Einfluss von Troglitazon, Tocopherol und 2,4-Thiazolidindion auf den Stoffwechsel transformierter humaner Thyreozyten und nicht-transformierter Schweinethyreozyten

Abstract

Schilddrüsenmalignomzellen verlieren aufgrund ihrer Entartung häufig die Fähigkeit zur Iodaufnahme. Diese ist jedoch Voraussetzung zur Durchführung einer Radioiodtherapie. Von Retinsäurederivaten ist bekannt, dass sie diese Malignomzellen zur Redifferenzierung und somit zur Iodaufnahme anregen können. Es wurde die Wirkung des Insulinsensitizers Troglitazon und des Retinols auf Thyreozyten sowohl an malignen humanen Schilddrüsenzellen der Linie FTC 133, als auch an kultivierten Schweinethyreozyten untersucht. Vitamin E (Tocopherol) und 2,4-Thiazolidindion, welche Strukturkomponenten des Troglitazons darstellen, wurden ebenfalls getestet. Troglitazon hatte einen starken, Tocopherol einen leichten und 2,4-Thiazolidindion keinen Effekt auf die Radioiodaufnahme in humane karzinogene Thyreozyten. Da quantitativ die mRNA von PPARgamma aber unverändert blieb, lässt dies die Spekulation zu, dass der Effekt der vermehrten Radioiodaufnahme unter Einfluss von Troglitazon über einen anderen Mechanismus als über den des Kernrezeptors PPARgamma erzielt wird. Der 3H-Thymidineinbau in maligne humane Thyreozyten wurde weder durch Troglitazon noch durch Tocopherol, 2,4-Thiazolidindion oder Retinol gehemmt. Daraus könnte gefolgert werden, dass die untersuchten Substanzen keinen wachstumshemmenden Effekt haben. Bei 40% der malignen humanen Thyreozyten trat unter Einfluss von Troglitazon eine Apoptose ein, die im Widerspruch zu der oben genannten ungehemmten Thymidinaufnahme der entsprechenden Thyreozyten steht. Dies lässt vermuten, dass das von der Tumorzelle aufgenommene Thymidin nicht weiterverarbeitet wird, sondern im Zytosol verbleibt. In den kultivierten nicht-transformierten Schweinethyreozyten hatte Troglitazon einen mittleren, 2,4-Thiazolidindion nur bei Retinol-Mangelmedium einen starken und Tocopherol keinen Effekt auf die Radioiodaufnahme. Die Aufnahmeraten waren weniger deutlich als bei den humanen karzinogenen Thyreozyten. Dieser Vergleich ist jedoch wegen Speziesunterschieden nur mit Vorbehalt zulässig. Die Thymidinaufnahme in kultivierte Schweinethyreozyten wurde durch die oben genannten Substanzen gesteigert. Retinol wirkte dabei additiv.

Thiazolidinediones belong to the group of oral anti-diabetic drugs, called insulin-sensitizers. These drugs act via the peroxisome proliferator activated receptor gamma (PPARgamma). The main effect of the glitazones is produced on the metabolism of adipocytes, but a pro-apoptotic effect on several cancer cell lines has also been reported. PPARgamma cooperates with the retinoid receptor RXR, and in some studies a synergism between ligands of PPARgamma and retinoids has been demonstrated. Retinoids act also pro-apoptotic and a synergistic effect would be of potential interest for the treatment of malignancies. To reveal a synergism of glitazones and retinoids on thyrocytes, we investigated the influence of various non-pharmacological concentrations of retinol (0 - 3.6 µM) on the action of 0.1 - 50 µM troglitazone in cultures of normal porcine thyrocytes and of human follicular carcinoma cell line FTC 133. Proliferation was evaluated by 3H-thymidine incorporation and differentiation by 125I-uptake. The fraction of apoptotic cells was determined by cytofluorometry after annexin V-labelling. The expression of PPARgamma was measured by LightCyclerTM PCR. Troglitazone increased 125I-uptake in the thyroid carcinoma cell line and in the normal porcine thyrocytes. This increase was markedly higher in the transformed cells than in the normal cells. An enhancing effect of troglitazone on 3H-thymidine incorporation was seen in transformed and in non-transformed cells. In normal porcine thyrocytes the increases in proliferation were higher than in transformed thyrocytes and higher than the increases in the 125I-uptake. With retinol no significant synergistic effect on proliferation could be detected. Incubation with troglitazone produced 40% of apoptotic cells in the thyroid carcinoma cell line. The thiazolidinedione caused no changes in the expression of PPARgamma in the cells.