Role of Sirtuin 3 on Doxorubicin-induced Toxicity on H9c2 Cardiomyoblasts

Abstract

A antraciclina Doxorrubicina (DOX) é um dos mais usados agentes antineoplásicos. No entanto, o tratamento com este composto está associado com cardiotoxicidade, que é dependente da dose e da sua acumulação. A mitocondrial Sirtuína 3 (Sirt3) é a maior deacetilase mitocondrial, modulando diversas vias, tal como a apoptose e o metabolismo celular. Assim a nossa hipótese é que a actividade da Sirt3 diminui a cardiotoxicidade induzida pela DOX. Os cardiomioblastos H9c2 foram transfectados com siRNA e plasmídeos para produzir células com Sirt3 silenciada e sobreexpressa, respectivamente. A toxicidade da DOX (0.5 e 1 µM) foi avaliada pelo ensaio da Sulforodamina B e por citometria de fluxo. A despolarização mitocondrial e a produção do anião superóxido foi determinada por microscopia de fluorescência e o conteúdo de proteínas específicas por western blot. A sobre e sub-expressão da Sirt3 foi confirmada por western blot e RT-PCR. A toxicidade da DOX envolveu a indução de morte celular em todos os grupos. O aumento do conteúdo de Sirt3 mediado pela sobreexpressão parece diminuir a toxicidade da DOX, maioritariamente pela manutenção da integridade da rede mitocondrial e redução do stress oxidativo. Por outro lado, a p53 parece ser um alvo directo da Sirt3 e a protecção conferida contra a morte celular pela Sirt3 pode ser relacionada com esta proteína.

The anthracycline Doxorubicin (DOX) is one of the most widely used anti-neoplastic agents. However, treatment with this drug is associated with a cumulative and dose dependent cardiotoxicity. Mitochondrial Sirtuin 3 (Sirt3) is the major mitochondrial deacetylase, modulating several pathways, such as apoptosis and metabolism. Thus, our hypothesis is that mitochondrial Sirt3 activity decreases DOX-induced cardiotoxicity. H9c2 cardiomyoblasts were transfected with siRNA and a plasmid construct to produce Sirt3 knock-down and Sirt3 overexpressing cells, respectively. DOX (0.5µM and 1µM) toxicity was evaluated by the Sulforhodamine B assay and by flow cytometry using the Life/Death assay. Mitochondrial depolarization and superoxide production was determined by fluorescence microscopy and content in specific proteins by western blot. Sirt3 overexpression or knock-down was confirmed by Western Blot and qRT-PCR. In all experimental groups, DOX induced cell death. Increase in Sirt3 content by transfection-mediated overexpression appeared to decrease DOX toxicity, most by maintaining the integrity of mitochondrial network and reducing oxidative stress. On the other hand, p53 seems to be a direct target of Sirt3 and the protection against cell death conferred by Sirt3 could be related to this protein.