Impacto funcional da interação da enzima glutaminase com piruvato quinase M2 no microambiente tumoral

Resumo

Células neoplásicas compartilham características adquiridas durante o desenvolvimento tumoral que são essenciais para a progressão do Câncer. Particularmente, a reprogramação do metabolismo é de suma importância para suprir a alta demanda energética e biossintética dessas células, além de estarem intimamente ligadas ao remodelamento epigenético e ganho de agressividade. Recentemente, tem-se descoberto que células de Câncer vivem em um cabo de guerra metabólico com células do sistema imune infiltradas no microambiente com constante competição por nutrientes e a produção de dejetos metabólicos que levam a supressão do ataque imune e consequente progressão tumoral. Há subtipos tumorais de mama que dependem da alta metabolização de glutamina pela enzima glutaminase para sobreviverem, proliferarem e ganharem agressividade; a enzima piruvato quinase M2 (PKM2), por outro lado, é uma enzima modulável chave na decisão da rota de metabolismo de glicose. Modificações pós-traducionais e níveis de diferentes metabólitos fazem a enzima transicionar entre estado ativo e inativo, levando a produção de piruvato no primeiro caso e ao acúmulo de intermediários como ribose 5-fosfato e NADPH (importantes para o estado proliferativo), no segundo caso. Assim, o funcionamento destas duas enzimas impacta no nível de diferentes metabólitos secretados pelas células tumorais e, desta maneira, no fenótipo de linfócitos e macrófagos infiltrados. Descobrimos em nosso laboratório que GLS e PKM2 interagem diretamente in vitro e são co-imunoprecipitadas de células e que esta interação não ocorre com a forma ativada polimérica de GLS, assim como diminui a atividade in vitro de PKM2. Neste projeto pretendemos, primeiramente, aprofundar no entendimento do compartimento celular onde está interação ocorre. Vamos também mimetizar (ou eliminar) diferentes modificações pós-traducionais descritas para as proteínas (por mutagênese sítio-dirigida), assim como avaliar o impacto de metabólitos e pequenas moléculas que modulam a atividade (e estado oligomérico) das mesmas para buscar uma condição onde a interação é estabilizada nas células. Esta condição (e controles) serão avaliados por metabolômica para entendimento do impacto da estabilização da interação de GLS e PKM2 no pool de metabólitos das células. Por fim, células com estas modificações serão implantadas em camundongos singênicos e características como crescimento tumoral, metástase e o perfil de células imunes infiltradas serão determinados. Com este projeto procuramos entender como o cross-talk entre duas enzimas metabólicas tumorais chaves afeta o destino metabólico dos nutrientes glicose e glutamina e a importância do mesmo no desenvolvimento tumoral, descobertas as quais podem levar ao desenvolvimento de novas terapias. (AU)