Glutamine and serum starvation alters the ATP production, oxidative stress, and abundance of mitochondrial RNAs in extracellular vesicles produced by cancer cells

BUGAJOVÁ, Mária; Martina RAUDENSKÁ; Klára HÁNĚLOVÁ; Jiří NAVRÁTIL; Jaromír GUMULEC; Frantisek PETRLAK; Tomáš VIČAR; Šárka HRACHOVINOVÁ; Michal MASAŘÍK; David KALFERT; Marek GREGA; Jan PLZAK; Jan BETKA a Jan BALVAN. Glutamine and serum starvation alters the ATP production, oxidative stress, and abundance of mitochondrial RNAs in extracellular vesicles produced by cancer cells. Scientific Reports. BERLIN: NATURE PORTFOLIO, 2024, roč. 14, č. 1, s. 1-15. ISSN 2045-2322. Dostupné z: https://doi.org/10.1038/s41598-024-73943-2.

Základní údaje

Originální název

Glutamine and serum starvation alters the ATP production, oxidative stress, and abundance of mitochondrial RNAs in extracellular vesicles produced by cancer cells

Autoři

BUGAJOVÁ, Mária ORCID; Martina RAUDENSKÁ ORCID; Klára HÁNĚLOVÁ; Jiří NAVRÁTIL ORCID; Jaromír GUMULEC; Frantisek PETRLAK; Tomáš VIČAR; Šárka HRACHOVINOVÁ; Michal MASAŘÍK; David KALFERT; Marek GREGA; Jan PLZAK; Jan BETKA a Jan BALVAN

Vydání

Scientific Reports, BERLIN, NATURE PORTFOLIO, 2024, 2045-2322

---

Další údaje

Jazyk

angličtina

Typ výsledku

Článek v odborném periodiku

Obor

10608 Biochemistry and molecular biology

Stát vydavatele

Německo

Utajení

není předmětem státního či obchodního tajemství

Odkazy

URL

Impakt faktor

Impact factor: 3.900

Kód RIV

RIV/00216224:14110/24:00137841

Organizační jednotka

Lékařská fakulta

DOI

https://doi.org/10.1038/s41598-024-73943-2

UT WoS

001345716800036

EID Scopus

2-s2.0-85208082569

Klíčová slova anglicky

Glutamine; ATP production; Oxidative stress; Extracellular vesicles

Štítky

14110515, 14110518, 14314010, CF CELLIM, CF CRYO, CF GEN, podil, rivok

Příznaky

Mezinárodní význam, Recenzováno

---

Anotace

V originále

Induction of autophagy represents an effective survival strategy for nutrient-deprived or stressed cancer cells. Autophagy contributes to the modulation of communication within the tumor microenvironment. Here, we conducted a study of the metabolic and signaling implications associated with autophagy induced by glutamine (Gln) and serum starvation and PI3K/mTOR inhibitor and autophagy inducer NVP-BEZ235 (BEZ) in the head and neck squamous cell carcinoma (HNSCC) cell line FaDu. We compared the effect of these different types of autophagy induction on ATP production, lipid peroxidation, mitophagy, RNA cargo of extracellular vesicles (EVs), and EVs-associated cytokine secretome of cancer cells. Both BEZ and starvation resulted in a decline in ATP production. Simultaneously, Gln starvation enhanced oxidative damage of cancer cells by lipid peroxidation. In starved cells, there was a discernible fragmentation of the mitochondrial network coupled with an increase in the presence of tumor susceptibility gene 101 (TSG101) on the mitochondrial membrane, indicative of the sorting of mitochondrial cargo into EVs. Consequently, the abundance of mitochondrial RNAs (mtRNAs) in EVs released by FaDu cells was enhanced. Notably, mtRNAs were also detectable in EVs isolated from the serum of both HNSCC patients and healthy controls. Starvation and BEZ reduced the production of EVs by cancer cells, yet the characteristic molecular profile of these EVs remained unchanged. We also found that alterations in the release of inflammatory cytokines constitute a principal response to autophagy induction. Importantly, the specific mechanism driving autophagy induction significantly influenced the composition of the EVs-associated cytokine secretome.

---

Návaznosti

GA21-06873S, projekt VaV	Název: Metabolická symbióza mezi nádorovými buňkami a fibroblasty asociovaných s nádorem u nádorů v oblasti hlavy a krku Investor: Grantová agentura ČR, Metabolic symbiosis between cancer cells and cancer-associated fibroblasts in head and neck cancer
MUNI/A/1587/2023, interní kód MU	Název: Patofyziologie vybraných komplexních nemocí od molekulární do systémovou úroveň Investor: Masarykova univerzita, Patofyziologie vybraných komplexních nemocí od molekulární do systémovou úroveň
NU20J-08-00018, projekt VaV	Název: Exosomální RNA produkovaná fibroblasty asociovanými s nádorem jako relevantní marker v prognóze nádorů hlavy a krku Investor: Ministerstvo zdravotnictví ČR, Exosomální RNA produkovaná fibroblasty asociovanými s nádorem jako relevantní marker v prognóze nádorů hlavy a krku, Podprogram 2 - juniorský - výzkumníci do 35 let
NU21-03-00223, projekt VaV	Název: Vliv metabolického reprogramování fibroblastů asociovaných s nádorem na prognózu pacientů s nádory hlavy a krku Investor: Ministerstvo zdravotnictví ČR, Vliv metabolického reprogramování fibroblastů asociovaných s nádorem na prognózu pacientů s nádory hlavy a krku, Podprogram 1 - standardní
90127, velká výzkumná infrastruktura	Název: CIISB II
90250, velká výzkumná infrastruktura	Název: Czech-BioImaging III
90251, velká výzkumná infrastruktura	Název: CzechNanoLab II
90267, velká výzkumná infrastruktura	Název: NCMG III