mTOR Inhibition durch Metformin – antiproliferative Effekte auf neuroendokrine Tumorzellen in vitro

G Vlotides; A Tanyeri; MP Spampatti; K Zitzmann; G Spöttl; J Maurer; S Nölting; B Göke; CJ Auernhammer

doi:10.1055/s-0033-1352708

Zeitschrift für Gastroenterologie, Inhaltsverzeichnis

mTOR Inhibition durch Metformin – antiproliferative Effekte auf neuroendokrine Tumorzellen in vitro

G Vlotides ¹, A Tanyeri ¹, MP Spampatti ¹^,², K Zitzmann ¹, G Spöttl ¹, J Maurer ¹, S Nölting ¹, B Göke ¹, CJ Auernhammer ¹

¹Interdisziplinäres Zentrum für neuroendokrine Tumoren des GastroEnteroPankreatischen Systems (GEPNET-KUM), Medizinische Klinik 2, Klinikum LMU, München, Germany
²U.O.C.Gastroenterologia 2 Fondazione IRCCS Cà Granda Ospedale Maggiore Policlinico Cattedra di Gastroenterologia Università degli Studi di Milano, Milano, Italy

Abstract

Einleitung: Metformin ist ein breit angewendetes Antidiabetikum mit guter Verträglichkeit und mit nachgewiesenen antitumorigenen Effekten in verschiedensten Tumorentitäten. Neuroendokrine Tumore (NETs) umfassen eine heterogene Gruppe von Tumoren; der mTOR Inhibitor Everolimus wird im metastasierten Stadium zur Therapie eingesetzt. Bei der Multiplen Endokrine Neoplasie Typ1 (MEN1) ist das Vorgehen bei funktionell nicht aktiven NETs des Pankreas < 2 cm kontrovers bzgl. früher Operation vs. watch and wait Strategie.

Ziele: Untersuchung der Effekte von Metformin auf die Zellproliferation und auf intrazelluläre Signalmechanismen in neuroendokrinen Tumorzellen.

Methodik: Die Zellproliferation wurde durch Zellviabilitätbestimmungen und durch Zellzählungen evaluiert. Zellzyklusanalysen wurden mittels FACS und die Aktivierung von intrazellulären Signalproteinen mittels Western blot bestimmt.

Ergebnis: Die Behandlung von humanen NET-Zellinien (BON1, NCI-H727 und GOT1) mit Metformin (0,1 – 10mM) führte zu einer dosisabhängigen Hemmung der Zellproliferation. Metformin führte zur Induktion der AMPK-Phosphorylierung in BON1- und GOT1-Zellen, aber zur Hemmung von AMPK in bronchopulmonalen NCI-H727-Zellen, hinweisend auf AMPK-abhängige und AMPK-unabhängige Wirkung in NETs unterschiedlichen Ursprungs. Metformin führte zur Hemmung der mTORC1-Signalkaskade in allen 3 Tumorzelltypen (Hemmung von 4EBP1, pP70S6K und S6 Phosphorylierung) mit kompensatorischer AKT-Aktivität. Metformin führte zur Steigerung der ERK-Phosphorylierung in BON1- und NCI-H727-Zellen aber zur Hemmung von ERK in GOT1-Zellen. Alle 3 Tumorzellarten sprachen allerdings auf Metformin mit einer deutlichen Steigerung der GSK3-Phosphorylierung, hinweisend auf eine zentrale Rolle von GSK3 bei der Metformin-induzierten Signaltransduktion in neuroendokrinen Tumorzellen. Die Metformin-induzierte Hemmung der Zellproliferation war assoziiert mit Apoptose nur bei den GOT1-Zellen, welche eine Erhöhung der sub-G0/1-Fraktion und PARP-cleavage zeigten.

Schlussfolgerung: In dieser Studie zeigen wir erstmalig antiproliferative Effekte von Metformin in neuroendokrinen Tumorzellen. Weitere Studien sind notwendig zur Evaluation von Metformin als potenzielles adjuvantes Therapeutikum bei sporadischen oder MEN1-assoziierten NETs.