Antiproliferative und apoptotische Effekte von Telmisartan in humanen Kolonkarzinomzellen durch Aktivierung des Peroxisome Proliferator-Activated Receptor γ

Abstract

Einleitung: Telmisartan ist ein synthetischer AT1-Rezeptorantagonist zur antihypertensiven Therapie. Schupp et al beschrieben 2004 einen PPAR-γ Partialagonismus für diese Substanzklasse. Die Peroxisom Proliferator Aktivierten Rezeptoren (PPAR) gehören zur Superfamilie der steroidalen Hormonrezeptoren. Diese fungieren als nukleare Transkriptionsfaktoren im Rahmen von Zelldifferenzierung, Apoptose, Inflammation und Angiogenese. Es existieren 3 Subtypen: PPAR-α, PPAR-β/δ und PPAR-γ. PPAR-γ wird hauptsächlich und am höchsten im weißen Fettgewebe exprimiert. Das menschliche Kolonepithel zeigt jedoch eine gleichwertige Expression. Hypothese: Eine partielle PPAR-γ-Aktivierung durch den AT1-Rezeptorantagonisten Telmisartan führt in vitro in humanen Kolonkarzinomzellen zu einer Inhibition der Zellproliferation, einer Reduktion der Zellviabilität und einer Induktion der Apoptose. Material und Methoden: Humane Kolonkarzinomzelllinien (HT 29, SW 480 und SW 620) wurden mit Telmisartan (0,02 - 2,5µM) und dem Vollagonisten Pioglitazon (0,02 - 2,5µM) als Positivkontrolle für 72h inkubiert. DMSO 0,05% wurde als Negativkontrolle eingesetzt. Die Expression von PPAR-γ1 und PPAR-γ2 in den untersuchten Zelllinien erfolgte vor der Inkubation mit den Testsubstanzen mittels PCR. Die mRNA-Messung der Zielgene PPAR-γ2 und Cystatin A nach Inkubation mit den Testsubstanzen erfolgte mittels qRT-PCR. Veränderungen der Zellviabilität und Zellzahl der untersuchten Zelllinien wurden mittels MTT-Proliferations-Assay und der Zellzählung untersucht. Die Apoptoserate wurde mittels Caspase-3/7 Assay bestimmt. Untersucht wurde der Einfluss der Einzelsubstanzen Telmisartan und Pioglitazon und der Einfluss der Kombination beider Testsubstanzen auf die Zellviabilität, Zellzahl und Apoptoserate mit und ohne selektive Blockade des PPAR-γ Rezeptors GW9662. Ergebnisse und Zusammenfassung: Telmisartan zeigte konzentrationsabhängige antiproliferative- und apoptotische Effekte und eine Herabregulation der Zielgene PPAR-γ und AGTR1 im gleichen Umfang wie der PPAR-γ Vollagonist Pioglitazon. Nach PPAR-γ Blockade mit GW9662 zeigte sich unter Telmisartan im Gegensatz zu Pioglitazon eine Erhöhung der antiproliferativen und apoptotischen Wirkung, so dass von alternativen Aktivierungswegen ausgegangen werden kann, die in nachfolgenden Studien der Liganden-unabhängigen PPAR-γ Aktivierung und PPAR-γ unabhängiger Mechanismen untersucht werden sollen.

Introduction: Telmisartan is a synthetic AT1 receptor antagonist used in the antihypertensive therapy. Schupp et al described in 2004 a PPARγ- Partialagonismus for this class of substances. The peroxisome proliferator activated receptors (PPAR) belong to the superfamily of steroidal hormone receptors. These act as a nuclear transcription factors and affect cell differentiation, apoptosis, inflammation and angiogenesis. There are 3 subtypes: PPARα, PPARβ/δ and PPARγ. PPARγ is expressed mainly in the white adipose tissue. However, the human colonic epithelium shows an equivalent high expression. Hypothesis: A partial PPAR-γ activation by the AT1 Receptor antagonist Telmisartan in human colon carcinoma cells in vitro leads to inhibition of cell proliferation, a reduction of cell viability und induction of apoptosis. Materials and Methods: The colon carcinoma cell lines (HT 29, SW 480 und SW 620) were treated for 72h with Telmisartan (0.2-2.5µM), full agonist Pioglitazone (0.2-2.5µM) als positive control und DMSO als negative control. The expression of PPAR-γ1 and PPAR-γ2 in the examined cell lines prior to incubation with the test substances was done using PCR. The mRNA determination of target genes PPAR-γ2 und Cystatin A after incubation with the test substances was performed by qRT-PCR. Changes in cell viability and cell count were determined by MTT assay und cell counting. The Apoptosisrate was deteremined by Caspase-3/7 assay. We examined the influence of individual substances Telmisartan and Pioglitazone as well as the combination of these tests substances with the selective PPAR blocker GW9662 on cell viability, cell count and apoptosis rate. Results and conclusion: Telmisartan showed concentration dependent antiproliferative- and apoptotic effects and downregulates target genes PPAR-γ and AGTR1 in the same extent as the full agonist Pioglitazone. PPAR-γ blockade with GW9662 increased the antiproliferative and apoptotic effect contrary to Pioglitazone. PPAR-γ activation does not entirely explain this observation und further experimental investigation is necessary particularly on PPAR-γ independent mechanisms and ligand-independent PPAR-γ activation.