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Publication
Comparative study of the expression of enzymes involved in adenosine metabolism in human astrocytes and glioblastoma
| Name: | Description: | Size: | Format: | |
|---|---|---|---|---|
| Documento em Acesso Embargado até dia 02-02-2027. Tente solicitar cópia ao autor carregando no ficheiro | 2.51 MB | Adobe PDF |
Authors
Abstract(s)
Glioblastoma (GB) continues to be a significant challenge in neuro-oncology due to its aggressive nature and resistance to current therapies. This tumor develops mainly from astrocytes (AST) and neural stem cells and it is characterized by a diffuse, infiltrative and fast proliferation. Despite advancements in surgeries and chemotherapies, GB remains challenging to treat due to its heterogeneity. New targeted treatments are being studied, specifically ones that use molecules already present in the human biochemical processes, like adenosine (Ado). Ado is a purine nucleoside essential for cellular metabolism and its regulation is crucial for maintaining physiological balance. In GB, the role of Ado is intricate. In fact, the low-oxygen environment within tumors boosts extracellular Ado production and purinergic signaling, facilitating tumor growth through multiple mechanisms. Enzymes such as ecto-5'-nucleotidase CD73, ectonucleotidase triphosphate diphosphohydrolase CD39, and Prostatic Acid Phosphatase (PAP) are highly expressed in GB, enhancing estracellular Ado production and activating receptors like A2A and A3, which affects tumor growth and immune system evasion. Ado kinase (ADK), which is abundantly present in GB, is pivotal in tumor proliferation by keeping intracellular Ado levels low, since high intracellular Ado inhibits cell proliferation, while Ado deaminase (ADA) and nucleoside transporters further influence Ado's metabolism. The present work studied and compared the role of Ado on cell proliferation and migration, as well as its metabolism, in human astrocytes and GB cells. Two conditions were tested to explore high concentration intracellular Ado's role in GB: ABT-702, which blocks Ado kinase (ADK) and a Cocktail of Antagonists (CA), which blocks Ado receptors. These were applied to three GB cell lines (U87, U373, SNB19) and human astrocytes (HA). Cell viability assays showed that combining ABT-702 and CA resulted in the lowest GB cell progression. ABT-702 alone led to intracellular Ado accumulation, which resulted in maintenance of proliferation., while CA alone reduced cell viability by preventing extracellular Ado from binding to those same receptors. The scratch assay supported these findings, showing less tumor cell proliferation in wells treated with CA or CA + ABT-702, compared to vehicle. Interestingly, apoptosis assay revealed intact nuclei in all cells, suggesting that they entered a senescence state rather than undergoing apoptosis. This indicates that tumor cells may pause proliferation in response to drug-induced stress. HA exhibited similar trends with CA reducing cell viability, underscoring that extracellular Ado plays a significant role in cell proliferation. Western Blot analysis further suggested that ADK is undetectably low in HA but present in U373 and SNB19 cells, indicating that ADK in HA may be less active.
O glioblastoma (GB) é considerado o tumor cerebral mais agressivo devido à sua natureza altamente infiltrativa e à resistência às terapias disponíveis. Este tipo de tumor desenvolve-se/surge a partir de astrócitos (AST) normais e é caracterizado por uma proliferação difusa e rápida. Apesar dos avanços cirúrgicos e quimioterapêuticos, o GB continua a ser difícil de tratar devido à sua heterogeneidade. Estão a ser estudados tratamentos mais direcionados e específicos, nomeadamente os que utilizam moléculas já presentes nos processos bioquímicos humanos, como a adenosina (Ado). A Ado é um nucleósido de purina essencial para o metabolismo celular e a sua regulação é crucial para manter o equilíbrio fisiológico. No GB, o papel da Ado é complexo. De facto, o ambiente de baixo oxigénio no interior da massa tumoral aumenta a produção extracelular de Ado e a sinalização purinérgica, facilitando o crescimento do tumor através de múltiplos mecanismos. Enzimas como a ecto-5'-nucleotidase CD73, a ecto-nucleotidase trifosfato difosfohidrolase CD39 e a Fosfatase Ácida Prostática (PAP) estão altamente expressas no GB, aumentando a produção de Ado extracelular e activando receptores como A2A e A3, que afectam o crescimento do tumor e a evasão do sistema imunitário. A Ado quinase (ADK), que está abundantemente presente no GB, é fundamental para a proliferação tumoral, mantendo baixos os níveis intracelulares desta purina, uma vez que Ado intracelular elevada inibe a proliferação celular, enquanto a Ado desaminase (ADA) e os transportadores de nucleósidos influenciam ainda mais o metabolismo da Ado. Com o presente trabalho, o papel da Ado na proliferação e migração celular, bem como o seu metabolismo, foi estudado e comparado em astrócitos humanos e células de GB. Foram testadas duas condições para explorar o papel da Ado intracelular em alta concentração no GB: ABT-702, que bloqueia a Ado quinase (ADK) e um Cocktail de Antagonistas (CA), que bloqueia os receptores da Ado. Estes foram aplicados a três linhas celulares de GB (U87, U373, SNB19) e a astrócitos humanos (HA). Os ensaios de viabilidade celular mostraram que a combinação de ABT702 e CA resultou na menor progressão das células tumorais. O ABT-702, por si só, levou à acumulação intracelular de Ado, o que resultou na manutenção da proliferação, enquanto o CA, por si só, reduziu a viabilidade celular ao impedir que a Ado extracelular se ligasse a esses mesmos receptores. O ensaio de migração celular (Scratch Assay) apoiou estes resultados, mostrando proliferação de células tumorais em poços tratados com CA ou CA + ABT-702, em comparação com o veículo. Curiosamente, o ensaio de apoptose revelou núcleos intactos em todas as células, sugerindo que possam entrar num estado de senescência em vez de sofrerem apoptose. Isto indica que as células tumorais podem interromper a proliferação em resposta ao stress induzido pelos compostos aplicados. Os HA apresentaram tendências semelhantes às do CA ao reduzir a viabilidade celular, sublinhando que a Ado extracelular desempenha um papel significativo na proliferação celular. A análise Western Blot sugeriu ainda que a ADK é indetectavelmente baixa em HA mas está presente nas células U373 e SNB19, indicando que a ADK em HA pode ser menos ativa.
O glioblastoma (GB) é considerado o tumor cerebral mais agressivo devido à sua natureza altamente infiltrativa e à resistência às terapias disponíveis. Este tipo de tumor desenvolve-se/surge a partir de astrócitos (AST) normais e é caracterizado por uma proliferação difusa e rápida. Apesar dos avanços cirúrgicos e quimioterapêuticos, o GB continua a ser difícil de tratar devido à sua heterogeneidade. Estão a ser estudados tratamentos mais direcionados e específicos, nomeadamente os que utilizam moléculas já presentes nos processos bioquímicos humanos, como a adenosina (Ado). A Ado é um nucleósido de purina essencial para o metabolismo celular e a sua regulação é crucial para manter o equilíbrio fisiológico. No GB, o papel da Ado é complexo. De facto, o ambiente de baixo oxigénio no interior da massa tumoral aumenta a produção extracelular de Ado e a sinalização purinérgica, facilitando o crescimento do tumor através de múltiplos mecanismos. Enzimas como a ecto-5'-nucleotidase CD73, a ecto-nucleotidase trifosfato difosfohidrolase CD39 e a Fosfatase Ácida Prostática (PAP) estão altamente expressas no GB, aumentando a produção de Ado extracelular e activando receptores como A2A e A3, que afectam o crescimento do tumor e a evasão do sistema imunitário. A Ado quinase (ADK), que está abundantemente presente no GB, é fundamental para a proliferação tumoral, mantendo baixos os níveis intracelulares desta purina, uma vez que Ado intracelular elevada inibe a proliferação celular, enquanto a Ado desaminase (ADA) e os transportadores de nucleósidos influenciam ainda mais o metabolismo da Ado. Com o presente trabalho, o papel da Ado na proliferação e migração celular, bem como o seu metabolismo, foi estudado e comparado em astrócitos humanos e células de GB. Foram testadas duas condições para explorar o papel da Ado intracelular em alta concentração no GB: ABT-702, que bloqueia a Ado quinase (ADK) e um Cocktail de Antagonistas (CA), que bloqueia os receptores da Ado. Estes foram aplicados a três linhas celulares de GB (U87, U373, SNB19) e a astrócitos humanos (HA). Os ensaios de viabilidade celular mostraram que a combinação de ABT702 e CA resultou na menor progressão das células tumorais. O ABT-702, por si só, levou à acumulação intracelular de Ado, o que resultou na manutenção da proliferação, enquanto o CA, por si só, reduziu a viabilidade celular ao impedir que a Ado extracelular se ligasse a esses mesmos receptores. O ensaio de migração celular (Scratch Assay) apoiou estes resultados, mostrando proliferação de células tumorais em poços tratados com CA ou CA + ABT-702, em comparação com o veículo. Curiosamente, o ensaio de apoptose revelou núcleos intactos em todas as células, sugerindo que possam entrar num estado de senescência em vez de sofrerem apoptose. Isto indica que as células tumorais podem interromper a proliferação em resposta ao stress induzido pelos compostos aplicados. Os HA apresentaram tendências semelhantes às do CA ao reduzir a viabilidade celular, sublinhando que a Ado extracelular desempenha um papel significativo na proliferação celular. A análise Western Blot sugeriu ainda que a ADK é indetectavelmente baixa em HA mas está presente nas células U373 e SNB19, indicando que a ADK em HA pode ser menos ativa.
Description
Keywords
Ado quinase - ADK Adenosina Glioblastoma Recetores de Adenosina Adenosine Adenosine Receptors