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. 2013 Nov-Dec;39(6):644–649. doi: 10.1590/S1806-37132013000600002
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Metformin synergistically enhances antiproliferative effects of cisplatin and etoposide in NCI-H460 human lung cancer cells*

Sarah Fernandes Teixeira 1, Isabella dos Santos Guimarães 2, Klesia Pirola Madeira 3, Renata Dalmaschio Daltoé 4, Ian Victor Silva 5, Leticia Batista Azevedo Rangel 6,
PMCID: PMC4075897  PMID: 24473757

Abstract

OBJECTIVE:

To test the effectiveness of combining conventional antineoplastic drugs (cisplatin and etoposide) with metformin in the treatment of non-small cell lung cancer in the NCI-H460 cell line, in order to develop new therapeutic options with high efficacy and low toxicity.

METHODS:

We used the 3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazolium bromide (MTT) assay and calculated the combination index for the drugs studied.

RESULTS:

We found that the use of metformin as monotherapy reduced the metabolic viability of the cell line studied. Combining metformin with cisplatin or etoposide produced a synergistic effect and was more effective than was the use of cisplatin or etoposide as monotherapy.

CONCLUSIONS:

Metformin, due to its independent effects on liver kinase B1, had antiproliferative effects on the NCI-H460 cell line. When metformin was combined with cisplatin or etoposide, the cell death rate was even higher.

Keywords: Carcinoma, non-small-cell lung; Drug therapy, combination; Metformin

Introduction

Lung cancer (LC) is the most common and most deadly cancer worldwide.(1) In Brazil, LC is one of the five most common cancer types, according to estimates for 2012, and it is the cancer type that took the most lives in 2010.(2) With this data, it is evident that LC is a health challenge in Brazil and worldwide. It is known that 85% of all cases of LC are classified as non-small cell LC (NSCLC), a group composed of cancer types that are different in histology, such as adenocarcinoma, squamous cell carcinoma, and large cell carcinoma, but that have similar clinical and pathological characteristics.(3,4)

Chemotherapy is used in patients staged as III or IV, in order to extend survival, control the disease, and improve quality of life.(5) In general, platinum derivatives, such as cisplatin and carboplatin, fulfill this role when combined with third-generation antineoplastic agents, such as etoposide.(6) Unquestionably, combination therapy is advantageous in cancer treatment, because it makes it possible to attack multiple molecular targets, with an increase in therapeutic efficacy, a reduction in dosage, and a consequent reduction in toxicity, as well as with a reduction or delay in resistance phenotype acquisition.(7)

In this scenario, there is metformin, a biguanide that is widely used as the first-line treatment for patients with type 2 diabetes mellitus.(8) However, since the 1970s, Dilman has suggested the use of antidiabetic biguanides as anti-aging and antineoplastic agents.(9)

In this context, the objective of the present study was to determine whether there was summation, synergism, or antagonism between antineoplastic agents used in the treatment of NSCLC and metformin, in the NCI-H460 cell line, in order to evaluate new therapeutic options for the treatment of NSCLC.

Methods

Initially, the NSCLC cell line NCI-H460, which is a representative of the histologic group of large cell carcinoma, was grown to subconfluence at 37°C and 5% CO2 in RPMI 1640 medium (Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, USA) supplemented with 10% (v/v) bovine fetal serum (Gibco/Invitrogen, Grand Island, NY, USA) and a stabilized solution of penicillin (100 IU/mL), streptomycin (100 µg/mL), and 0.5% (w/v) amphotericin B (Gibco/Invitrogen). Provided through donations from collaborators, cisplatin ((Incel, 1 mg/mL injectable solution; Laboratório Darrow, Areal, Brazil), etoposide (Posidon, 20 mg/mL injectable solution; Piére, Buenos Aires, Argentina), and metformin hydrochloride (Pharma Nostra, Rio de Janeiro, Brazil) were diluted in 1× PBS.

In the in vitro cell metabolic viability test, cells were grown at a density of 7.5 x 104 cells/well in 96-well plates, and, after 24 h, they were treated with each drug, in a dose-dependent manner, for 24 h. Subsequently, the medium was removed, 15 µL of 3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazolium bromide (MTT; Sigma-Aldrich) were added to 5 mg/mL in each well, and the plates were incubated for 4 h. Finally, 100 µL of analytical grade DMSO (Vetec, Rio de Janeiro, Brazil) were added in order to dissolve the formazan crystals. Therefore, the production of formazan by mitochondrial succinate dehydrogenase activity reflects the proportion of live cells undergoing oxidative stress caused by the drugs under investigation.(10) In this experiment, the absorbance values obtained from the wells of untreated cells, i.e., cells exposed only to RPMI 1640 medium, represent 100% cell viability. In vitro cytotoxicity was determined by the estimate calculation of the values for inhibitory concentration of 50% for cell proliferation (IC50) on the basis of the dose-response curve for each drug, after calculation of metabolic viability, evaluated with the MTT assay (absorbance at 570 nm), by using a spectrophotometer. It is of note that the experiments to obtain the dose-response curves for each drug as monotherapy and estimate the IC50 values were performed in quadruplicate in three independent experiments, whereas the experiments to determine the combination index were performed in triplicate in three independent experiments. In addition, drug interaction was assessed by analysis of the combination index, the value of which was calculated by the classical isobologram equation described by Chou & Talalay, with the use of the CompuSyn software program, version 1.0 (ComboSyn, Paragon, NJ, USA).(11) In this context, combination index values greater than 1.1 indicate antagonistic interactions, values between 0.9 and 1.1 indicate additive interactions, and values lower than 0.9 indicate synergistic interactions. Regarding the statistical analysis, the mean and standard deviation of the absorbances were calculated on the basis of the results of the MTT assay, whereas the estimated IC50 values were calculated by the Prism software program, version 5 (GraphPad Inc., San Diego, CA, USA). All data on combination therapy are expressed as mean ± SD and were analyzed by one-way ANOVA followed by the Bonferroni test, with the use of the same software program.

Results

Initially, we performed the cell viability experiments to determine the IC50 concentrations for metformin, cisplatin, and etoposide in the large cell carcinoma cell line NCI-H460, which are shown in Table 1.

Table 1. Inhibitory concentration of viability at 50% (IC50) values in the NCI-H460 cell line with the drugs tested.

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Subsequently, once these data were obtained, each drug was diluted to achieve concentrations in the IC50 range, as well as below and above this range, and in vitro experiments combining metformin with cisplatin and combining metformin with etoposide were performed to allow the construction of dose-response plots with the software program. However, only the most relevant data will be discussed. The data from the plots were statistically analyzed and are shown in Figures 1 and 2. Finally, the effects of the combinations were used to calculate the combination index, the values of which are shown in Table 2.

Figure 1. Evaluation of the effects of metformin and cisplatin (used as monotherapy or in combination therapy, at different concentrations) on the reduction in metabolic cell viability (MCV) in the NCI-H460 cell line.

Figure 1

Figure 2. Evaluation of the effects of metformin and etoposide (used as monotherapy or in combination therapy, at different concentrations) on the reduction in metabolic cell viability (MCV) in the NCI-H460 cell line.

Figure 2

Table 2. Combination index for metformin plus cisplatin or etoposide in the NCI-H460 cell line.

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The results show that combining metformin (60.58 mM) with cisplatin (0.19 mM) produced greater antiproliferative effects than did the use of metformin (60.58 and 30.29 mM) or cisplatin (0.09 mM) as monotherapy. In addition, combining metformin (60.58 and 30.29 mM) with cisplatin (0.19 mM) produced synergy. Combining metformin (30.39 mM) with etoposide (0.18 mM) was more effective in reducing the metabolic viability of the cell line tested than was the use of etoposide (0.18 and 0.09 mM) or metformin (30.29 and 15.14 mM) as monotherapy. Furthermore, combining metformin with etoposide (30.39 mM and 0.18 mM, respectively, and 15.14 mM and 0.09 mM, respectively) produced a synergistic effect.

Discussion

Various epidemiological studies have reported the effects of metformin on the prevention and treatment of cancer.(12-15) There have also been studies reporting that metformin can improve treatment and thus survival in patients with NSCLC and diabetes who undergo chemotherapy.(16) Because the safety and use of metformin has been well established since it first underwent a clinical trial in 1957, its use as a potential anticancer agent is certainly an interesting strategy.(17)

Although in the present study the cytotoxic activity of metformin was found to be up to 200 times lower than that of etoposide or cisplatin, as determined by the IC50 values, the use of metformin as monotherapy reduced the metabolic viability of large cell carcinoma cells. However, in polytherapy regimens, metformin (60.58 and 30.29 mM) combined with cisplatin at 0.19 mM produced a synergistic effect and was more effective than was metformin combined with half the IC50 value for cisplatin (0.09 mM). Combining metformin (30.39 mM) with etoposide (0.18 mM) produced a synergistic effect and was more effective in reducing the metabolic viability of the NCI-H460 cell line than was the use of etoposide (0.18 and 0.09 mM) or metformin (30.29 and 15.14 mM) as monotherapy. In line with our findings, preclinical studies have reported that oral administration of metformin combined with chemotherapy can block tumor growth and prevent recurrence, as well as making it possible to reduce the doxorubicin doses used in the treatment.(18)

Although the use of metformin is well established in the treatment of diabetes, the mechanism through which metformin can act in tumor suppression still needs to be further elucidated. The major mechanism of action of biguanides might be related to their capacity to inhibit mitochondrial complex I and consequently cause energy imbalance, triggering liver kinase B1 (LKB1)-dependent phosphorylation of the enzyme AMP kinase (AMPK).(19,20) Under conditions of energy stress, LKB1 is the primary regulator of AMPK, which, under conditions of reduction of intracellular ATP, modulates cell growth and metabolism.(21,22)

Allelic loss at LKB1 occurs in various types of cancer-such as NSCLCs-especially in lung adenocarcinoma. In addition, it is believed that most mutations in LKB1 in NSCLC lead to loss of function of the encoded protein.(23,24) The large cell carcinoma cell line used in the present study (NCI-H460) has a nonsense mutation in LKB1, which results in lack expression of its protein product.(24) It is therefore possible to attest that the mechanisms of action of metformin in these cells are independent of LKB1 activity. Shackelford et al. showed that phenformin, a member of the biguanide class of drugs, can be used as an anticancer agent in LKB1-deficient tumors because it induces apoptosis possibly in response to metabolic stress.(25) It has thus been suggested that a possible mechanism of action of metformin and other biguanides in LKB1-defficient tumor cells is mitochondrial complex I inhibition, which induces the production of reactive oxygen species and consequent apoptosis, because these species cannot be effectively neutralized.(26)

Another plausible reason for the antiproliferative and synergistic effects of metformin is its preferential activity against tumor stem cells, a group of cells within the tumor mass that can be related to tumor formation, maintenance of the tumor mass, recurrence, and metastasis. Because of these characteristics, drugs that selectively target these cells are extremely promising, since, in combination with conventional chemotherapy, they could make treatment more effective and prevent disease recurrence.(27) Hirsch et al. found that, in xenographic models, metformin preferentially inhibits proliferation of tumor cells expressing a stem cell phenotype.(26)

In summary, the present study has shown for the first time that metformin has antiproliferative effects in a large cell carcinoma cell line (NCI-H460) and that, when combined with cisplatin or etoposide, it acts synergistically, increasing the cell death rate. However, larger studies are still needed to elucidate further the mechanisms involved.

Footnotes

*

Study carried out in the Laboratory of Cellular and Molecular Biology of Human Cancer, Universidade Federal do Espírito Santo - UFES, Federal University of Espírito Santo - Vitória, Brazil

Financial support: This study received financial support from the Fundação de Amparo à Pesquisa do Espírito Santo (FAPES, Espírito Santo Research Foundation) and the Brazilian Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq, National Council for Scientific and Technological Development).

Contributor Information

Sarah Fernandes Teixeira, Universidade Federal do Espírito Santo - UFES, Federal University of Espírito Santo - Vitória, Brazil.

Isabella dos Santos Guimarães, Graduate Program in Biotechnology, Universidade Federal do Espírito Santo - UFES, Federal University of Espírito Santo - Vitória, Brazil.

Klesia Pirola Madeira, Graduate Program of the Biotechnology Network of Northeastern Brazil, Universidade Federal do Espírito Santo - UFES, Federal University of Espírito Santo - Vitória, Brazil.

Renata Dalmaschio Daltoé, Agricultural Sciences Center, Universidade Federal do Espírito Santo - UFES, Federal University of Espírito Santo - Vitória, Brazil.

Ian Victor Silva, Health Sciences Center, Universidade Federal do Espírito Santo - UFES, Federal University of Espírito Santo - and Head, Laboratory of Cell Biology of Aging, Vitória, Brazil.

Leticia Batista Azevedo Rangel, Health Sciences Center, Universidade Federal do Espírito Santo - UFES, Federal University of Espírito Santo - and Head. Laboratory of Cellular and Molecular Biology of Human Cancer, Vitória, Brazil.

References

J Bras Pneumol. 2013 Nov-Dec;39(6):644–649. [Article in Portuguese]

Metformina sinergicamente potencializa os efeitos antiproliferativos de cisplatina e etoposídeo em linhagem de células de câncer humano de pulmão NCI-H460*

Sarah Fernandes Teixeira 1, Isabella dos Santos Guimarães 2, Klesia Pirola Madeira 3, Renata Dalmaschio Daltoé 4, Ian Victor Silva 5, Leticia Batista Azevedo Rangel 6,

Abstract

OBJETIVO:

Testar a eficácia da combinação terapêutica de antineoplásicos convencionais (cisplatina e etoposídeo) com metformina em linhagem celular NCI-H460 de câncer de pulmão não pequenas células, a fim de desenvolver novas possibilidades terapêuticas com eficácia superior e reduzida toxicidade.

MÉTODOS:

Foi utilizado o ensaio de brometo de 3-(4,5-dimetiltiazol-2-il)-2,5-difeniltetrazólio (MTT) e calculado o índice de combinação dos fármacos estudados.

RESULTADOS:

Observamos que o uso de metformina em monoterapia reduziu a viabilidade celular metabólica da linhagem de células estudada. O uso de metformina em combinação com cisplatina ou etoposídeo foi sinérgico e superior à monoterapia com cisplatina ou etoposídeo.

CONCLUSÕES:

A metformina, devido às suas ações independentes em liver kinase B1, apresentou atividade antiproliferativa na linhagem NCI-H460 e, em combinação com cisplatina ou etoposídeo, ampliou a taxa de morte celular.

Keywords: Carcinoma pulmonar de células não pequenas, Quimioterapia combinada, Metformina

Introdução

O câncer de pulmão (CP) é a neoplasia mais frequente e mortal na população mundial.(1) No Brasil, o CP encontra-se entre os cinco tipos de câncer mais incidentes, segundo estimativas para 2012, e é o que mais fez vítimas entre os brasileiros em 2010.(2) De posse desses dados, torna-se evidente que o CP é um desafio à saúde brasileira e mundial. Sabe-se que 85% de todos os casos de CP são classificados como CP não pequenas células (CPNPC), grupo composto por diferentes tipos histológicos, como adenocarcinoma, carcinoma de células escamosas e carcinoma de células grandes, porém similares quanto a suas características clinicopatológicas.(3,4)

A quimioterapia é utilizada em pacientes nos estádios III e IV a fim de ampliar a sobrevida, controlar a doença e melhorar a qualidade de vida. (5) Em geral, os derivados de platina, tais quais a cisplatina e a carboplatina, cumprem bem esse papel quando associados a antineoplásicos de terceira geração, como, por exemplo, o etoposídeo. (6) Inquestionavelmente, a combinação terapêutica é vantajosa no tratamento do câncer, posto que possibilita afetar múltiplos alvos moleculares, com aumento da eficácia terapêutica, redução das dosagens e consequente redução de toxicidade, assim como redução ou retardo na aquisição de fenótipos de resistência.(7)

Nesse cenário, surge a metformina, uma biguanida amplamente utilizada como primeira linha de tratamento para pacientes com diabetes mellitus tipo 2.(8) No entanto, desde a década de 1970, Dilman sugere o uso das biguanidas antidiabéticas como protetores antienvelhecimento e antineoplásicos.(9)

Nesse contexto, o objetivo do presente estudo foi determinar a ocorrência de aditamento, sinergismo ou antagonismo entre antineoplásicos utilizados na terapêutica de CPNPC e a metformina, em linhagem celular NCI-H460, no intuito de avaliar novas combinações terapêuticas para o tratamento dos CPNPC.

Métodos

Inicialmente, a linhagem de CPNPC NCI-H460, representante do grupo histológico de carcinoma de células grandes, foi cultivada a 37°C e 5% de CO2 em meio RPMI-1640 (Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, EUA) suplementado com 10% (v/v) de soro fetal bovino (Gibco/Invitrogen, Grand Island, NY, EUA) e solução estabilizada de penicilina (100 UI/mL), estreptomicina (100 µg/mL) e 0,5% (p/v) de anfotericina B (Gibco/Invitrogen) até a subconfluência. Obtidos através de doação de colaboradores, a cisplatina (Incel, solução injetável 1 mg/mL; Laboratório Darrow, Areal, Brasil), o etoposídeo (Posidon, solução injetável 20 mg/mL; Piére, Buenos Aires, Argentina) e o cloridrato de metformina (Pharma Nostra, Rio de Janeiro, Brasil) foram diluídos em PBS 1×.

No teste de viabilidade celular metabólica in vitro, as células foram cultivadas na densidade de 7,5 x 104 células/poço em placas de 96 poços e, após 24 h, tratadas com cada fármaco, de modo dose-dependente, por 24 h. Em seguida, removeu-se o meio, adicionou-se 15 µL de brometo de 3-(4,5-dimetiltiazol-2-il)-2,5-difeniltetrazólio (MTT; Sigma-Aldrich) a 5 mg/mL em cada poço, e as placas foram incubadas por 4 h. Enfim, adicionou-se 100 µL de DMSO p.a. (Vetec, Rio de Janeiro, Brasil) para a dissolução dos cristais de formazan. Desse modo, a produção de formazan pela atividade de succinato desidrogenase mitocondrial reflete a proporção de células vivas em processo de estresse oxidativo causado pelos fármacos em teste.(10) Nesse experimento, os valores de absorbância obtidos dos poços das células não tratadas, ou seja, expostas somente ao meio RPMI-1640, representam 100% de viabilidade celular. A citotoxicidade in vitro foi determinada pelo cálculo estimado da dose da concentração inibitória de 50% da proliferação celular (CI50) a partir da curva dose-resposta de cada fármaco, após o cálculo de viabilidade metabólica, avaliada através do ensaio de MTT (absorbância a 570 nm), utilizando um espectrofotômetro (MR-96ª; Bioclin, Belo Horizonte, Brasil). Vale ressaltar que os experimentos para a obtenção das curvas dose-resposta das monoterapias e estimativa do CI50 foram realizados em quadruplicata em três experimentos independentes, enquanto os experimentos para a determinação do índice de combinação foram realizados em triplicata em três experimentos independentes. Ademais, a interação entre os fármacos foi avaliada através da análise do índice de combinação, cujo valor foi determinado utilizando a equação clássica do isobolograma de Chou e Talalay, através do programa CompuSyn, versão 1.0 (ComboSyn, Paragon, NJ, EUA).(11) Nesse contexto, caso o valor resultante do índice de combinação seja superior a 1,1 considera-se uma relação de antagonismo; entre 0,9 e 1,1, o efeito da combinação é aditivo; e, abaixo de 0,9, a combinação é sinérgica. Quanto à análise estatística, a partir dos resultados do ensaio de MTT, a média e o desvio-padrão das absorbâncias foram calculados, ao passo que os CI50 estimados foram calculados usando os programa GraphPad Prism, versão 5 (GraphPad Inc., San Diego, CA, EUA). Todos os dados de combinação foram expressos como média ± dp e analisados utilizando ANOVA de uma via seguido do pós-teste de Bonferroni com o auxílio do mesmo programa.

Resultados

Inicialmente, foram conduzidos os experimentos de viabilidade celular para determinar as concentrações de CI50 da metformina, cisplatina e etoposídeo para a linhagem de carcinoma de células grandes, NCI-H460, conforme apresentado na Tabela 1.

Tabela 1. Doses da concentração inibitória de 50% da viabilidade celular metabólica dos fármacos testados na linhagem celular NCI-H460.

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Em seguida, de posse desses dados, cada um dos fármacos foi diluído a fim de se obter soluções em concentrações na faixa do CI50, bem como abaixo e acima desse valor, e foram conduzidos os testes de combinação in vitro da metformina com a cisplatina e com o etoposídeo a fim de permitir o cálculo dos gráficos de dose-resposta pelo programa; no entanto, somente serão discutidos os dados mais relevantes. Os dados resultantes desses gráficos foram analisados estatisticamente e estão representados nas Figuras 1 e 2. Finalmente, os efeitos das combinações foram utilizados para o cálculo do índice de combinação, cujos resultados estão apresentados na Tabela 2.

Figura 1. Avaliação da atividade da metformina e cisplatina, em diferentes concentrações, em monoterapia e em combinação, na redução da viabilidade celular metabólica (VCM) sobre as células da linhagem celular NCI-H460.

Figura 1

Figura 2. Avaliação da atividade da metformina e etoposídeo, em diferentes concentrações, em monoterapia e em combinação, na redução da viabilidade celular metabólica (VCM) sobre as células da linhagem celular NCI-H460.

Figura 2

Tabela 2. Índices de combinação de metformina com cisplatina ou com etoposídeo em linhagem celular NCI-H460.

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Conforme o observado nos resultados, a combinação de metformina (60,58 mM) com cisplatina (0,19 mM) demonstrou apresentar uma ação antiproliferativa superior à monoterapia com metformina (nas concentrações de 60,58 e 30,29 mM) ou cisplatina (0,09 mM). Ademais, as combinações de metformina (60,58 e 30,29 mM) com cisplatina (0,19 mM) apresentaram sinergismo. A combinação de metformina (30,39 mM) com etoposídeo (0,18 mM) foi superior na redução da viabilidade celular metabólica da linhagem testada quando comparada à monoterapia com etoposídeo (0,18 e 0,09 mM) e com metformina (30,29 e 15,14 mM). Além disso, as combinações de metformina e etoposídeo, nas doses de 30,39 mM e 0,18 mM, respectivamente, e de 15,14 mM e 0,09 mM, respectivamente, foram sinérgicas.

Discussão

Diversos estudos epidemiológicos apontam a atividade da metformina tanto na prevenção quanto no tratamento do câncer.(12-15) Há, inclusive, estudos que apontam que a metformina é capaz de melhorar o tratamento e, por conseguinte, a sobrevida dos pacientes com CPNPC e diabetes submetidos à quimioterapia.(16) Posto que a metformina tem segurança e uso bem estabelecidos desde seu primeiro teste clínico em 1957, seu uso como um potencial agente antineoplásico é, decerto, uma estratégia interessante.(17)

Apesar de a ação citotóxica da metformina, observada no presente estudo, ter sido inferior à ação do etoposídeo e da cisplatina em até 200 vezes, conforme podemos observar pelas doses de CI50, a metformina em monoterapia reduziu a viabilidade celular metabólica das células de carcinoma de células grandes. Todavia, em esquemas politerápicos, a metformina, nas concentrações de 60,58 e 30,29 mM em combinação com cisplatina na concentração de 0,19 mM, demonstrou um efeito superior e sinérgico quando comparado à metade da dose do CI50 da cisplatina (0,09 mM). Por sua vez, a combinação de metformina (30,39 mM) e etoposídeo (0,18 mM) apresentou um efeito sinérgico e superior na redução da viabilidade celular metabólica da linhagem NCI-H460 ao uso monoterápico do etoposídeo, nas doses de 0,18 e 0,09 mM, e da metformina, nas doses de 30,29 e 15,14 mM. Em consonância com nossos resultados, estudos pré-clínicos indicam que a administração oral de metformina em combinação à quimioterapia é capaz de bloquear o crescimento tumoral e prevenir a recidiva, bem como permite a redução das doses de doxorrubicina utilizadas no tratamento.(18)

Apesar de sua consolidação no tratamento de diabetes, os mecanismos pelos quais a metformina pode atuar na supressão tumoral ainda precisam ser mais bem elucidados. O principal mecanismo possível da ação das biguanidas está relacionado à sua capacidade de inibir o complexo I das mitocôndrias com consequente desequilíbrio energético, desencadeando a fosforilação da enzima AMP kinase (AMPK) dependente da liver kinase B1 (LKB1).(19,20) A LKB1 é a principal reguladora, em condições de estresse energético, da AMPK; essa, por sua vez, é moduladora do crescimento celular e do metabolismo em condições de redução do ATP intracelular.(21,22)

Perdas alélicas de LKB1 ocorrem em diversos tipos de câncer - entre estes, os CPNPC - principalmente em adenocarcinomas pulmonares. Ademais, acredita-se que a maior parte das mutações em LKB1 no CPNPC geram perda da função da proteína codificada.(23,24) A linhagem celular de carcinoma de células grandes utilizada no presente estudo (NCI-H460) apresenta uma mutação do tipo nonsense no LKB1, que leva à ausência da expressão do seu produto proteico.(24) É possível atestar, portanto, que os mecanismos de ação da metformina nessas células são independentes da atividade de LKB1. Shackelford et al. observaram que a fenformina, um dos membros do grupo das biguanidas, pode ser utilizada como um agente antineoplásico para tumores com deficiência em LKB1 por ocasionar apoptose possivelmente induzida por estresse metabólico.(25) Dessa forma, sugere-se que um possível mecanismo para a ação da metformina e outras biguanidas em células tumorais deficientes em LKB1 seja a inibição do complexo I mitocondrial, que causa a indução de espécies reativas de oxigênio e consequente apoptose, devido a sua incapacidade de neutralizar eficientemente essas espécies.(26)

Outra razão plausível para a ação antiproliferativa e sinérgica da metformina é a sua atividade preferencial em células-tronco tumorais, grupo de células da massa tumoral que pode relacionar-se à formação tumoral, manutenção da massa tumoral, recidiva e metástase. Devido a essas características, fármacos que atinjam seletivamente essas células são extremamente promissores, posto que junto à quimioterapia convencional, poderiam tornar o tratamento mais efetivo e impedir a recidiva da doença.(27) Hirsch et al. observaram que, em modelos xenográficos, a metformina inibe a proliferação, de forma preferencial, de células tumorais com fenótipo de células-tronco.(26)

Em suma, o presente estudo apontou, pela primeira vez, que a metformina apresenta atividade antiproliferativa em uma linhagem de carcinoma de células grandes (NCI-H460) e, em combinação com cisplatina ou etoposídeo, age sinergicamente, ampliando a taxa de morte celular. Entretanto, ainda são necessários estudos mais amplos no intuito de elucidar melhor os mecanismos envolvidos.

Footnotes

*

Trabalho realizado no Laboratório de Biologia Celular e Molecular do Câncer Humano, Universidade Federal do Espírito Santo – UFES – Vitória (ES) Brasil

Apoio financeiro: Este estudo recebeu apoio financeiro da Fundação de Amparo à Pesquisa do Espírito Santo (FAPES) e do Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq).


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