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Fuentes-Baile M, Bello-Gil D, Pérez-Valenciano E, Sanz JM, García-Morales P, Maestro B, Ventero MP, Alenda C, Barberá VM, Saceda M. CLytA-DAAO, Free and Immobilized in Magnetic Nanoparticles, induces Cell Death in Human Cancer Cells. Biomolecules 2020; 10:biom10020222. [PMID: 32028649 PMCID: PMC7072168 DOI: 10.3390/biom10020222] [Citation(s) in RCA: 10] [Impact Index Per Article: 2.5] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Affiliation(s)] [Abstract] [Key Words] [MESH Headings] [Grants] [Track Full Text] [Download PDF] [Figures] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 01/13/2020] [Revised: 01/30/2020] [Accepted: 01/31/2020] [Indexed: 12/13/2022] Open
Abstract
D-amino acid oxidase (DAAO) catalyzes the oxidation of D-amino acids generating hydrogen peroxide, a potential producer of reactive oxygen species. In this study, we used a CLytA-DAAO chimera, both free and bound to magnetic nanoparticles, against colon carcinoma, pancreatic adenocarcinoma, and glioblastoma cell lines. We found that the enzyme induces cell death in most of the cell lines tested and its efficiency increases significantly when it is immobilized in nanoparticles. We also tested this enzyme therapy in non-tumor cells, and we found that there is not cell death induction, or it is significantly lower than in tumor cells. The mechanism triggering cell death is apparently a classical apoptosis pathway in the glioblastoma cell lines, while in colon and pancreatic carcinoma cell lines, CLytA-DAAO-induced cell death is a necrosis. Our results constitute a proof of concept that an enzymatic therapy, based on magnetic nanoparticles-delivering CLytA-DAAO, could constitute a useful therapy against cancer and besides it could be used as an enhancer of other treatments such as epigenetic therapy, radiotherapy, and treatments based on DNA repair.
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Affiliation(s)
- María Fuentes-Baile
- Hospital General Universitario de Alicante, Instituto de Investigación Sanitaria y Biomédica de Alicante (ISABIAL), C/Maestro Alonso, 10, 03005 Alicante, Spain; (M.F.-B.); (M.P.V.); (C.A.)
- Unidad de Investigación. Hospital General Universitario de Elche, Fundación para el Fomento de la Investigación Sanitaria y Biomédica de la Comunidad Valenciana (FISABIO), Camí de l’Almazara, 11, 03203 Elche (Alicante), Spain; (P.G.-M.); (V.M.B.)
| | - Daniel Bello-Gil
- Instituto de Investigación, Desarrollo e Innovación en Biotecnología Sanitaria de Elche (IDiBE), Universidad Miguel Hernández, Avda. Universidad s/n, Ed. Torregaitán, 03202 Elche (Alicante), Spain; (D.B.-G.); (E.P.-V.); (J.M.S.); (B.M.)
| | - Elizabeth Pérez-Valenciano
- Instituto de Investigación, Desarrollo e Innovación en Biotecnología Sanitaria de Elche (IDiBE), Universidad Miguel Hernández, Avda. Universidad s/n, Ed. Torregaitán, 03202 Elche (Alicante), Spain; (D.B.-G.); (E.P.-V.); (J.M.S.); (B.M.)
| | - Jesús M. Sanz
- Instituto de Investigación, Desarrollo e Innovación en Biotecnología Sanitaria de Elche (IDiBE), Universidad Miguel Hernández, Avda. Universidad s/n, Ed. Torregaitán, 03202 Elche (Alicante), Spain; (D.B.-G.); (E.P.-V.); (J.M.S.); (B.M.)
- Centro de Investigaciones Biológicas Margarita Salas (Consejo Superior de Investigaciones Científicas) and Centro de Investigación Biomédica en Red de Enfermedades Respiratorias (CIBERES), C/Ramiro de Maeztu, 9, 28040 Madrid, Spain
| | - Pilar García-Morales
- Unidad de Investigación. Hospital General Universitario de Elche, Fundación para el Fomento de la Investigación Sanitaria y Biomédica de la Comunidad Valenciana (FISABIO), Camí de l’Almazara, 11, 03203 Elche (Alicante), Spain; (P.G.-M.); (V.M.B.)
- Instituto de Investigación, Desarrollo e Innovación en Biotecnología Sanitaria de Elche (IDiBE), Universidad Miguel Hernández, Avda. Universidad s/n, Ed. Torregaitán, 03202 Elche (Alicante), Spain; (D.B.-G.); (E.P.-V.); (J.M.S.); (B.M.)
| | - Beatriz Maestro
- Instituto de Investigación, Desarrollo e Innovación en Biotecnología Sanitaria de Elche (IDiBE), Universidad Miguel Hernández, Avda. Universidad s/n, Ed. Torregaitán, 03202 Elche (Alicante), Spain; (D.B.-G.); (E.P.-V.); (J.M.S.); (B.M.)
- Centro de Investigaciones Biológicas Margarita Salas (Consejo Superior de Investigaciones Científicas) and Centro de Investigación Biomédica en Red de Enfermedades Respiratorias (CIBERES), C/Ramiro de Maeztu, 9, 28040 Madrid, Spain
| | - María P. Ventero
- Hospital General Universitario de Alicante, Instituto de Investigación Sanitaria y Biomédica de Alicante (ISABIAL), C/Maestro Alonso, 10, 03005 Alicante, Spain; (M.F.-B.); (M.P.V.); (C.A.)
| | - Cristina Alenda
- Hospital General Universitario de Alicante, Instituto de Investigación Sanitaria y Biomédica de Alicante (ISABIAL), C/Maestro Alonso, 10, 03005 Alicante, Spain; (M.F.-B.); (M.P.V.); (C.A.)
| | - Víctor M. Barberá
- Unidad de Investigación. Hospital General Universitario de Elche, Fundación para el Fomento de la Investigación Sanitaria y Biomédica de la Comunidad Valenciana (FISABIO), Camí de l’Almazara, 11, 03203 Elche (Alicante), Spain; (P.G.-M.); (V.M.B.)
- Unidad de Genética Molecular. Hospital General Universitario de Elche. Camí de l’Almazara, 11, 03203 Elche (Alicante), Spain
| | - Miguel Saceda
- Unidad de Investigación. Hospital General Universitario de Elche, Fundación para el Fomento de la Investigación Sanitaria y Biomédica de la Comunidad Valenciana (FISABIO), Camí de l’Almazara, 11, 03203 Elche (Alicante), Spain; (P.G.-M.); (V.M.B.)
- Instituto de Investigación, Desarrollo e Innovación en Biotecnología Sanitaria de Elche (IDiBE), Universidad Miguel Hernández, Avda. Universidad s/n, Ed. Torregaitán, 03202 Elche (Alicante), Spain; (D.B.-G.); (E.P.-V.); (J.M.S.); (B.M.)
- Correspondence: ; Tel.: +34-966658432
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