Estudo da via da glutaminolise em astrocitomas e mecanismo de ação do gene Glsiso2 (GAC) - Franco, Yollanda Edwirges Moreira (2023)
O glioblastoma (GBM) é o tumor maligno de alto grau mais frequente no do sistema nervoso central e com pior prognóstico, mesmo com uso da terapia combinada envolvendo ressecção cirúrgica máxima, radioterapia e quimioterapia com temozolomida (TMZ). As células tumorais têm capacidade de reprogramar sua maquinaria metabólica para atender às suas necessidades biosintéticas e bioenergéticas, por meio de uma variedade de vias alternativas de produção de energia, dependendo da disponibilidade de nutrientes. A glutaminólise, o processo pelo qual a glutamina é transportada para dentro da célula e é convertida em -cetoglutarato para entrar no ciclo do ácido tricarboxílico, é regulada positivamente em vários tipos de câncer, incluindo GBM. A glutaminase (GLS) é o principal regulador desta via e apresenta duas formas em humanos: GLS tipo rim (KGA ou GAC) e GLS2 tipo fígado (LGA ou GAB), com distribuição, regulação e funções distintas. O gene GLS apresenta duas isoformas: GLSiso1 e GLSiso2 e sua regulação em células tumorais ainda não é bem compreendida. No presente estudo, analisamos os níveis de expressão gênica relacionada à glutaminólise em nossa coorte de 153 astrocitomas de diferentes graus de malignidade e 22 amostras cerebrais não neoplásicas por meio de qRT-PCR. Adicionalmente, investigamos o perfil de expressão proteica dos principais reguladores da glutaminólise: GLS, glutamato desidrogenase (GLUD1), glutamato piruvato transaminase (GPT2); e reguladores da biossíntese de glutationa (GSH): GSH sintase (GS) e níveis de GSH em diferentes graus de astrocitoma estratificados pelo estado mutacional de IDH1. As expressões gênicas diferenciais foram validadas in silico no banco de dados TCGA GBM-RNASeq. Em GBM, o acúmulo de Glu devido ao aumento da expressão de GPT2 e GLUD1 correlacionou-se com o aumento da expressão de genes relacionados à síntese de GSH que poderiam favorecer a sobrevivência de células tumorais, principalmente no subtipo de GBM mesenquimal mais agressivo. Em contraste, a análise de correlação in silício do conjunto de dados TCGA mostrou que GLUD1 pode levar à diminuição da síntese de GSH em astrocitoma de baixo grau IDH1mut, aumentando a suscetibilidade ao estresse oxidativo, tornando-os mais sensíveis à radioterapia e à terapia alquilante. Sendo assim, a monitoração dos níveis de expressão de GLUD1 e GPT2 medindo enzimas e produtos de seus metabolitos, como amônia e alanina, utilizando técnica de imagem não invasiva, poderia potencialmente detectar a progressão de astrocitoma de baixo grau com mutação IDH1 para GBM secundário. Além disso, o aumento gradual da expressão de ambas as isoformas GLS, GLSiso1 e GLSiso2, foi observado em paralelo ao aumento da malignidade do astrocitoma. É importante ressaltar que a expressão de GLSiso2 no tecido cerebral normal foi menor do que GLSiso1, apontando GLSiso2 como alvo terapêutico interessante. O papel de GLSiso2 na tumorigênese foi analisado através do silenciamento gênico da isoforma utilizando a técnica de siRNA em células U87MG-GBM. O silenciamento de GLSiso2 levou à diminuição da proliferação celular, parada do ciclo na fase G1 e aumento da resposta das células tumorais para o tratamento com TMZ. Os dados do transcriptoma de RNAseq e ensaios funcionais mostraram a associação de GLSiso2 com um shift metabólico em direção ao efeito Warburg, interferindo principalmente no nível de lactato no microambiente tumoral. Além disso, uma diminuição de 48,6% do processo angiogênico foi observada pelo ensaio de sprouting utilizando esferoides provenientes da linhagem endotelial HUVEC que foram expostos ao meio condicionado de células U87MG silenciadas com GLSiso2. Tal diminuição angiogênica foi provavelmente mediada por VEGF-A, TNF- e ANGPTL2 cujos níveis foram reduzidos no meio condicionado de células GLSiso2 silenciadas em relação ao NTC. Esses achados de ensaios funcionais in vitro corroboraram com a hipótese de que o GLSiso2 e um potencial novo alvo terapêutico para pacientes com GBM|