O papel das glutaminases na progressão tumoral

• Processo: 19/16351-3
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Data de Início da vigência: 01 de março de 2020
• Data de Término da vigência: 30 de junho de 2022
• Área do conhecimento: Ciências Biológicas - Bioquímica - Química de Macromoléculas
• Pesquisador responsável: Sandra Martha Gomes Dias
• Beneficiário: Sandra Martha Gomes Dias
• Instituição Sede: Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM). Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovação (Brasil). Campinas , SP, Brasil
• Assunto(s): Metabolismo tumoral Glutaminase Progressão tumoral Piruvato quinase Interação proteína-proteína Neoplasias Efeito Warburg
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: câncer | efeito Warburg | glutaminase | Interação proteína-proteína | piruvato quinase | metabolismo tumoral

Resumo

O câncer é uma doença que tem como principal característica a contínua proliferação celular. Para sustentar a alta taxa proliferativa, células tumorais apresentam demanda aumentada por precursores biossintéticos usados na síntese de macromoléculas que irão compor as células filhas. Para tanto, tumores consomem uma grande quantidade de glicose e glutamina, principalmente. O aumento no consumo de glutamina, além de contribuir para a formação dos precursores biossintéticos, está relacionado com a progressão tumoral proporcionando ganho de malignidade. A enzima que cataboliza a glutamina em glutamato, glutaminase, é codificada por dois genes, GLS e GLS2. Além de possuírem domínio de glutaminase, ambas isoenzimas também apresentam domínios extras envolvidos em contato com outras proteínas; a função destas interações é somente parcialmente entendida. O papel pró-oncogênico de GLS tem sido mostrado por vários trabalhos de maneira unânime. Em contrapartida, GLS2 mostrou ter papel ambíguo, comportando-se como supressor de tumor em alguns contextos e pró-tumoral em outros. Achados recentes do grupo apontam para um papel pró-tumoral de GLS2 em tumores de mama. Em específico, verificamos que uma fração de pacientes com maior expressão de GLS2 apresentam pior prognótico; introdução de GLS2 em linhagens celulares acentuam ou levam a transição epitélio mesênquima, capacidade invasiva in vitro e metástase pulmonar in vivo, além de outros achados. Análises de bioinformática entre tumores de pacientes de mama com alta versus baixa expressão de GLS2 revelou diversas vias envolvidas com o potencial invasivo e metastático alteradas. Em especial, análises in silico empregando CIBERSORT identificaram o potencial de infiltração de células do sistema imune que podem estar contribuindo para pior prognóstico. Pretendemos avaliar se a expressão ectópica de GLS2 (ou seu knockdown) se relaciona com aumento de invasão de linhagens celulares in vitro, assim como sua interação com células específicas do sistema imune. Por fim, vamos procurar identificar, por ensaio de imunoprecipitação seguido de espectrometria de massas, as proteínas que interagem com GLS2 e que poderiam estar ligadas ao processo de metástase. Assim, o objetivo 1 deste projeto é confirmar o papel pro-tumoral de GLS2 em câncer de mama e entendê-lo do ponto de vista mecanístico. Estudos de duplo-híbrido em levedura realizados previamente no laboratório mostraram que as enzimas glicolíticas enolase 1 (ENO1) e piruvato kinase M2 (PKM2) são potenciais parceiros das isoforma de GLS, GAC e KGA. Expressamos PKM2 em sistema heterólogo, a purificamos e mostramos, por pull-down e anisotropia de fluorescência, que a mesma interage diretamente com GAC. Em adição, GAC e PKM2 expressas ectopicamente em células de mamíferos co-imunoprecipitaram e mostraram sinais de co-localizaçao mitocondrial. O objetivo deste trabalho será confirmar a interação das isoformas KGA e GAC com PKM2 e aprofundar na descrição bioquímica dos achados, assim como sua importância para os fenótipos celulares de metabolismo de glutamina, de proliferação e invasão. Vamos também caracterizar a interação de GAC e KGA com ENO1, seguindo técnicas similares. Deste modo, o objetivo 2 deste projeto é elucidar vias inéditas de atuação das enzimas GAC e KGA via interação com enzimas glicolíticas e sua importância para o desenvolvimento tumoral, com potencial implicância no desenvolvimento de novas terapias. (AU)

Publicações científicas

(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

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COSTA, RENNA K. E.; BRANCAGLION, GUILHERME A.; PINHEIRO, MATHEUS P.; ADAMOSKI, DOUGLAS; DA SILVA, BIANCA N.; NEGRAO, CYRO Z. DE V.; GONCALVES, KALIANDRA DE A.; RODRIGUES, CAMILA T.; AMBROSIO, ANDRE L. B.; GUIDO, RAFAEL V. C.; et al. Discovery of aminothiazole derivatives as a chemical scaffold for glutaminase inhibition. RESULTS IN CHEMISTRY, v. 5, p. 17-pg., 2023-02-17. (13/07600-3, 16/09077-4, 21/13736-1, 14/26378-2, 19/16351-3, 20/12904-5, 21/06661-5, 14/15968-3)