Effet anti-tumoral de la mélatonine dans le choriocarcinome placentaire humain: rôle du stress oxydatif et de l'activité mitochondriale

Kharrat, Fatma (2020). Effet anti-tumoral de la mélatonine dans le choriocarcinome placentaire humain: rôle du stress oxydatif et de l'activité mitochondriale Mémoire. Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences expérimentales de la santé, 98 p.

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Résumé

Le choriocarcinome placentaire est une tumeur trophoblastique rare, mais hautement métastatique. La mélatonine exerce un puissant pouvoir antioxydant, anti-inflammatoire et antitumoral. Les travaux de notre équipe ont montré que la mélatonine induit la mort de la lignée de choriocarcinome placentaire, BeWo, mais le mécanisme cellulaire n'a jamais été étudié. Hypothèse et objectifs: L'hypothèse de recherche de ce mémoire est que la mélatonine augmente le stress oxydatif dans les cellules de choriocarcinome placentaire humaines entraînant des dommages cellulaires et mitochondriaux. Les objectifs spécifiques sont : de déterminer dans la lignée cellulaire de choriocarcinome placentaire humaines BeWo si la mélatonine (1) augmente les niveaux de stress oxydatif: les niveaux des espèces réactives de l'oxygène (EROs) cellulaires et l'expression de l'enzyme prooxydante xanthine oxydase (XO) et diminue l'expression des enzymes antioxydantes (superoxyde dismutase (SOD), glutathionne peroxydase (GPx) et la catalase (CAT)); (2) augmente la peroxydation des lipides et la carbonylation des protéines et (3) augmente la respiration mitochondriale. Méthodologie: Les cellules BeWo ont été cultivées en conditions de normoxie (8 % 02), ou dans des conditions d'hypoxie/réoxygénation (H/R), 4 h d'hypoxie (0,5 % 02) puis 20 h de normoxie (contrôle positif de stress oxydatif). Les cellules BeWo ont été traitées avec différentes concentrations de mélatonine (0, 10-3, 10- 6 ou 10-9 M) pendant 24h. Les niveaux d'EROs ont été analysés par la méthode CarboxyH2DCFDA. L'expression protéique des enzymes pro- et anti-oxydantes a été analysée par immunobuvardage de type Western. La mesure de la peroxydation des lipides, ta été réalisée par le test de l'acide thiobarbiturique (TBARS) et la carbonylation par spectrofluorimétrie. L'activité mitochondriale des cellules BeWo a été déterminée à l'aide de la technologie Seahorse XF96. Résultats : La mélatonine à 1 mM augmente significativement le taux des EROs en normoxie (P ≤ 0,01) et en H/R (P ≤ 0, 1 ). Les taux protéiques de XO, sont aussi augmentés par la mélatonine en normoxie, ainsi que les taux de SOD2 (1 nM; P ≤ 0,05), de la GPx (1 μM; P ≤ 0,05) et de la CAT (1 μM; P ≤ 0,05) en comparaison avec le véhicule contrôle. La mélatonine a également augmenté significativement la carbonylation des protéines, mais aucune différence n'a été observée au niveau de la peroxydation des lipides. Les résultats du Seahorse XF96 montrent que la mélatonine, augmente la respiration mitochondriale maximale, mimant les effets de la HIR. Ces résultats montrent que la mélatonine augmente le stress oxydatif dans la lignée de choriocarcinome placentaire BeWo. Cette étude suggère alors que l'action antitumorale de la mélatonine dans les cellules BeWo est médiée par son effet pro-oxydant.

Placenta! choriocarcinoma is a rare but highly metastatic trophoblastic tumor. Melatonin is produced by placenta! trophoblastic cells which express its receptors. lt acts as a powerful antioxidant preventing oxidative stress-induced damages in cytotrophoblasts. Our previous studies demonstrated that this indolamine induces cell death in placenta! choriocarcinoma. However, the mechanism behind this action is yet unknown. Hvpothesis and objectives: We hypothesize that melatonin increases oxidative stress in choriocarcinoma cells to stimulate intrinsic apoptosis. Our objectives are to determine in a human choriocarcinoma cell line, BeWo , (1) if melatonin increases oxidative stress: Reactive Oxygen Species (ROS), the prooxidant enzyme xanthine oxydase (XO) and antioxidant enzymes (superoxide dismutase 1 (SOD1 ), Glutathion peroxidase (GPx) and catalase (CAT)) protein expression levels; (2) increases lipid peroxidation and protein carbonylation and (3) increases mitochondrial respiration. Methodology: BeWo cells underwent normoxia (8% 02) or hypoxia (0,5% 02) followed by reoxygenation (8% 02) (H/R), with or without melatonin (0-1mM). We first measured Reactive Oxygen Species (ROS) levels with the general oxidative stress indicator Carboxy-H2DCFDA, as well as the levels of reduced glutathione (GSH) with monochlorobimane (mCB). Then, we studied the protein expression of pro-oxidant (XO) and antioxidant enzymes (SOD), (GPx) and (CAT) using Western blot. Levels of lipid peroxidation were investigated with Thiobarbituric Assay Test (TSARS) and protein carbonyl content by spectrofluorimetry. Last, we measured mitochondrial activity with Seahorse XF96. Results: Melatonin significantly increase ROS levels in BeWo cells under normoxia (P ≤ 0,01) and under H/R (P ≤ 0, 1) at 1 mM concentration. The main ROS generator, XO, demonstrated also an increased expression with melatonin in normoxic condition, just as SODs (1nM;P ≤0,05), GPx (1μM;P ≤0,05) and CAT (1 μM; P ≤0,05) expressions, miming H/R effect. Treating with different melatonin concentrations resulted also in an increase of lipid peroxidation and protein carbonylation levels in BeWo cells under normoxia. However, this increase was not detected in H/R condition, where melatonin seemed not having any effect on none of the tests.

Our data confirmed that melatonin increases oxidative stress and its major hallmarks in tumoral choriocarcinoma cells. Nevertheless, further research is needed to elucidate its exact anti-tumoral mechanism.

Type de document:	Thèse Mémoire
Directeur de mémoire/thèse:	Vaillancourt, Cathy
Mots-clés libres:	Mélatonine; stress oxydatif; choriocarcinome placentaire; enzymes pro- et antioxydantes; dommages oxydatifs; mitochondrie; Melatonin; oxidative stress; choriocarcinoma; pro- and anti-oxidants enzymes; oxidative damage; mitochondria
Centre:	Centre INRS-Institut Armand Frappier
Date de dépôt:	06 nov. 2024 15:00
Dernière modification:	06 nov. 2024 15:00
URI:	https://espace.inrs.ca/id/eprint/15907

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