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- Androgens enhance the glycolytic metabolism and lactate export in prostate cancer cells by modulating the expression of GLUT1, GLUT3, PFK, LDH and MCT4 genesPublication . Vaz, Cátia; Marques, Ricardo; Alves, Marco G; Oliveira, P.F.; Cavaco, JE; Baptista, Cláudio; Socorro, SílviaPurpose The present study aims to investigate the role of androgens in controlling the glycolytic metabolism and lactate efflux in prostate cancer (PCa) cells. [...]
- Androgen-responsive and nonresponsive prostate cancer cells present a distinct glycolytic metabolism profilePublication . Vaz, Cátia Alexandra Vicente; Alves, Marco G.; Marques, Ricardo; Moreira, Paula I; Oliveira, P.F.; Baptista, Cláudio; Socorro, SílviaProstate cancer (PCa) progresses from an early stage, confined to prostate, to a more aggressive metastasized cancer related with loss of androgen responsiveness. Although, it has been recognized that PCa cells have unique metabolic features, their glycolytic profile in androgen-dependent and androgen-independent stages of disease is much less known. Hence, the main purpose of this study was to compare glucose metabolism in androgen-responsive (LNCaP) and androgen-nonresponsive (PC3) PCa cells. Cell culture medium was collected and differences in glucose consumption and, lactate and alanine production were measured using Proton Nuclear Magnetic Resonance ((1)H NMR) spectra analysis. The mRNA and protein expression of glucose transporters (GLUT1 and GLUT3), phosphofructokinase 1 (PFK1), lactate dehydrogenase (LDH) and monocarboxylate transporter (MCT4) were determined by real-time PCR and Western Blot, respectively. The obtained results demonstrate that androgen-responsive (LNCaP) and androgen-nonresponsive (PC3) cells consumed similar amounts of glucose, whereas PC3 cells present higher lactate production. This increase in lactate production was concomitant with higher levels of MCT4 protein, increased LDH activity and higher lactate/alanine ratio, also suggesting increased levels of oxidative stress in PC3 cells. However, protein levels of LDH, associated with lactate metabolism, and GLUT3, involved in glucose uptake, were decreased in PC3 comparatively with LNCaP. Androgen-responsive and nonresponsive PCa cells present distinct glycolytic metabolism profiles, which suggest that targeting LDH and MCT4 metabolic pathways may be an important step for the development of new diagnostic and therapeutic strategies in the different stages of PCa.
- Effect of Diosgenin in Suppressing Viability and Promoting Apoptosis of Human Prostate Cancer Cells: An Interplay with the G Protein-Coupled Oestrogen Receptor?Publication . Figueira, Marília I; Marques, Ricardo; Cardoso, Henrique J.; Fonseca, Lara R. S.; Duarte, Ana Paula; Silvestre, Samuel; Socorro, SílviaDiosgenin is a phytosteroid sapogenin with reported antitumoral activity. Despite the evidence indicating a lower incidence of prostate cancer (PCa) associated with a higher consumption of phytosteroids and the beneficial role of these compounds, only a few studies have investigated the effects of diosgenin in PCa, and its mechanisms of action remain to be disclosed. The present study investigated the effect of diosgenin in modulating PCa cell fate and glycolytic metabolism and explored its potential interplay with G protein-coupled oestrogen receptor (GPER). Non-neoplastic (PNT1A) and neoplastic (LNCaP, DU145, and PC3) human prostate cell lines were stimulated with diosgenin in the presence or absence of the GPER agonist G1 and upon GPER knockdown. Diosgenin decreased the cell viability, as indicated by the MTT assay results, which also demonstrated that castrate-resistant PCa cells were the most sensitive to treatment (PC3 > DU145 > LNCaP > PNT1A; IC50 values of 14.02, 23.21, 56.12, and 66.10 µM, respectively). Apoptosis was enhanced in diosgenin-treated cells, based on the increased caspase-3-like activity, underpinned by the altered expression of apoptosis regulators evaluated by Western blot analysis, which indicated the activation of the extrinsic pathway. Exposure to diosgenin also altered glucose metabolism. Overall, the effects of diosgenin were potentiated in the presence of G1. Moreover, diosgenin treatment augmented GPER expression, and the knockdown of the GPER gene suppressed the proapoptotic effects of diosgenin in PC3 cells. Our results support the antitumorigenic role of diosgenin and its interest in PCa therapy, alone or in combination with G1, mainly targeting the more aggressive stages of the disease.
- Regucalcin is an androgen-target gene in the rat prostate modulating cell-cycle and apoptotic pathwaysPublication . Vaz, C V; Baptista, Cláudio; Marques, Ricardo; Gomes, Inês; Correia, Sara; Alves, Marco G; Cavaco, JE; Oliveira, Pedro F.; Socorro, SílviaRegucalcin (RGN) is a calcium (Ca(2+) )-binding protein underexpressed in prostate adenocarcinoma comparatively to non-neoplastic prostate or benign prostate hyperplasia cases. Moreover, RGN expression is negatively associated with the cellular differentiation of prostate adenocarcinoma, suggesting that loss of RGN may be associated with tumor onset and progression. However, the RGN actions over the control of prostate cell growth have not been investigated.
- Biological evidence of the protective role of regucalcin in breast cancerPublication . Marques, Ricardo Jorge Fernandes; Socorro, Sílvia Cristina da Cruz Marques; Santos, Cecília Reis Alves dosO cancro da mama é uma doença heterogénea que compreende uma grande variedade de alterações moleculares e diferentes tipos de resposta em termos clínicos. Esta diversidade reside nos múltiplos fatores que podem levar à transformação maligna das células, em consequência da desregulação de diferentes processos fisiológicos. A regucalcina (RGN) é uma proteína de ligação ao cálcio (Ca2+) e cuja principal função conhecida é regular a homeostase do Ca2+ intracelular, mas podendo também estar envolvida na regulação da proliferação celular, apoptose e metabolismo das células. A RGN também foi identificada como um gene regulado por hormonas, incluindo os esteroides sexuais como os androgénios. Para além disso, foi anteriormente associada a determinadas patologias e tendo mesmo sido identificada como uma proteína subexpressa em casos humanos de cancro da mama, próstata ou fígado. No fígado, a subexpressão da RGN foi detetada em lesões pré-neoplásicas, ou seja, antes da aquisição do fenótipo neoplásico, o que sugere que a sua diminuição pode estar ligada ao início do processo de transformação tumorigénico. Apesar destas evidências, os mecanismos moleculares subjacentes às funções da RGN na mama permanecem por identificar. Nesta tese, colocámos a hipótese de que a sobreexpressão da RGN poderá exercer uma ação protetora em relação à carcinogénese mamária. De modo a avaliar esta questão, o composto 7,12 dimetilbenz[α]antraceneno, o qual é conhecido por induzir carcinogénese mamária em rato, foi administrado a ratos transgénicos que sobreepressam a RGN (Tg-RGN) e aos respetivos controlos (Wt, do inglês wild-type). Os ratos Tg-RGN apresentaram, notavelmente, uma menor incidência de tumores (25.8 %) comparativamente aos animais controlo (100 %). A classificação histológica também demonstrou uma clara resistência dos ratos Tg-RGN à tumorigénese, ao serem bastante mais resistentes à progressão dos tumores para estadios mais agressivos. Verificou-se uma muito menor percentagem de tumores do tipo invasivo nos animais transgénicos (3.8 % vs 45.8 % nos Wt). Para além disso, foi observado um aumento da atividade proliferativa nos tumores não-invasivos nos Wt comparativamente aos animais TG-RGN, o que indica a menor capacidade invasiva. A avaliação metabólica dos tumores benignos da glândula demonstrou que os tumores de ratos Tg-RGN possuem uma menor expressão e atividade da lactato desidrogenase (LDH), característica que normalmente se encontra associada a uma restrição da progressão tumoral e a um decréscimo da agressividade. Contudo, em tecido mamário não-neoplásico de ratos Tg-RGN observou-se uma restrição do metabolismo glicolítico, o que é indicativo de uma redução dos níveis energéticos no tecido. Estes resultados podem ser de extrema importância para a diminuição da proliferação celular e constituir um mecanismo adicional, pelo qual a RGN previne o desenvolvimento tumoral. De facto, a sobreexpressão da RGN originou uma diminuição da expressão de genes envolvidos na regulação ciclo celular e de oncogenes na glândula mamária de ratos Tg-RGN. Mais ainda, a expressão do P53 e a atividade da caspase-3 também foi encontrada aumentadas concomitantemente com a sobreexpressão da RGN, o que sugere uma ação protetora da RGN no aparecimento do tumor, a qual pode ser mediada também pela regulação das vias apoptóticas. Em contrapartida, a expressão da RGN em células MCF-7 de cancro da mama diminui pela ação do androgénio não-aromatizável 5α-dihidrotestosterona, ao passo que a expressão do canal de Ca2+ do tipo L aumentou. Estes resultados sustentam a diminuição da viabilidade celular evidenciada nestas células e sugerem o envolvimento destes modeladores do Ca2+ no controlo da proliferação celular mamária, o que no caso do canal de Ca2+ do tipo L nunca antes tinha sido sugerido. Em conclusão, o trabalho apresentado nesta tese destaca a preponderância da RGN numa diversidade de mecanismos fisiológicos e fisiopatológicos na glândula mamária. As evidências biológicas aqui apresentadas confirmam o papel protetor da RGN na carcinogénese mamária, ao restringir processos biológicos reconhecidos como fundamentais para o desenvolvimento do cancro, nomeadamente, a proliferação celular e as alterações no metabolismo celular, ao mesmo tempo que aumenta a morte celular por apoptose.