Estudo do mescanismo de ação das vias de sinalização celular PI3K/AKt/mTOR e AMPK sobre a atividade da enzima glutaminase

• Processo: 13/23510-4
• Linha de fomento: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Vigência (Início): 01 de maio de 2014
• Vigência (Término): 28 de fevereiro de 2018
• Área do conhecimento: Ciências Biológicas - Bioquímica - Química de Macromoléculas
• Pesquisador responsável: Sandra Martha Gomes Dias
• Beneficiário: Carolline Fernanda Rodrigues Ascenção
• Instituição-sede: Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM). Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovações (Brasil). Campinas , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 09/10875-9 - Estudos celulares e bioquímicos da enzima glutaminase e sua relação com o câncer, AP.JP
• Assunto(s): Transdução de sinais Serina-treonina quinases TOR Neoplasias

Resumo

A proliferação celular comanda os processos de embriogênese e de crescimento do organismo, sendo essencial para a correta função de vários tecidos adultos. Apesar de ser importante para a homeostase do organismo, a sua desregulação compõe a força motriz do desenvolvimento tumoral. Somente nos últimos dez anos começou a ser evidenciada a relação entre as vias de tradução de sinais estimuladas por fatores de crescimento e a reorganização da atividade metabólica, a qual precisa priorizar a biossíntese e o aumento da biomassa, processos essenciais para a divisão celular. Em células tumorais, o consumo de glutamina é aumentando concomitante com o aumento da atividade de glutaminase nestas células. Três isoenzimas de glutaminase são expressas na maioria dos tecidos (liver-type glutaminase, kidney-type glutaminase e glutaminase C), todavia pouco se sabe sobre a necessidade específica de cada uma delas para o metabolismo tumoral. Vários artigos recentes têm definido o papel da glutaminólise, ou metabolismo da glutamina e seus subprodutos, na ativação da mTOR. Neste sentido é uma hipótese válida imaginar que mTOR possa contrarregular glutaminase. Resultados obtidos durante o mestrado da candidata mostraram que knockdown estável de PTEN em células MDA-MB 231 não afetou os níveis protéicos de GAC e KGA, assim como não houve mudança na localização subcelular das isoformas. Cinética enzimática da fração mitocondrial desta linhagem revelou que o knockdown de PTEN levou à uma diminuição do KM da enzima sem alteração de Vmax. De acordo, o tratamento com rapamicina, inibidor da mTOR, elevou o KM para os níveis detectados nas células controles. A atividade de glutaminase de lisado total de MDA-MB 231, NIH 3T3, IMR90 e BJ5TA foi afetada pelo tratamento com rapamicina conforme julgado por ensaios de dose e tempo resposta. Mais, ensaios de privação de glicose e glutamina nas mesmas linhagens demonstraram a inibição de mTOR e concomitante redução da atividade de glutaminase. Somado a isso o knockdown estável de TSC2 em MDA-MB 231 e BJ5TA promoveu superestimulação de mTOR e foi capaz de aumentar a atividade de glutaminase. A ativação de AMPK, um conhecido sensor de estresse energético, mostrou diminuir a atividade de glutaminase em célula de tumor de próstata, DU145. O primeiro objetivo deste projeto é o de definir o mecanismo de ação do complexo mTORC1 sobre a glutaminase. Em assunto relacionado, na comparação entre PC3 e DU145, verificamos que DU145 apresentou maior expressão de GAC e se mostrou mais responsiva à metformina, conhecido ativador de AMPK. O knockdown estável de AMPK em DU145, MDA-MB231 e NIH-3T3 levou a um aumento do nível protéico de KGA e diminuição de GAC, enquanto que em PC-3 nenhuma alteração foi vista. O segundo objetivo deste projeto é entender o mecanismo de regulação de glutaminase em nível protéico dirigido por AMPK.

Publicações científicas

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(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)

COSTA, RENNA K. E.; RODRIGUES, CAMILA T.; CAMPOS, JEAN C. H.; PARADELA, LUCIANA S.; DIAS, MARILIA M.; DA SILVA, BIANCA NOVAES; DE VALEGA NEGRAO, CYRO VON ZUBEN; GONCALVES, KALIANDRA DE ALMEIDA; ASCENCAO, CAROLLINE F. R.; ADAMOSKI, DOUGLAS; MERCALDI, GUSTAVO FERNANDO; BASTOS, ALLINY C. S.; BATISTA, FERNANDA A. H.; FIGUEIRA, ANA CAROLINA; CORDEIRO, ARTUR T.; AMBROSIO, ANDRE L. B.; GUIDO, RAFAEL V. C.; DIAS, SANDRA M. G. High-Throughput Screening Reveals New Glutaminase Inhibitor Molecules. ACS PHARMACOLOGY & TRANSLATIONAL SCIENCE, v. 4, n. 6, p. 1849-1866, DEC 10 2021. Citações Web of Science: 0.

DIAS, MARILIA M.; ADAMOSKI, DOUGLAS; DOS REIS, LARISSA M.; ASCENCAO, CAROLLINE F. R.; DE OLIVEIRA, KRISHINA R. S.; PASCHOALINI MAFRA, ANA CAROLINA; DA SILVA BASTOS, ALLINY CRISTINY; QUINTERO, MELISSA; CASSAGO, CAROLINA DE G.; FERREIRA, IGOR M.; FIDELIS, V, CARLOS H.; ROCCO, SILVANA A.; BAJGELMAN, MARCIO CHAIM; STINE, ZACHARY; BERINDAN-NEAGOE, IOANA; CALIN, GEORGE A.; BERTELI AMBROSIO, ANDRE LUIS; GOMES DIAS, SANDRA MARTHA. GLS2 is protumorigenic in breast cancers. Oncogene, v. 39, n. 3, p. 690-702, JAN 2020. Citações Web of Science: 0.

DOS REIS, LARISSA MENEZES; ADAMOSKI, DOUGLAS; OLIVEIRA SOUZA, RODOLPHO ORNITZ; RODRIGUES ASCENCAO, CAROLLINE FERNANDA; SOUSA DE OLIVEIRA, KRISHINA RATNA; CORREA-DA-SILVA, FELIPE; DE SA PATRONI, FABIO MALTA; DIAS, MARILIA MEIRA; CONSONNI, SILVIO ROBERTO; MENDES DE MORAES-VIEIRA, PEDRO MANOEL; SILBER, ARIEL MARIANO; GOMES DIAS, SANDRA MARTHA. Dual inhibition of glutaminase and carnitine palmitoyltransferase decreases growth and migration of glutaminase inhibition-resistant triple-negative breast cancer cells. Journal of Biological Chemistry, v. 294, n. 24, p. 9342-9357, JUN 14 2019. Citações Web of Science: 3.

QUINTERO, MELISSA; ADAMOSKI, DOUGLAS; DOS REIS, LARISSA MENEZES; RODRIGUES ASCENCAO, CAROLLINE FERNANDA; SOUSA DE OLIVEIRA, KRISHINA RATNA; GONCALVES, KALIANDRA DE ALMEIDA; DIAS, MARILIA MEIRA; CARAZZOLLE, MARCELO FALSARELLA; GOMES DIAS, SANDRA MARTHA. Guanylate-binding protein-1 is a potential new therapeutic target for triple-negative breast cancer. BMC CANCER, v. 17, NOV 7 2017. Citações Web of Science: 8.

Publicações acadêmicas

(Referências obtidas automaticamente das Instituições de Ensino e Pesquisa do Estado de São Paulo)

ASCENÇÃO, Carolline Fernanda Rodrigues. Estudo do mecanismo de ação da via da mTOR sobre a atividade da enzima glutaminase C e identificação e caracterização de modificações pós-traducionais nesta enzima : Understanding the underlying mechanism behind of mTOR control of glutaminase C activity and identification and characterization of glutaminase C post-translational modifications. 2018. 178 f. Tese de Doutorado - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Instituto de Biologia.