Analysis of preferences of glioblastoma cells towards various bioenergetic substrates

Gliomas constitute approximately 77% of all primary malignant brain tumors, making them the most common type of central nervous system cancer. Despite advances in glioma treatment, the average survival of the patients with glioma does not exceed 15 months. GBM cells often prefer glycolysis as the energy source due to the commonly observed Warburg effect. It has also been shown that glioma cells use lactate, pyruvate, glutamine, and β-hydroxybutyrate as the energetic substrate. This shows high metabolic flexibility and plasticity of glioma cells, which may determine their resistance to applied therapies. Due to suggestions that tumors may depend on specific bioenergetic substrates, the preferences of T98G and U87 glioma cell lines for selected bioenergetic sources have been estimated in this study. An important role of glutamine has been observed, which apparently stimulates metabolic and motile activity on the analyzed cells; however U87 cells were more dependent on this substrate that their T98G counterparts. Differences between U87 and T98G populations related to their metabolic preferences cast a new light on the metabolic background of tumor drug-resistance.

Glejaki stanowią ok. 77% wszystkich pierwotnych guzów złośliwych mózgu, co czyni je najczęstszym typem nowotworu ośrodkowego układu nerwowego. Mimo dokonanych postępów w leczeniu, od momentu rozpoznania glejaka średnia przeżycia pacjentów wynosi 14,6 miesiąca. Wiele badań wskazuje, że komórki glejaków preferują glikolizę jako sposób pozyskiwania energii, także w wyniku efektu Warburga. Wykazano także możliwość pozyskiwania przez nie energii z innych źródeł, w tym z mleczanu, pirogronianu, glutaminy czy -hydroksymaślanu. Pokazuje to, że komórki glejaków charakteryzują się wysoką elastycznością oraz plastycznością metaboliczną, co może warunkować ich oporność na stosowane terapie przeciwnowotworowe. Ponieważ zasugerowano, że nowotwory mogą przejawiać uzależnienie od określonych substratów bioenergetycznych, w niniejszej pracy porównano ze sobą komórki glejaka linii T98G oraz U87 względem ich preferencji wobec wybranych substratów bioenergetycznych. Zaobserwowano istotną rolę glutaminy, jako substratu stymulującego aktywność metaboliczną oraz migracyjną badanych komórek, przy czym komórki linii U87 wykazują od niej większą zależność. Różnice między badanymi liniami komórkowymi pod względem preferencji metabolicznych, rozszerzają wiedzę na temat podłoża metabolicznego lekooporności nowotworów.