Effects of metformin treatment associated to leucine rich-diet on protein metabolism in Walker 256 tumour-bearing rats

Orientador: Maria Cristina Cintra Gomes MarcondesDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de BiologiaResumo: O crescimento do câncer promove o desenvolvimento de caquexia em função de intensa espoliação de nutrientes, principalmente, de gordura e proteína corpórea total. A via de sinalização da mTOR controla o crescimento celular e alguns estudos apontam que a inibição dessa via por metformina (M) pode diminuir a taxa de desenvolvimento tumoral. Desse modo, o presente estudo avaliou os efeitos da administração de metformina associada à dieta rica em leucina (L), em animais com tumor de Walker 256 (W), sobre o metabolismo protéico muscular, na hipótese de melhorar o estado caquético. Ratos Wistar jovens foram distribuídos em oito grupos, de acordo com a presença ou não de tumor, tratamento com metformina (36 mg x Kg-1) e/ou dieta rica em leucina (dieta com excesso de 3%). Foram analisados parâmetros somáticos e bioquímicos bem como vias de sinalização celular no músculo gastrocnêmico. No grupo W, o crescimento tumoral induziu perda de 20% da massa corpórea; proporcionou redução de 70% na massa gorda, alem da diminuição da concentração sérica de glicose, de proteínas totais e albumina. As concentrações de GH e IGF-1 foram reduzidas, porém a concentração de ACTH foi elevada em todos os grupos com tumor. Os grupos portadores de tumor tiveram maiores taxas de degradação protéica muscular, embora as taxas de síntese não tenham sido alteradas. A suplementação com leucina estimulou a síntese protéica nos animais não portadores de tumor, e os resultados sugerem que esse efeito tenha sido via Akt ou Erk, enquanto que a metformina estimulou a sinalização via IRS-1, levando à ativação de Erk. A evolução tumoral promoveu espoliação da massa protéica e modulação dos processos de síntese protéica, através da inibição da Erk e IRS-1. A suplementação com leucina foi capaz de estimular a síntese protéica nos animais não portadores de tumor, porém o tratamento com metformina não foi eficaz em diminuir o crescimento das células tumorais, provavelmente em função da baixa concentração que foi administrada aos animaisAbstract: Tumour growth induces cachexia by intense nutrient waste, characterized by involuntary host weight loss, mainly depleting the total body protein and fat. mTOR signaling pathway controls the cell growth regulating translation of mRNA, and the inhibition of this pathway by compounds such as metformin (M) could decrease tumour growth rate. Knowing these facts, the aim of this study was to evaluate metformin effects associated to leucine-rich diet in Walker 256 (W) tumour-bearing animals, on muscle protein metabolism, trying to improve the cachectic state. Young male Wistar rats were distributed into 8 groups, according to the tumour implant, the treatment with metformin (36 mg x kg-1) and/or leucine-rich diet (3% leucine). After the sacrifice of the animals we evaluated some somatic and biochemical parameters as well as the muscle cell signaling pathways.. Tumour growth promotes 20%reduction of body mass and 70% of fat mass. Glucose serum was 50% decreased and also the total serum proteins (20% less) and albumin (25% reduced). GH and IGF-1 concentrations were decreased in all tumour-bearing groups, while ACTH concentration was increased. Tumour-bearing groups had higher protein degradation rates while protein synthesis rates were not changed, showing decreased protein turnover. Leucine rich-diet stimulated protein synthesis in non-tumour-bearing groups and these results suggest that this effect was through Akt or Erk pathways and metformin stimulated signaling through IRS-1, leading to Erk activation. Tumour growth promoted lean body mass spoliation and modulated protein synthesis through Erk and IRS-1 inhibition. Leucine-rich diet was able to stimulate protein synthesis in non tumour-bearing animals, although the treatment with metformina was not thus effective in decreasing tumour's cells growth, probably by low dose concentrationMestradoFisiologiaMestre em Biologia Funcional e Molecula