Withaferin-A induces apoptosis and autophagy in colorectal cancer cell lines via down-regulated expression of histone deacetylase 1.

La withaferina-A induce la apoptosis y la autofagia en líneas celulares de cáncer colorrectal mediante la regulación negativa de la expresión de la histona deacetilasa 1.

Palabras clave: Apoptosis, Autofagia, Histona Desacetilasa 1, Focos de Criptas Aberrantes, Quimioprevención

Resumen

El cáncer colorrectal (CCR) sigue siendo la tercera malignidad más común en todo el mundo, y existe una necesidad urgente de preventivos o adyuvantes de baja toxicidad basados en mecanismos. Withaferin-A (WA), una lactona esteroide derivada de plantas, ha mostrado una amplia actividad antitumoral, pero su papel en el CRC y su interacción con reguladores epigenéticos, como la histona deacetilasa 1 (HDAC1), no están claros. Por lo tanto, se evaluó si WA suprime el crecimiento de CRC al regular la actividad de HDAC1 hacia abajo e inducir concomitantemente apoptosis y autofagia. Las células Caco2 y HT-29 se expusieron a WA 0–5 µM; la viabilidad, la formación de colonias y la migración se inhibieron marcadamente (IC₅₀ 0.70–1.52 µM). La citometría de flujo con Annexin-V/7-AAD, la tinción con MDC, la inmunofluorescencia de TEM y de LC3B mostraron que WA a 1 µM aumentó significativamente la apoptosis y el flujo autofágico, acompañados de la regulación descendente de HDAC1 y p62, la regulación ascendente de LC3B-II/I y un aumento en la relación Bax/ Bcl-2. La sobreexpresión de HDAC1 mediada por lentivirus revertió todos estos efectos, lo que confirma la dependencia de HDAC1. Para evaluar la relevancia traslacional, a ratones C57BL/6J de ocho semanas de edad se les administró primero el carcinógeno el carcinógeno de origen alimentario, 2-amino, 2-amino-3-metil-3H-imidazo[4,5-f]quinoline (100 mg/kg), cada dos días durante 3 semanas, para inducir focos de cripta aberrantes (ACF). A partir del día siguiente a la primera dosis de carcinógeno, los animales recibieron, adicionalmente, WA (2 mg/kg) o vehículo (aceite de maíz) por gavage cada dos días durante el mismo período. WA redujo el número macroscópico de ACF en más del 60%, restableció la expresión de LC3B y p62 asociada a HDAC1 a niveles normales y no mostró toxicidad ni en el peso corporal ni en el monitoreo general de la salud. Estos datos indican que WA ejerce una quimioprevención potente y de baja toxicidad contra la formación de lesiones de CRC mediante la inducción de apoptosis y autofagia dependientes de HDAC1, lo que respalda su desarrollo adicional como agente preventivo o adyuvante.

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Citas

Puspitaningtyas H, Wiranata JA, Wiratama BS, Fachiroh J, Hutajulu SH. Association of Low Educational Attainment and Higher Colorectal Cancer Risk: Mediatory Effect of Lifestyle-Associated Factors Within Local Context. World J Oncol. 2025; 16(4):388-396. https://doi.org/10.14740/wjon2599.

Huang P, Guo K, Tu J, Fang J, Zhou L, Luo X, et al. Single-Cell RNA Sequencing Reveals LEF1 as a Prognostic Biomarker for Poor Outcomes in Oxaliplatin-Resistant Colorectal Cancer. Hum Mutat. 2025; 2025:6705599. https://doi.org/10.1155/humu/6705599.

Shen R, Cheng F, Guo R, Wang W, Yang X, Chen Y, et al. Dehydroleucodine exerts an antiproliferative effect on human Burkitt’s lymphoma Daudi cells via SLC7A11-mediated ferroptosis. Front Pharmacol. 2025; 16:1572364. https://doi.org/10.3389/fphar.2025.1572364.

Wu HC, Tsai CC, Hsu PC, Kuo CY. Herbal Medicine in Breast Cancer Therapy: Mechanisms, Evidence, and Future Perspectives. Curr Issues Mol Biol. 2025; 47(5):362. https://doi.org/10.3390/cim b47050362.

Lee J, Seo Y, Roh JL. Emerging Therapeutic Strategies Targeting GPX4-Mediated Ferroptosis in Head and Neck Cancer. Int J Mol Sci. 2025; 26(13):6452. https://doi.org/10.3390/ijms26136452.

Chen X, Ma X, Hu X, Wang C, Zhang X, Yan C. Mechanisms and potential therapeutic strategies of withaferin A in breast cancer. Pharmacol Rep. 2025; 77: 1163-1176. https://doi.org/10.1007/s43440-025-00736-3.

Heyninck K, Lahtela-Kakkonen M, Van der Veken P, Haegeman G, Vanden Berghe W. Withaferin A inhibits NF-kappaB activation by targeting cysteine 179 in IKKβ. Biochem Pharmacol. 2014; 91(4):501-509. https://doi.org/10.1016/j.bcp.2014.08.004.

Choi BY, Kim BW. Withaferin-A Inhibits Colon Cancer Cell Growth by Blocking STAT3 Transcriptional Activity. J Cancer Prev. 2015; 20(3):185-192. https://doi.org/10.15430/JCP.2015.20.3.185.

Yan Z, Guo R, Gan L, Lau WB, Cao X, Zhao J, et al. Withaferin A inhibits apoptosis via activated Akt-mediated inhibition of oxidative stress. Life Sci. 2018; 211:91-101. https://doi.org/10.1016/j.lfs.2018.09.020.

Mirza S, Sharma G, Parshad R, Gupta SD, Pandya P, Ralhan R. Expression of DNA methyltransferases in breast cancer patients and to analyze the effect of natural compounds on DNA methyltransferases and associated proteins. J Breast Cancer. 2013;16(1):23-31. https://doi.org/10.4048/jbc.2013.16.1.23.

Duan N, Hu X, Qiu H, Zhou R, Li Y, Lu W, et al. Targeting the E2F1/Rb/HDAC1 axis with the small molecule HR488B effectively inhibits colorectal cancer growth. Cell Death Dis. 2023; 14(12):801. https://doi.org/10.1038/s41419-023-06205-0.

Yang Z, Su W, Zhang Q, Niu L, Feng B, Zhang Y, et al. Lactylation of HDAC1 Confers Resistance to Ferroptosis in Colorectal Cancer. Adv Sci (Weinh). 2025; 12(12):e2408845. https://doi.org/10.1002/advs.202408845.

Likasitwatanakul P, Li Z, Doan P, Spisak S, Raghawan AK, Liu Q, et al. Chemical Perturbations Impacting Histone Acetylation Govern Colorectal Cancer Differentiation. Gastroenterology. 2026; 170(1):70-88. S0016-5085(25)05732-4. https://doi.org/10.1053/j.gastro.2025.07.003.

Dhingra N, Gupta V, Tyagi A, Agrawala PK, Gupta V. Trichostatin A ameliorated combined radiation and skin wound injury-induced mortality and hematopoietic suppression in a rat model. Int J Radiat Biol. 2025; 101(9):952-972. https://doi.org/10.1080/09553002.2025.2537211.

Al-Rimawi F, Rishmawi S, Ariqat SH, Khalid MF, Warad I, Salah Z. Anticancer Activity, Antioxidant Activity, and Phenolic and Flavonoids Content of Wild Tragopogon porrifolius Plant Extracts. Evid Based Complement Alternat Med. 2016; 2016:9612490. https://doi.org/10.1155/2016/9612490.

Yang R, Sun S, Zhang Q, Liu H, Wang L, Meng Y, et al. Pharmacological Inhibition of TXNRD1 by a Small Molecule Flavonoid Butein Overcomes Cisplatin Resistance in Lung Cancer Cells. Biol Trace Elem Res. 2025; 203(4):1949-1960. https://doi.org/10.1007/s12011-024-04331-0.

Liu P, Zhang B, Li Y, Yuan Q. Potential mechanisms of cancer prevention and treatment by sulforaphane, a natural small molecule compound of plant-derived. Mol Med. 2024; 30(1):94. https://doi.org/10.1186/s10020-024-00842-7.

An T, Yin H, Lu Y, Liu F. The Emerging Potential of Parthenolide Nanoformulations in Tumor Therapy. Drug Des Devel Ther. 2022; 16:1255-1272. https://doi.org/10.2147/DDDT.S355059.

Vidjeyamannane C, Joy A, Prakash K, Saravanakumar R. A comprehensive review on the role of plant-derived bioactive metabolites driving ROS-mediated apoptosis in cancer. Med Oncol. 2025; 42(9):420. https://doi.org/10.1007/s12032-025-02985-x.

Wang H, Gu B, Wang Z, Zhang X, Shan L, Liu L, et al. Emodin enhances host antiviral immunity against Micropterus salmoides rhabdovirus by activating RLR signaling in largemouth bass. Fish Shellfish Immunol. 2025; 166:110633. https://doi.org/10.1016/j.fsi.2025.110633.

Dzięgielewska M, Tomczyk M, Wiater A, Woytoń A, Junka A. Targeting Ocular Bio- films with Plant-Derived Antimicrobials in the Era of Antibiotic Resistance. Molecules. 2025; 30(13):2863. https://doi.org/10.3390/molecules30132863.

Lee K, Lee D, Kim JY, Shim JJ, Bae JW, Lee JH. Attenuation Effect of Withania somnifera Extract on Restraint Stress- Induced Anxiety-like Behavior and Hippocampal Alterations in Mice. Int J Mol Sci. 2025; 26(15):7317. https://doi.org/10.3390/ijms26157317.

Albalawi AA. Dual impact of Ashwagandha: Significant cortisol reduction but no effects on perceived stress A systematic review and meta-analysis. Nutr Health. 2025; 31(4):1395-1408. https://doi.org/10.1177/02601060251363647.

Elzayat EM, Elsamahy GE, Mansour GH, El-Sherif AA, Hassan N. The Synergistic and Anticancer Potential of Withania Somnifera (Ashwagandha) Ethanol Extract as an Adjuvant with Doxorubicin in MCF7 Breast Cancer Cell Line. Asian Pac J Cancer Prev. 2025; 26(3):757-766. https://doi.org/10.31557/APJCP.2025.26.3.757.

Baghel K, Azam Z, Srivastava R. Dietary restriction-induced alterations on estrogen receptor alpha expression in regulating fertility in male Coturnix coturnix japonica: Relevance of Withania somnifera in modulation of inflammation and oxidative stress in testis. Am J Reprod Immunol. 2024; 91(2): e13816. https://doi.org/10.1111/aji.13816.

White PT, Subramanian C, Motiwala HF, Cohen MS. Natural Withanolides in the Treatment of Chronic Diseases. Adv Exp Med Biol. 2016; 928:329-373. https://doi.org/10.1007/978-3-319-41334-1_14.

Hameed H, Afzal M, Khan MA, Javaid L, Shahzad M, Abrar K. Unraveling the role of withanolides as key modulators in breast cancer mitigation. Mol Biol Rep. 2025; 52(1):331. https://doi.org/10.1007/s11033-025-10442-1.
Publicado
2026-03-04
Cómo citar
Wang, Q., & Li, C. (2026). Withaferin-A induces apoptosis and autophagy in colorectal cancer cell lines via down-regulated expression of histone deacetylase 1.: La withaferina-A induce la apoptosis y la autofagia en líneas celulares de cáncer colorrectal mediante la regulación negativa de la expresión de la histona deacetilasa 1. Investigación Clínica, 67(1), 73-91. https://doi.org/10.54817/IC.v67n1a06
Sección
Trabajos Originales