Demuestran los Efectos Citoprotectores y Genoprotectores del Café en Modelos de Experimentación

• AUTOR :
• TITULO ORIGINAL : Kalthoff S, Ehmer U, Strassburg C y colaboradores
• CITA : Gastroenterology 139(5):1699-1710, Nov 2010
• MICRO : El consumo de café se asocia con efectos protectores en términos de acción antioxidante, genoprotectora y citoprotectora, vinculados con la regulación del gen UGT1A. Estos efectos no parecen depender de la presencia de diterpenos o de la cafeína y sus metabolitos.

Introducción

El café es una de las bebidas más consumidas en todo el mundo. Los habitantes de las naciones occidentales consumen hasta 3 tazas diarias, dado que el café representa una forma rápida y disponible de suministrar cafeína. Sin embargo, esta infusión incluye otros compuestos orgánicos, como los polifenoles y los flavonoides, asociados con efectos antioxidantes. Si bien el tostado del café no elimina los flavonoides, también se asocia con la producción de hidrocarburos poliaromáticos con capacidad mutagénica. De todos modos, se señala que el consumo de café se vincula con una disminución de las tasas de ciertas enfermedades, en especial con un menor riesgo de carcinoma hepatocelular y cirrosis, así como con una reducción de la progresión de la hepatitis C crónica. Se postula que la cafeína está involucrada en estos efectos protectores por su probable interferencia con la vía de señalización del factor de crecimiento transformante beta. No obstante, se presume la participación de otras moléculas. En este contexto, los autores plantearon la hipótesis de la regulación por parte del café de los sistemas de destoxificación, como las UDP-glucuronil transferasas (UGT), relacionadas con efectos citoprotectores.

Materiales y métodos

Se seleccionaron líneas celulares correspondientes a carcinoma hepatocelular (HEpG2), colónico (CaCo2) y esofágico (KYSE70), las cuales se incubaron en medios modificados y suplementados.

Se elaboraron preparaciones estandarizadas de café convencional, descafeinado, filtrado, hervido e instantáneo. Del mismo modo, se prepararon infusiones de cacao y té verde y negro, mientras que se empleó agua hervida como producto de control negativo. Se determinaron las concentraciones de cafeína y teofilina, así como la capacidad antioxidante estimada para los polifenoles.

Cada taza de café incluía unos 100 mg de cafeína, los cuales se metabolizan a 70 mg de paraxantina, 9 mg de teobromina y 9 mg de teofilina. Sobre la base de estos datos, se prepararon soluciones que contenían estas metilxantinas hasta alcanzar concentraciones de 5, 30 y 56 µmol/l.

Las líneas celulares elegidas se incubaron con café, té y cacao por 24 horas. Se aisló el contenido total de ARN. Se aplicaron técnicas de reacción en cadena de la polimerasa en tiempo real con cebadores y sondas de ADN para el gen UGT1A. Se generaron constructos de ADN para este gen acoplados con luciferasa, correspondientes a los fragmentos UGT1A3, UGT1A4, UGT1A7, UGT1A8, UGT1A9 y UGT1A10.

Con el objetivo de completar experiencias con ARN de interferencia pequeños (ARNpi), se transfectó a la línea celular KYSE70 con este producto dirigido contra factor símil nuclear tipo 2 (Nrf2), el receptor de aril-hidrocarburos (AhR) o bien con un control negativo. Los constructos obtenidos se transfectaron a su vez junto con lipofectina, para luego incubar las células con las infusiones por otras 48 horas. Además, se llevaron a cabo experiencias in vivo para estimar la regulación de la expresión del gen UGT1A en ratones transgénicos humanizados.

Resultados

De acuerdo con los autores, se verificó una inducción significativa de la actividad de la luciferasa después de la exposición al café convencional, el cual se correlacionó con un incremento de la expresión de los constructos UGT1A1, UGT1A3, UGT1A4, UGT1A7, UGT1A8, UGT1A9 y UGT1A10 en la línea celular KYSE70. Tanto el café convencional como las formas instantánea y descafeinada se asociaron con la inducción de la actividad de la luciferasa en los constructos UGT1A1, UGT1A7 y UGT1A10 en las líneas HepG2 y CaCo2, por lo cual se especula que en las 3 líneas celulares no fue necesaria la presencia de cafeína para logra la inducción de UGT1A1. Asimismo, la exposición al café no se vinculó con la generación significativa de peróxido de hidrógeno, mientras que esta infusión no presentó una mayor actividad antioxidante en comparación con las restantes bebidas utilizadas.

Se hace hincapié en que el constructo natural UGT1A1 de 1 000 bases fue inducido en igual proporción tanto por el café convencional como por las formas descafeinada e instantánea, si bien esta acción fue menor para el café hervido y el té verde, y se consideró insignificante para el té negro y el cacao. Aunque los constructos con la mutación UGT1A1*28 (descrita en el síndrome de Gilbert) no se asoció con una reducción significativa de esta capacidad de inducción en relación con la forma natural, se verificó una tendencia a la disminución para el café convencional y descafeinado, así como para el té verde. En cambio, la presencia de un polimorfismo UGT1A7*12 se vinculó con una reducción significativa de la inducción mediada para el café convencional, descafeinado e instantáneo en comparación con el constructo UGT1A7 en su variante natural.

Para aclarar la participación de la cafeína y sus metabolitos, se incubaron las líneas celulares con paraxantina, teobromina y teofilina, con efectos escasos o nulos sobre la inducción de UGT1A1 y UGT1A10. Las experiencias anexas con cafestol y kahweol, presentes en las formulaciones de café filtrado, no parecieron modificar en forma general la inducción de UGT1A1. Por lo tanto, los autores mencionan que la inducción de UGT1A1, UGT1A7 y UGT1A10 relacionada con el café no parece mediada por la cafeína, sus metabolitos, el cafestol o el kahweol.

Igualmente, se recuerda que el café podría actuar sobre la señalización del Nrf2, mientras que los xenobióticos producidos durante el proceso de tostado se han vinculado con la activación del AhR. En la experiencia de mutagénesis del presente ensayo, se verificó la regulación de la transcripción de UGT1A mediada por los elementos de respuesta antioxidante y los elementos de respuesta a los xenobióticos en respuesta a la exposición al café. Del mismo modo, en función de las experiencias con ARNpi, se reconoció la probable participación tanto del AhR como del Nrf2 en la inducción de los distintos fragmentos de UGT1A ante la exposición de las líneas celulares al café. Este proceso de inducción sobre las vías de señalización de AhR y Nrf2 parece producirse a nivel de la transcripción, según se demostró en los lisados finales de las 3 líneas celulares después de 48 horas de exposición.

Los resultados de estas experiencias in vitro se correlacionaron con los resultados vinculados con la administración de café durante 3 días consecutivos a ratones transgénicos humanizados, con elevada regulación en aumento de la expresión de UGT1A1 a nivel hepático en los roedores hembra y de UGT1A3 y UGT1A6 en el colon de los roedores macho. En ambos sexos, se reconoció una elevada expresión de UGT1A1, UGT1A4 y UGT1A6 en el tejido gástrico.

Discusión y conclusiones

El consumo de café se ha asociado con efectos protectores contra la inflamación, la fibrosis y las neoplasias. Se postula que estos efectos podrían estar mediados por la inducción de mecanismos antioxidantes, citoprotectores y genoprotectores. Al tratarse de un producto vegetal tostado, el café incluye numerosos ingredientes potencialmente activos que podrían inducir procesos metabólicos oxidativos y en fase II. De acuerdo con los expertos, los datos reunidos en el presente análisis demuestran que el café es un potente inductor de los genes UGT1A en los seres humanos.

Se señala que la conjugación con ácido glucurónico se vincula con efectos de destoxificación relacionados con la eliminación de productos intermedios de oxidación y de las especies reactivas del oxígeno generadas en las reacciones metabólicas en fase I. En las experiencias descritas, se verificó una acentuada inducción de los genes UGT1A tanto a nivel de los genes indicadores como en la trascripción y en la expresión de proteínas. Estos resultados difieren de los señalados en publicaciones previas, en las cuales no fue posible reconocer un efecto del café sobre la inducción de estos genes. En función de la variabilidad de las preparaciones habituales de café, se elaboraron diferentes estilos para recrear las bebidas de uso cotidiano, con la inclusión de cacao, té verde y negro, y las distintas variantes de café. Con la excepción del té negro, todas las bebidas analizadas se vincularon con la inducción significativa de la trascripción del gen UGT1A, por lo cual este proceso parece mediado por moléculas distintas de la cafeína, otras metilxantinas y los diterpenos, como el cafestol y kahweol. Se ha indicado que la cafeína podría incrementar los niveles intracelulares de adenosín monofosfato cíclico, con inhibición de la síntesis del factor de crecimiento del tejido conectivo y disrupción de las vías de señalización del factor de crecimiento transformante beta. En estudios previos se ha mencionado que los efectos protectores del café no se vincularían exclusivamente con la cafeína. Además, si bien los diterpernos se consideran moléculas relacionadas con acciones antagonistas de la carcinogénesis y protectoras contra la genotoxicidad por hidrocarburos aromáticos, en este análisis no se demostró su actividad en términos de la regulación de la transcripción del gen UGT1A. Asimismo, se comprobó en los análisis de mutagénesis y en las pruebas con ARNpi que la regulación del gen UGT1A mediada por el café se relaciona con efectos sobre el Nfr2 y el AhR. Los potenciales efectos adicionales inhibitorios del café sobre la actividad de las isoenzimas del sistema citocromo P450 podrían asociarse con la activación simultánea de los genes UGT1A en términos de su acción antioxidante. En este contexto, la conjugación con ácido glucurónico parece representar un mecanismo protector activado por el café y controlado por la señalización mediada por Nrf2 y AhR. También, en relación con las variantes del gen UGT1A, solo se observó un deterioro en la capacidad de inducción para el polimorfismo UGT1A7*12, el cual se ha considerado un factor de riesgo para el cáncer en ensayos previos.

Sobre la base de estos datos, los autores concluyen señalando que la regulación del gen UGT1A se afecta por el consumo de café, el cual podría vincularse con efectos positivos indirectos mediados por su actividad antioxidante, citoprotectora y genoprotectora. Estos procesos no parecen depender de la cafeína o los diterpenos. De este modo, se destaca que las intervenciones con extractos de café libres de cafeína constituyen una probable estrategia para la quimioprofilaxis de los sujetos con riesgo de hepatitis crónica, hepatocarcinoma o aparición de otras neoplasias.

Especialidad: Bibliografía - Farmacología