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Empagliflozin adjunct with metformin for the inhibition of hepatocellular carcinoma progression: Emerging approach for new application - 12/12/21

Doi : 10.1016/j.biopha.2021.112455 
Amir Mohamed Abdelhamid a, Sameh Saber a, , Mahmoud E. Youssef a, Ahmed Gaafar Ahmed Gaafar b, Hanan Eissa c, Marwa A. Abd-Eldayem d, Mohammed Alqarni e, Gaber El-Saber Batiha f, Ahmad J. Obaidullah g, n, Mohamed Awad Shahien h, Eman El-Ahwany i, Noha A. Amin j, Mohamed Ali Etman k, Mohamed M.Y. Kaddah l, Eslam E. Abd El-Fattah m
a Department of Pharmacology, Faculty of Pharmacy, Delta University for Science and Technology, Gamasa, Egypt 
b Department of Pharmacology and Toxicology, Faculty of Pharmacy, Port Said University, Port Said, Egypt 
c Department of Clinical Pharmacology, Faculty of Medicine, Mansoura University, Mansoura, Egypt 
d Department of Pharmacology and Biochemistry, Faculty of Pharmacy, Horus University, New Damietta, Egypt 
e Department of Pharmaceutical Chemistry, College of Pharmacy, Taif University, P.O. Box 11099, Taif 21944, Saudi Arabia 
f Department of Pharmacology and Therapeutics, Faculty of Veterinary Medicine, Damanhour University, Damanhour 22511, AlBeheira, Egypt 
g Drug Exploration and Development Chair (DEDC), Department of Pharmaceutical Chemistry, College of Pharmacy, King Saud University, Riyadh 11451, Saudi Arabia 
h Department of Clinical Pharmacology, Faculty of Medicine, Damietta University, Damietta, Egypt 
i Department of Immunology, Theodor Bilharz Research Institute, Giza, Egypt 
j Department of Hematology, Theodor Bilharz Research Institute, Giza, Egypt 
k Research and Development, Department of Drug Stability, Safe Pharma, Pharco Pharmaceuticals, Alexandria, Egypt 
l Pharmaceutical and Fermentation Industries Development Center, City of Scientific Research and Technological Applications, New Borg El-Arab 21934, Alexandria, Egypt 
m Department of Biochemistry, Faculty of Pharmacy, Delta University for Science and Technology, Gamasa, Egypt 
n Department of Pharmaceutical Chemistry, College of Pharmacy, King Saud University, Riyadh 11451, Saudi Arabia 

Correspondence to: Department of Pharmacology, Faculty of Pharmacy, ‎Delta University for Science and Technology, Costal International Road, P.O. Box 11152, Gamasa, Egypt.Department of Pharmacology, Faculty of Pharmacy, ‎Delta University for Science and TechnologyCostal International Road, P.O. Box 11152GamasaEgypt

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Abstract

Hepatocellular carcinoma (HCC) is on the rise worldwide, and its incidence in diabetic patients is two to three times that of non-diabetics. Current therapeutic options fail to provide considerable survival benefits to patients with HCC. There is a strong possibility that the FDA-approved antidiabetic combination of empagliflozin and metformin could show complementary effects to control HCC progression. However, their multitarget effects have not yet been studied on HCC development. Therefore, the present study aims to evaluate the antitumorigenic activity of this combination in non-diabetic mice with diethylnitrosamine-induced HCC. Empagliflozin/metformin combination prolonged survival and improved histological features of mice livers. Additionally, Empagliflozin/metformin showed anti-inflammatory potential and relieved oxidative stress. On the one hand these effects are likely attributed to the ability of metformin to inactivate NF-κB in an AMPK-dependent mechanism and on the other hand to the ability of the empagliflozin to inhibit the MAPKs, p38 and ERK1/2. Empagliflozin also showed a less robust effect on AMPK than that of metformin. Moreover, empagliflozin enhanced the autophagy inducing activity of metformin. Furthermore, empagliflozin/metformin exhibited increased apoptotic potential. Consequently, empagliflozin augmented the antitumorigenic function of metformin by exerting better control of angiogenesis, and metastasis. To conclude, our findings suggest empagliflozin as an ideal adjunct to metformin for the inhibition of HCC progression. In addition, since the incidence of hypoglycemia is minimal due to insulin-independent mechanism of action of both treatments, empagliflozin/metformin could be a promising therapeutic modality for the management of diabetic patients with HCC; and even non diabetic ones.

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Graphical Abstract




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Highlights

Empagliflozin/metformin combination prolonged the survival of mice with HCC.
Empagliflozin/metformin showed apoptotic and anti-inflammatory potential.
Metformin inhibited NF-κB signals in an AMPK-dependent mechanism in murine HCC.
Empagliflozin inhibited the MAPKs, p38 and ERK1/2 in mice livers with HCC.
Empagliflozin is as an ideal adjunct to metformin for the inhibition of HCC progression.

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Abbreviations : AKT, AMPK, Bax, BCL-2, MAPK, MMP-2, mTOR, NF-κBI, TIMP-1, TNF-α, VEGF, AFP, ULK1

Keywords : Hepatocellular carcinoma, Emagliflozin/metformin, Autophagy, Apoptosis, Angiogenesis, Metastasis


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Vol 145

Article 112455- janvier 2022 Retour au numéro
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