Polyphenolic profile and antiproliferative activity of bioaccessible fractions of zinc-fortified fruit beverages in human colon cancer cell lines Translated title: Perfil polifenólico y actividad antiproliferativa de las fracciones bioaccesibles de bebidas a base de zumo de frutas suplementadas con cinc en líneas celulares humanas de cáncer de colon

Abstract

Introduction: Colorectal cancer risks could be reduced by polyphenol-rich diets that inhibit tumour cell growth. Aims: To determine the polyphenolic profile of four fruit beverages (FbZn, FbZnFe, FbZnM and FbZnFeM) as affected by the presence of Zn with/without Fe and with/without skimmed milk, and the digestion conditions. To evaluate the antiproliferative activity of bioaccessible fractions against Caco-2 and HT-29 cells. To clarify whether cell cycle arrest and/or apoptosis is involved in their possible antiproliferative activity. Methods: The polyphenolic profiles were analyzed by RP-HPLC-DAD before and after in vitro gastrointestinal digestion. Cell proliferation and viability were measured using Trypan blue test, mitochondrial enzyme activity by means MTT test, cell cycle distribution using flow cytometry and apoptosis by means Hoechst dye. Results and discussion: The presence of zinc, iron and/or milk decreased the soluble extractable phenolic content before digestion probably by chelate formation, FbZn and FbZnFe being the samples with the highest soluble extractable phenolics. After digestion, a decrease in phenolics was observed in all zinc-fortified samples (up to 32% with respect to the original fruit beverages) - the FbZnFeM sample showing the lowest soluble extractable phenolic content, though with the lowest percentage decrease in phenolics (14%). FbZnM digest (~50 μM total soluble extractable phenolics) was the sample that most inhibited Caco-2 and HT-29 cell proliferation after 24 h of incubation, without cytotoxicity. The specific combination of phytochemicals in FbZnM digest proved cytostatic and significantly suppressed proliferation through cell cycle arrest in the S-phase in both cell lines, without apoptosis.

Translated abstract

Introducción: Los riesgos de cáncer colorrectal podrían reducirse mediante dietas ricas en polifenoles, los cuales pueden inhibir el crecimiento de células tumorales. Objetivos: Determinar cómo el perfil polifenólico de cuatro bebidas a base de zumo de frutas (FbZn, FbZnFe, FbZnM and FbZnFeM) puede verse afectado por la presencia de Zn con/sin Fe y con/sin leche desnatada, así como por las condiciones de digestión gastrointestinal. Evaluar la actividad antiproliferativa de las fracciones bioaccesibles en células Caco-2 y HT-29. Averiguar si un arresto en el ciclo celular y/o apoptosis están implicados en su posible actividad antiproliferativa. Métodos: Los perfiles polifenólicos se analizaron mediante RP-HPLC-DAD antes y después de la digestión gastrointestinal in vitro. La proliferación y viabilidad celular se determinaron con el azul tripán, la actividad enzimática mitocondrial por medio del test MTT, la distribución del ciclo celular por citometría de flujo y la apoptosis mediante la sonda fluorescente Hoechst. Resultados y discusión: La presencia de cinc, hierro y/o leche disminuyó el contenido de polifenoles solubles extraíbles antes de la digestión, probablemente por formación de quelatos. Tras la digestión, se observa un descenso en los polifenoles en todas las muestras suplementadas con cinc (hasta un 32% con respecto a las bebidas de frutas originales), siendo la muestra FbZnFeM aquella con menor contenido de polifenoles solubles extraíbles, aunque con el menor porcentaje de descenso de polifenoles (14%). La muestra digerida de FbZnM (~50 μM polifenoles totales solubles extraíbles) fue la que más inhibió la proliferación de las células Caco-2 y HT-29 tras 24 h de incubación, sin citotoxicidad. La combinación específica de compuestos fitoquímicos en la fracción bioaccesible de FbZnM actuó de forma citostática, disminuyendo la proliferación celular de forma significativa mediante arresto del ciclo celular en la fase S en ambas líneas celulares, no acompañado de apoptosis.