Antitumorwirkung von D-Mannose auf Kopf-Hals-Plattenepithelkarzinome durch Autophagie-Induktion

Kohlenhydrate, insbesondere Glukose, sind die wesentliche Energiequelle jeder Zelle. Studien zeigten, dass Mannose, ein Derivat von Glukose, in Tumorzellen nicht adäquat verstoffwechselt werden kann, insbesondere in Kombination mit Zytostatika.

Diese Studie untersuchte die Zytotoxizität, Apoptose und Zellzyklusveränderungen in HNSCC-Zelllinien und nicht-malignen humanen Knochenmarksstammzellen (MSC) durch Mannose im Vergleich zu Glukose. Die Wirkung der beiden Kohlenhydrate auf HLaC78-, FaDu und MSC-Zellen wurde hinsichtlich der Dosisabhängigkeit beobachtet. Mit der RT-PCR wurde geprüft, ob eine Expressionsänderung von Glut1- und Glut3-Transportern nach Mannose- und Glukoseexposition auftritt, die für die Aufnahme von Glukose verantwortlich sind. Zusätzlich erfolgte eine Transmissionselektronenmikroskopie (TEM), um Autophagosomen als Zeichen einer Autophagie zu erkennen.

Es zeigte sich eine signifikante Verringerung der Zellproliferation in Tumorzellen unter 25 mM Mannose im Vergleich zu 25 mM Glukose oder Standardbedingungen ohne Veränderungen in der Viabilität der Zellen. Höhere Konzentrationen von Mannose verursachten Zelltod durch Nekrose. Die Bestimmung des Zellzyklus zeigte, dass unter Mannose mehr Zellen in eine Ruhephase wechselten als unter Glukose. Die Expression der Glut1- und Glut3-Rezeptoren änderte sich unter Glucose- oder Mannose-Exposition nicht. Die TEM zeigte Anzeichen einer erhöhten Bildung von Autophagosomen in Tumorzellen nach Mannoseexposition. Die Zellproliferation von MSC wurde durch die Zugabe von Mannose nicht beeinflusst.

Die aktuellen Ergebnisse legen nahe, dass Mannose durch Induktion einer Autophagie eine selektive Antitumorwirkung ausüben kann, ohne die grundlegende Glukoseaufnahme zu beeinträchtigen.

Publication History

Article published online:
10 June 2020