Dysmetabolic and intracellular mechanisms of type 2 diabetes mellitus and colorectal cancer association

T S Vatseba

doi:10.30978/cees-2020-1-21

Abstract

According to the results of modern research, patients with diabetes mellitus (DM) have an increased risk of oncological diseases, including colorectal cancer (CRC) that is one of the main reasons of mortality from malignant diseases among the population of Ukraine. Uncompensated diabetes is a reason of chronic metabolic stress, which causes defections of regulatory properties of intracellular signalling systems and activation of oncogenesis processes. Objective — to investigate the mechanisms of association between type 2 DM and colorectal cancer by determining the content of phospho-PRAS40, insulin and IGF-1. Materials and methods. 36 persons were examined. Patients were divided into groups: I — healthy (control group) (n = 10), II — patients with type 2DM (n = 10), III — patients with CRC without DM (n = 8), IV — patients with a combination CRC and type 2DM (n = 8). Using enzyme-linked immunosorbent assay the levels of insulin and IGF-1 in serum, and phospho-PRAS40 levels in peripheral blood mononuclear cells were determined. The level of glycosylated haemoglobin (HbA1c) was determined using ion exchange chromatography. Results and discussion. It was found that CRC occurs in people with obesity older than 60 years. Significant hyperinsulinemia and increased IGF-1 levels were found in the study groups compared to the control group (р < 0.05), with no gender differences (р > 0.05). Patients of group II with type 2 DM and group III with CRC had an increased level of phospho-PRAS40 compared to the control group (р < 0.05); in patients of group IV with combination of DM and CRC the level of phospho-PRAS40 was significantly lower than in the control group (р < 0.05). The level of HbA1c in patients with DM of the II and IV groups was more than 7.5 %, with no significant difference between these two groups (р > 0.05). Conclusions. Dysmetabolic disorders by type 2 DM,namely obesity, hyperinsulinemia, elevated IGF-1 levels, and hyperglycemia cause the development of molecular stress and syndrome of cancrophilia (a «cancer susceptibility») in patients with type 2 DM. The increased level of phosphorylated PRAS40 is a reflection of mTORC1 activation and a consequence of chronic metabolic stress caused by type 2 diabetes.

Highlights

Uncompensated diabetes is a reason of chronic metabolic stress
Patients were divided into groups
Using enzyme-linked immunosorbent assay the levels of insulin

Summary

Дисметаболічні і внутрішньоклітинні механізми асоціації цукрового діабету

Злоякісні новоутворення (ЗН) товстого кишечника та прямої кишки (колоректальний рак (КРР)), є одними з найбільш поширених онкологічних захворювань. ІМТ, рівень інсуліну, IGF-1, фосфо-PRAS40 та HbA1c у пацієнтів із ЦД 2-го типу та КРР. Згідно з отриманими результатами у пацієнтів ІІ групи з ЦД 2-го типу і ІІІ групи з КРР виявлено підвищений рівень фосфо-PRAS40 порівняно з таким в осіб контрольної групи (р < 0,05). Висновки Дисметаболічні порушення у хворих на ЦД 2-го типу — ожиріння, гіперінсулінемія, підвищений рівень IGF-1 та гіперглікемія — зумовлюють розвиток молекулярного стресу та стану канкрофілії — «схильності до раку». За результатами новітніх досліджень встановлено, що в пацієнтів з цукровим діабетом (ЦД) 2-го типу підвищений ризик онкологічних захворювань, у тому числі колоректального раку (КРР), який є однією з головних причин смертності від злоякісних захворювань серед населення України. Дисметаболічні порушення у хворих із ЦД 2-го типу: ожиріння, гіперінсулінемія, підвищений рівень IGF-1 та гіперглікемія зумовлюють розвиток молекулярного стресу та стану канкрофілії — «схильності до раку». Objective — to investigate the mechanisms of association between type 2 DM and colorectal cancer by determining the content of phospho-PRAS40, insulin and IGF-1

Materials and methods

Results and discussion

Conclusions