finally, cell viability was studied. Under hypoxia and in the presence of melatonin generation of ROS was observed. No increases in the oxidation of proteins or lipids were detected. The phosphorylation of Nrf2 and the expression of the antioxidant enzymes catalytic subunit of glutamate-cysteine ligase, catalase, NAD(P)H-quinone oxidoreductase 1, heme oxygenase-1, SOD1, and of SOD2 were augmented. The TAC was increased. Protein kinase C was involved in the effects of melatonin. Melatonin decreased the GSH/GSSG ratio at the highest concentration tested. Cell viability dropped in the presence of melatonin. Finally, melatonin diminished the phosphorylation of NF-kB and the expression of COX-2, IL-6, and TNF α. Our results indicate that melatonin, at pharmacological concentrations, modulates the red-ox state, viability, and the expression of proinflammatory mediators in PSC subjected to hypoxia.