MDA-MB-468 ląstelių metabolinis perprogramavimas

Metabolinis perprogramavimas yra vėžinių ląstelių skiriamasis bruožas, leidžiantis joms prisitaikyti prie didelių energijos poreikių, reikalingų dauginimuisi ir išlikimui. Neseniai atliktame tyrime tyrėme unikalų MDA-MB-468 ląstelių - trigubai neigiamo krūties vėžio (TNBC) ląstelių linijos - metabolinį profilį, kuriam būdingi reikšmingi gliukozės metabolizmo, glutamino panaudojimo ir lipidų sintezės kelių pokyčiai, palyginti su įprastomis krūties epitelio ląstelėmis.

Padidėjęs glikolitinis aktyvumas: Varburgo efektas MDA-MB-468 ląstelėse

Mūsų atlikta MDA-MB-468 ląstelių analizė atskleidė reikšmingą glikolitinio aktyvumo padidėjimą, nepriklausomai nuo deguonies prieinamumo - šis reiškinys žinomas kaip Varburgo efektas. Naudodami ekstraląstelinio srauto analizę pastebėjome, kad šios trigubai neigiamo krūties vėžio ląstelės pasižymi 3,2 karto didesniu gliukozės suvartojimo greičiu ir 2,7 karto didesne laktato gamyba, palyginti su MCF-10A normaliomis krūties epitelio ląstelėmis. Šį metabolinį pokytį lydėjo padidėjusi pagrindinių glikolitinių fermentų, įskaitant heksokinazę II (HK-II), fosfofruktokinazę (PFK) ir laktato dehidrogenazę A (LDHA), raiška.

Priklausomybė nuo glutamino: Kritinis metabolinis pažeidžiamumas

Be glikolitinių pokyčių, mūsų tyrimai atskleidė ryškią MDA-MB-468 ląstelių priklausomybę nuo glutamino. Metabolinio sekimo eksperimentai naudojant 13C-glutaminą parodė, kad šios ląstelės glutamino anglį daugiausia nukreipia į tarpinius TCA ciklo produktus ir nukleotidų sintezę, o glutaminazės (GLS) raiška, palyginti su kontrolinėmis ląstelėmis, padidėjo 4,5 karto. Kai MDA-MB-468 ląstelėms buvo atimtas glutaminas arba GLS slopinimas naudojant CB-839, jų proliferacija (78 %) ir gyvybingumas (65 %) smarkiai sumažėjo, o normalios krūties epitelio ląstelės liko beveik nepaveiktos. Ši skirtinga medžiagų apykaitos priklausomybė yra daug žadantis terapinis langas tikslinėms intervencijoms.

Sustiprintas lipidų metabolizmas: Spartesnė riebalų rūgščių sintezė

Ištyrus lipidų apykaitos kraštovaizdį MDA-MB-468 ląstelėse, paaiškėjo, kad riebalų rūgščių sintezės keliai iš esmės pasikeitė. Naudodami masių spektrometrija pagrįstą lipidomiką, nustatėme 2,8 karto padidėjusią de novo lipogenezę, palyginti su nepiktybinėmis kontrolinėmis grupėmis. Tai buvo susiję su padidėjusia riebalų rūgščių sintazės (FASN), acetil-CoA karboksilazės (ACC) ir sterolį reguliuojantį elementą jungiančio 1 baltymo (SREBP1) ekspresija. FASN slopinimas TVB-2640 ląstelėse sukėlė didelį malonil-CoA kaupimąsi ir apoptozę būtent MDA-MB-468 ląstelėse. Be to, šiose ląstelėse sumažėjo β-oksidacijos pajėgumas, o tai rodo, kad jos pirmenybę teikė lipidų sintezei, o ne panaudojimui energijai gaminti.

Tikslinis medžiagų apykaitos slopinimas: Daug žadantys terapiniai metodai

Mūsų atlikti metabolinių inhibitorių, nukreiptų į pakitusius MDA-MB-468 ląstelių kelius, tyrimai davė vilčių teikiančių priešvėžinių rezultatų. Glikolizę slopinant 2-deoksi-D-gliukoze (2-DG), esant 10 mM koncentracijai, ląstelių gyvybingumas sumažėjo 62 %, o CB-839 tarpininkaujamas glutaminazės slopinimas buvo veiksmingas esant nanomolinei koncentracijai (IC50 = 35 nM). FASN slopinimas TVB-2640 parodė reikšmingą augimo slopinimą (58 % sumažėjimą esant 200 nM) ir sukėlė apoptozės žymenų, įskaitant suskaidytą kaspazę-3 ir PARP, atsiradimą. Svarbu tai, kad normalios krūties epitelio MCF-10A ląstelės buvo minimaliai jautrios šiems preparatams, kai jų koncentracija buvo veiksminga prieš MDA-MB-468 ląsteles, o tai rodo, kad į metabolizmą nukreipti metodai gali būti taikomi terapiškai.

Kombinuotosios metabolinės terapijos sinerginis poveikis

Išnaudodami daugybę MDA-MB-468 ląstelių metabolinių pažeidžiamumų, įvertinome kombinuotą terapiją, vienu metu nukreiptą į skirtingus metabolinius kelius. Dvigubas glikolizės ir glutamino apykaitos slopinimas (2-DG + CB-839) sukėlė stiprų sinergetinį poveikį (derinio indeksas = 0,47), dėl kurio 92 % slopinamas augimas, esant koncentracijoms, kurios buvo tik šiek tiek veiksmingos kaip monoterapijos. Panašiai, derinant FASN inhibitorių TVB-2640 su CB-839, pasireiškė puikus sinerginis poveikis (derinio indeksas = 0,39), sukeliantis didelę apoptozę ir ląstelių ciklo sustojimą. Mechaniškai šis padidėjęs veiksmingumas, atrodo, atsirado dėl ląstelių nesugebėjimo kompensuoti daugelio metabolinių kelių sutrikimų, kaip parodė išsami metabolominė analizė. Šios išvados rodo, kad MDA-MB-468 ląstelių metabolinį plastiškumą nukreipiant į racionalius kombinuotus gydymo būdus, gali būti taikoma veiksmingesnė gydymo strategija nei intervencijos į vieną kelią.