Impact of Rebaudioside A in cancer cell metabolism: Potential as a safe chemotherapeutic adjuvant

Abstract

Glicosídeos de Steviol (SGs) são moléculas obtidas a partir de plantas do género Stévia, sendo frequentemente utilizados como adoçantes naturais. Contudo, descobriram-se mais propriedades para essas moléculas, sendo as mais relevantes um aparente comportamento insulino-mimético, relacionado com a modulação de transportadores GLUT. Recentemente, vários estudos sugeriram a possibilidade de serem utilizados em estratégias quimioterapêuticas. Ainda há muito por desvendar sobre esses fenómenos, especialmente com um eventual uso em terapias anti cancro, com o conhecimento atual restringido a um número reduzido de SGs e falta de ensaios em linhas não tumorais como controlo. Um dos SGs menos estudado para estes fins é o Rebaudiosídeo A (RebA), apesar de ser um dos mais importantes na indústria alimentar. Neste trabalho, testaram-se os efeitos do RebA em duas linhas celulares tumorais de cancro da mama, assim como em fibroblastos da pele, empregues como controlo não tumoral, com foco no estudo de alterações metabólicas e efeitos na viabilidade celular. O RebA foi ainda testado em conjunto com a Doxorrubicina, para aferir se pode ser utilizado como adjuvante para este fármaco quimioterapêutico. Ensaios realizados de Resazurina e SRB sugerem que o RebA teve um IC50 para a viabilidade celular significativamente superior ao de outros SGs, tais como o steviol e steviosídeo, e não mostraram potenciação do efeito da Doxorrubicina para nenhuma linha celular testada. Por outro lado, ensaios de RMN, SeaHorse e Mitoplate-S1 sugerem que o RebA induziu uma reprogramação metabólica para um metabolismo mais oxidativo, e ensaios com H2DCFDA a sugerir um aumento nos níveis de espécies reativas de oxigénio. Estes resultados sugerem que, ao contrário de outros SGs, o RebA pode não ter aplicação em quimioterapia, pelo menos quando usado por si só ou em conjunto com a Doxorrubicina, mas as alterações metabólicas induzidas demonstram potencial para serem mais estudadas para aplicação noutras terapias.

Steviol Glycosides (SGs) are molecules obtained from plants from the genus Stevia and are commonly used as natural sweeteners. New properties are still being discovered for these molecules, the most remarkable being an apparent behavior as insulin mimetic regarding modulation of GLUT transporters. More recently, several studies suggested a promising use in chemotherapeutic strategies. There is still much to uncover regarding those phenomena, especially related to an eventual use in anti-cancer therapies, with knowledge currently limited to a small number of SGs and an overall lack of non-tumoral cell lines used as control. One of the less studied SGs in this regard is Rebaudioside A (RebA), even though it is one of the most important in the food industry. In this work, effects of RebA in two breast cancer cell lines were tested, as well as in non-tumoral skin fibroblasts, focusing on studying the metabolic changes it might induce and its effects on cell viability. RebA was tested along with Doxorubicin, as a possible adjuvant for this chemotherapeutic drug. Results of Resazurin and SRB assays suggest that RebA had a IC50 for cell viability dozens of times higher than those observed for other SGs, such as stevioside and steviol, and showed no potentiation of the effect of Doxorubicin for neither cell line addressed. On the other hand, NMR, Seahorse and Mitoplate-S1 assays suggested that RebA induced a metabolic rewiring towards a more oxidative metabolism, while experiments with H2DCFDA suggested an increase in the levels of Reactive Oxygen Species. Those results suggest that, unlike other SGs, RebA may not have an application in chemotherapy, neither on its own nor when used along doxorubicin, but its metabolic changes can be interesting and need to be further studied for application in other therapies.