Effect of GSK2837808A glycolysis inhibitor on the expression of cancer-testis antigens in WM115 human melanoma cell line

Cancer is one of the leading causes of death in the world. Due to the complexity of tumor pathogenesis, the development of effective therapies is a huge challenge and requires a multidisciplinary approach. In recent years, numerous studies have shown that metabolic changes in cancer cells can inhibit the anti-tumor response of the immune system. One approach is to target cellular metabolism, for example by using drugs that inhibit glycolysis to improve the effectiveness of immunotherapy. Although glycolysis inhibitors are widely used in clinical trials, many aspects of the interaction of metabolism and factors associated with cancer immunology remains unexplained.The aim of this study was to investigate the effect of GSK2837808A inhibitor of lactate dehydrogenase (LDH) on the expression of cancer-testis antigens: MAGE-A3 and PRAME in human melanoma cells of the WM115 line. These antigens are used in immunotherapy for the production of anticancer vaccines. Some studies indicate the tested antigens can promote tumor growth and invasion.Conducted research showed the GSK2837808A caused the increase or decrease in the expression of MAGE-A3 and PRAME protein level, depending on the dose. There was no correlation between protein level and mRNA level. Studies of cellular metabolism confirmed the increased expression of antigens was accompanied by a decrease in glycolysis parameters, growth in oxygen consumption unrelated to ATP production, an increase in non-mitochondrial consumption, an increase in proton leak, and increased ROS production. At the drop of protein level, a drastic decrease in the metabolic functions of the cells was observed, both glycolysis and mitochondrial oxidation, which was probably associated with cell death. In addition, in both cases observed effects seemed to depend on glucose. Analysis of cell migration did not reveal any significant differences in cell movement, both in the growth and in the decrease of expression of tested antigens.In summary, performed studies confirm the correlation between GSK2837808A induced metabolic changes and differences of MAGE-A3 and PRAME expression level. Nevertheless, further research is needed to explain the exact mechanism and impact of these changes on the cells migration

Choroby nowotworowe stanowią jedną z głównych przyczyn śmierci na świecie. Ze względu na złożoność patogenezy choroby nowotworowej, opracowanie skutecznych terapii jest ogromnym wyzwaniem i wymaga multidyscyplinarnego podejścia. w ciągu ostatnich lat liczne badania pokazały, że zmiany metaboliczne zachodzące w komórkach nowotworowych mogą hamować przeciwnowotworową odpowiedź układu immunologicznego. Jedną z metod poprawienia skuteczności immunoterapii jest celowanie w metabolizm komórkowy, na przykład poprzez zastosowanie leków hamujących glikolizę. Mimo, że inhibitory glikolizy znalazły szerokie zastosowanie w badaniach klinicznych, wiele aspektów wzajemnego oddziaływania metabolizmu i czynników związanych z immunologią nowotworów pozostaje niewyjaśniona. Celem niniejszej pracy było zbadanie wpływu inhibitora dehydrogenazy mleczanowej (LDH) o nazwie GSK2837808A na ekspresję antygenów rakowo- jądrowych: MAGE-A3 oraz PRAME w komórkach ludzkiego czerniaka linii WM115. Wspomniane antygeny są wykorzystywane w immunoterapii do tworzenia szczepionek przeciwnowotworowych. Niektóre badania podają, że badane antygeny mogą promować wzrost i inwazję nowotworu.Przeprowadzone badania wykazały, że na poziomie białka GSK2837808A, zależnie od dawki powodował wzrost lub spadek ekspresji badanych antygenów rakowo-jądrowych. Nie wykazano korelacji między ich poziomem białka a poziomem mRNA. Badania metabolizmu komórkowego potwierdziły, że wzrostowi ekspresji antygenów towarzyszył spadek parametrów glikolizy, podwyższenie konsumpcji tlenu niezwiązanej z produkcją ATP, zwiększenie niemitochondrialnej konsumpcji tlenu, wzrost wycieku protonów, oraz wzmożona produkcja ROS. Przy obniżeniu poziomu ekspresji zaobserwowano drastyczny spadek funkcji metabolicznych, zarówno glikolizy oraz oddychania mitochondrialnego, co najprawdopodobniej było związane ze śmiercią komórek. Ponadto, w obydwu przypadkach obserwowane efekty wydawały się być zależne od glukozy. Analiza migracji komórek nie wykazała znaczących różnic w ruchu komórek, zarówno przy wzroście, jak i spadku ekspresji badanych antygenów.Podsumowując, przeprowadzone badania potwierdzają korelację między przemianami metabolicznymi indukowanymi GSK2837808A, a różnicami w poziomie ekspresji MAGE-A3 oraz PRAME. Niemniej jednak wyjaśnienie dokładnego mechanizmu oraz wpływu tych zmian na funkcje migracyjne komórek wymaga dalszych badań.