Tempranillo-derived grape seed extract induces apoptotic cell death and cell growth arrest in human promyelocytic leukemia HL 60 cells

Abstract

Although grape seed extract (GSE) has proven to be effective against various cancers, few studies have investigated the effects of GSE on human leukemia. In this study, we analysed the mechanisms involved in the apoptotic effects induced by GSE on human promyelocytic leukemia HL-60 cells. Thus, GSE treatment succeeded in activating caspase-3 (P < 0.05), the activation being dose-dependent and time-dependent. Activation of caspase-3 induced by GSE was accompanied by mitochondrial membrane depolarization (P < 0.05). Moreover, disruption of mitochondrial integrity caused by GSE treatment subsequently led to activation of caspase-9 (P < 0.05), and also produced a slight increase in ROS levels (P < 0.05). Cytotoxic effects elicited by GSE treatment ultimately resulted in extensive S-phase arrest (P < 0.05) and a substantial increase in the intrinsic rate of apoptosis (P < 0.05). Our findings suggest that the GSE induces apoptotic cell death and cell growth inhibition in human leukemic HL-60 cells, which seems to be dependent on mitochondrial damage. Therefore, the GSE obtained from Tempranillo cultivars could be an effective approach to restrain uncontrolled cell proliferation and survival in leukemia cells.

Aunque el extracto de semilla de uva (GSE) ha demostrado ser eficaz contra varios cánceres, pocos estudios han investigado los efectos de GSE en la leucemia humana. En este estudio se analizaron los mecanismos involucrados en los efectos apoptóticos inducidos por la GSE en células de leucemia promielocítica humana HL-60. Por lo tanto, el tratamiento con GSE logró activar la caspasa-3 (P < 0,05), siendo la activación dependiente de la dosis y del tiempo. La activación de caspasa-3 inducida por GSE se acompañó de despolarización de la membrana mitocondrial (P < 0,05). Además, la alteración de la integridad mitocondrial causada por el tratamiento con GSE condujo posteriormente a la activación de caspasa-9 (P < 0,05), y también produjo un ligero aumento en los niveles de ERO (P < 0,05). Los efectos citotóxicos inducidos por el tratamiento con GSE finalmente dieron lugar a una detención extensa de la fase S (P < 0,05) y un aumento sustancial de la tasa intrínseca de apoptosis (P < 0,05). Nuestros hallazgos sugieren que la GSE induce la muerte celular apoptótica y la inhibición del crecimiento celular en células leucémicas humanas HL-60, lo que parece depender del daño mitocondrial. Por lo tanto, la GSE obtenida de cultivares de Tempranillo podría ser un enfoque efectivo para contener la proliferación celular incontrolada y la supervivencia en células leucémicas.