Unravelling the pivotal metabolic pathways of malignant gliomas

• Main Author: Van Der Kellen, David Alexandre Dias
• Publication Date: 2021
• Format: Master thesis
• Language: eng
• Source: Repositórios Científicos de Acesso Aberto de Portugal (RCAAP)
• Download full: http://hdl.handle.net/10362/129290
• topic: Glioblastoma; Metabolismo tumoral; Microambiente tumoral; Glucose; Glutamina; Glutamato; Acetoacetato; Biodisponibilidade de nutrientes; Glioblastoma; Cancer metabolism; Tumor microenvironment; Glucose; Glutamine; Glutamate; Acetoacetate; Nutrient bioavailability; Ciências Médicas

RESUMO:Glioblastomas (GBM) são o subtipo tumoral mais frequente do sistema nervoso central. Apesar das opções terapêuticas actuais e inespecíficas, os GBM são caracterizados pela sua elevada morbidade e mortalidade. Posto isto, é necessário desenvolver terapias mais eficazes. Neste contexto, o metabolismo de tumores é um alvo atraente para novas terapias. O metabolismo tumoral permite que o tumor progrida, nas mais diversas condições, sendo o resultado da interação entre diversos factores, nomeadamente o tecido de origem e o microambiente tumoral. Compostos como glucose, glutamina, glutamata e acetoacetato, essenciais ao normal funcionamento do cérebro, são interessantes no contexto de GBM. O objetivo desta tese é revelar as principais vias metabólicas de GBM. Para o atingir, estudámos a influência da disponibilidade dos diferentes nutrientes sobre as características celulares de GBM, o seu metabolismo e a expressão de genes metabólicos importantes. Para tal, foram utilizadas como modelos in vitro de GBM as linhas celulares U-251 e U-87. Os nossos resultados revelaram que a glucose e a glutamina mostram ter um papel central no fenótipo em ambas linhas celulares. Em linha com isto, nós observámos que a proliferação celular apenas aumentou na presença de glucose. No entanto, apenas glucose não é suficiente sendo também necessário a presença de glutamina ou glutamato, sugerindo papéis complementares na proliferação celular. Para além disso, mostramos que a capacidade migratória de células de GBM é promovida pela glucose e glutamina. A nível metabólico, a metabolómica, baseada em NMR, revelou que o metabolismo é suficiente para distinguir as duas linhas celulares. Além disto, enquanto as amostras de U-87 não agruparam de acordo com nutriente específico, revelando plasticidade metabólica reduzida, o metabolismo das células U-251 foi afetado pela presença glucose ou glutamina. Curiosamente, em amostras com glucose encontrámos metabolitos aumentados, como a alanina, glicina, e acetato, que podem explicar o aumento da proliferação e migração. Além disto, a análise à expressão genética revelou que as principais vias desreguladas, de ambas as linhas celulares, estão envolvidas no metabolismo da glucose e glutamina. Isto mostra que as adaptam-se à biodisponibildade do composto orgânico Este estudo revela que as duas linhas celulares são distintas ao nível de malignidade e de metabolismo, sublinhando assim a heterogeneidade existente entre subtipos tumorais. Os nossos resultados demonstram um possível papel da via dos fosfatos de pentose e do metabolismo de um carbono nestes tumores. Apesar de serem específicos à linha celular, as nossas observações destacam as características individuais e detalhes metabólicos que podem ser importantes no tratamento de GBM, num contexto de medicina personalizada.