Viktoria V. Bekusova

1 Catedra de fiziologie, St. Universitatea de Stat St. Petersburg, St. Petersburg 197183, Rusia,

Vasily M. Patsanovskii

2 IP Pavlov Institutul de Fiziologie, Academia Rusă de Științe, St. Petersburg 199034, Rusia,

Alexander D. Nozdrachev

1 Catedra de fiziologie, St. Universitatea de Stat St. Petersburg, St. Petersburg 197183, Rusia,

2 IP Pavlov Institutul de Fiziologie, Academia Rusă de Științe, St. Petersburg 199034, Rusia,

Alexandr P. Trashkov

3 Departamentul de farmacologie experimentală, I.M. Institutul de Fiziologie Evoluționară și Biochimie Sechenov, Academia Rusă de Științe, St. Petersburg 194223, Rusia,

Margarita R. Artemenko

3 Departamentul de farmacologie experimentală, I.M. Institutul de Fiziologie Evoluționară și Biochimie Sechenov, Academia Rusă de Științe, St. Petersburg 194223, Rusia,

Vladimir N. Anisimov

4 Departamentul de Carcinogeneză și Oncogerontologie, N.N. Petrov Research Institute of Oncology, St. Petersburg 197758, Rusia,

Abstract

Au fost studiate efectele a două doze de medicament antidiabetic, metformina (MF), asupra nivelurilor hormonale și metabolice ale serului la șobolani Wistar masculi nediabetici cu adenocarcinoame tumorale de colon induse de 1,2-dimetilhidrazină (DMH). S-a observat, de asemenea, carcinogeneza la animale. Șobolanii cu adenocarcinoame de colon induse de DMH au avut niveluri crescute de glucoză serică, insulină, factor de creștere asemănător insulinei, colesterol total, trigliceride, catalază, dialdehidă malonică, hemoglobină glicată, aspartat aminotransferază și alanină aminotransferază și scăderea hemoglobinei. Tratamentul cu două doze de MF a normalizat majoritatea acestor modificări la șobolanii tratați cu DMH, în timp ce medicamentul a fost ineficient la șobolanii fără tratament cu DMH. Singura excepție a fost scăderea nivelului de trigliceride la șobolanii tratați cu MF. O doză de 100 mg/kg de MF a crescut carcinoamele colonului exofitic induse de DMH și a scăzut tumorile endofitice comparativ cu șobolanii netratați. Mai mult, ambele doze de MF au crescut tumorile induse de DMH și extrem de diferențiate și au scăzut invazivitatea carcinoamelor de colon în comparație cu șobolanii furnizați cu DMH și apă. Prin urmare, efectele MF asupra homeostaziei metabolice sunt critice pentru prevenirea cancerului de colon.

Introducere

Material si metode

Animale

Șobolanii masculi Wistar cu vârsta de 2 luni au fost crescuți la Laboratorul de animale din I.P. Institutul de fiziologie Pavlov. Șase până la șapte șobolani au fost ținuți în cuști de tip T3 sub un regim standard de lumină/întuneric (12 ore lumină: 12 ore întuneric) la (22 ± 2) ° C și au primit laborator standard PK-120 (Laboratorkorm, Rusia) 14 și atingeți waterad libitum.

Animalele au fost verificate zilnic de personalul de îngrijire a animalelor și săptămânal de către un medic veterinar. Greutățile au fost măsurate și săptămânal. Studiul a fost realizat conform reglementărilor pentru asigurarea tratamentului uman al animalelor sub aprobarea Comitetului pentru Cercetarea Animalelor din N.N. Institutul de cercetare oncologică Petrov.

Produse chimice

DMH a fost furnizat de Sigma Chemical Co., St. Lois, MO, SUA și menținut la –20 ° C. MF (MF HCl, Siophor) a fost achiziționat de la Berlin-Chemie, Menarini Group, Germania.

Experimentul 1

Experimentul 2

Un total de 24 de șobolani Wistar masculi cu vârsta de 2 luni au fost subdivizați în mod aleatoriu în trei grupuri și expuși la DMH și aceleași două doze de MF, ca în Experimentul 1. Experimentul 2 a fost finalizat la șase luni după prima injecție cu cancerigen. După ce au fost sacrificați folosind vapori de eter, șobolanii au fost autopsiați prin deschiderea longitudinală a intestinelor. Poziția și dimensiunea tumorii au fost înregistrate 7. După prelucrarea histologică, țesuturile au fost încorporate în parafină. Secțiunile histologice cu o grosime de 3 m grosime au fost colorate cu hematoxilin-eozină și examinate microscopic; în grupul experimental, examinarea a fost efectuată ca un proces orb. Tumorile au fost clasificate de Agenția Internațională pentru Cercetări privind recomandările privind cancerul 15 .

analize statistice

previne

Efectul metforminei asupra unor parametri ai carcinogenezei colonului indusă de 1,2-dimetilhidrazină la șobolanii Wistar masculi. Datele prezentate ca medie ± SEM, n = 7-9 pe grup. * Р figura 1 ). Au fost observate tulburări dramatice ale parametrilor la șobolanii tratați cu apă și DMH. Animalele au fost sacrificate la șase luni după prima injecție cu carcinogen. În comparație cu grupul martor, șobolanii netratați au avut niveluri crescute de glucoză (+ 25,6%), insulină (+ 36,2%), IGF-1 (+ 37,1%), colesterol total (+ 47,4%) și trigliceride (+106,9 %) și activități crescute de catalază (+ 35,3%), MDA (+ 33,3%), AST (+ 93,8%), ALT (+ 71,4%), VEGF (+ 65,5%) și hemoglobină glicată (+ 56,7%). Activitatea SOD nu s-a modificat semnificativ (+ 19,2%, P> 0,05). Ambele doze de MF au atenuat efectele cancerigene. Majoritatea parametrilor au fost normali și indicii au acoperit șobolanii neexpuși DMH și cei netratați MF ( Figura 1A - 1M ).

Efectele MF asupra carcinogenezei colonului induse de DMH la șobolanii masculi

În experimentul 2, tumori intestinale au fost găsite la majoritatea șobolanilor expuși la DMH ( tabelul 1 ).

În grupa 1 (DMH + apă), toți șobolanii au dezvoltat tumori de colon (100%). Incidențele tumorale în diferite părți ale colonului din grupul 1 au variat: 63% în colon ascendent, 100% în colon descendent și 25% în rect. Mai mult, 76,7% din tumorile de colon au fost observate la colonele descendente, 16,7% la colonele ascendente și 6,7% la rect. Efectul maxim de 100 mg/kg doză zilnică de MF a fost observat în colonul ascendent, în care carcinogeneza indusă de DMH a fost, de asemenea, complet inhibată ( tabelul 1 ). Cele două doze de MF nu au afectat incidența carcinomului de colon la rectele de șobolan și la colonii descendenți. Doza mai mare de MF (300 mg/kg) a fost mai puțin eficientă în suprimarea carcinogenezei colonului comparativ cu cantități mai mici (100 mg/kg).

Macroscopic, neoplasmele sunt exofitice sau endofitice. Microscopic, tumorile intestinale maligne au diferite tipuri, printre care predomină adenocarcinoamele tubulare. Toate tipurile de carcinom sunt tipice în neoplasmele induse de DMH 15 . tabelul 1 și Figura 2 prezentați datele despre efectele MF asupra dezvoltării tumorii de colon induse de DMH.

Analiza morfologică a arătat că tumorile cu modele de creștere exofitice s-au dezvoltat mai frecvent în grupul tratat cu 100 mg/kg MF comparativ cu grupul de apă DMH +. Rezultate opuse au fost observate la tumorile endofitice de colon ( Figura 2A ). Grupul care a fost tratat cu o doză mai mică de MF a avut mai puțin invaziv ( Figura 2B ) și tumori mai diferențiate ( Figura 2C ) comparativ cu grupul de apă DMH +. Figura 3 prezintă microfotografii ale tipurilor de adenocarcinom de colon observate. Analiza distribuției dimensiunii tumorilor a arătat că, în colonii descendenți de grup DMH + apă și DMH + MF, 300 de tumori mici (2) au apărut mai rar în comparație cu grupul MF cu doză de 100 mg/kg (26%, 26% și 50%, corespunzător). Astfel, aceste date indică efectele inhibitoare ale MF asupra carcinogenezei colonului indusă de DMH.

Microfotografii ale adenocarcinoamelor de colon induse de 1,2-dimetilhidrazină. (A) Adenocarcinom foarte diferențiat. (B) Adenocarcinom moderat diferențiat. (C) Adenocarcinom diferențiat scăzut (colorare H&E, 70 ×).

Discuţie

masa 2 rezumă datele privind efectele inhibitoare ale biguanidelor antidiabetice asupra carcinogenezei colonului. În majoritatea studiilor, biguanidele antidiabetice au inhibat carcinogeneza colonului indusă de AOM sau DMH la șoareci și șobolani. Analiza detaliată a rezultatelor experimentale este oferită în altă parte 28.29. Tratamentul cu MF a fost urmat de scăderea nivelurilor de indici de proliferare, care au fost evaluați cu 5-bromodesoxiuridină, indici de antigen nuclear celular proliferant, țintă mecanicistă fosforilată a rapamicinei (mTOR), kinazei S6 și proteinelor S6, după cum a fost evidențiat prin analiza Western blot, în mucoasa colonică a șoarecilor tratați cu AOM 30. Autorii cred că MF suprimă proliferarea epitelială a colonului prin inhibarea căii mTOR prin activarea protein kinazei activată cu 5-adenozină monofosfat. Cu toate acestea, MF nu a afectat nivelul de O 6-metilguanină din colon sau ficat la șoareci tratați cu AOM. Rezultatele au arătat că MF nu a afectat capacitatea de alchilare AOM și carcinogenitatea. Prin urmare, efectul normalizator al MF asupra schimbărilor metabolice neuroendocrine și hormonale, care au apărut la rozătoare în timpul carcinogenezei colonului, sunt critice în prevenirea cancerului de colon.

Efectul medicamentelor antidiabetice asupra carcinogenezei colonului la rozătoare