Inhibition of ATP hydrolysis as a key regulator of temozolomide resistance and migratory phenotype of glioblastoma cells

Thamiris Becker Scheffel; Liliana Rockenbach; Fernanda Fernandes Cruz; Luiza Wilges Kist; Maurício Reis Bogo; Juliete Nathali Scholl; Fabrício Figueiró; Guido Lenz; Fernanda Bueno Morrone

doi:10.1016/j.bbrc.2022.02.062

Inhibition of ATP hydrolysis as a key regulator of temozolomide resistance and migratory phenotype of glioblastoma cells

Biochem Biophys Res Commun. 2022 Apr 23:601:24-30. doi: 10.1016/j.bbrc.2022.02.062. Epub 2022 Feb 22.

Authors

Thamiris Becker Scheffel¹, Liliana Rockenbach², Fernanda Fernandes Cruz³, Luiza Wilges Kist⁴, Maurício Reis Bogo⁵, Juliete Nathali Scholl⁶, Fabrício Figueiró⁶, Guido Lenz⁷, Fernanda Bueno Morrone⁸

Affiliations

¹ Programa de Pós-Graduação em Biologia Celular e Molecular, Escola de Ciências da Saúde e da Vida, Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, Rio Grande do Sul, Brazil; Laboratório de Farmacologia Aplicada, Escola de Ciências da Saúde e da Vida, Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, Rio Grande do Sul, Brazil.
² Programa de Pós-Graduação em Medicina e Ciências da Saúde, Escola de Medicina, Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, Rio Grande do Sul, Brazil; Laboratório de Farmacologia Aplicada, Escola de Ciências da Saúde e da Vida, Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, Rio Grande do Sul, Brazil.
³ Laboratório de Farmacologia Aplicada, Escola de Ciências da Saúde e da Vida, Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, Rio Grande do Sul, Brazil.
⁴ Programa de Pós-Graduação em Biologia Celular e Molecular, Escola de Ciências da Saúde e da Vida, Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, Rio Grande do Sul, Brazil; Laboratório de Biologia Genômica e Molecular, Escola de Ciências da Saúde e da Vida, Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, Rio Grande do Sul, Brazil.
⁵ Programa de Pós-Graduação em Biologia Celular e Molecular, Escola de Ciências da Saúde e da Vida, Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, Rio Grande do Sul, Brazil; Programa de Pós-Graduação em Medicina e Ciências da Saúde, Escola de Medicina, Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, Rio Grande do Sul, Brazil; Laboratório de Biologia Genômica e Molecular, Escola de Ciências da Saúde e da Vida, Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, Rio Grande do Sul, Brazil.
⁶ Departamento de Bioquímica, Instituto de Ciências Básicas da Saúde, Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, Rio Grande do Sul, Brazil.
⁷ Departamento de Biofísica, Instituto de Biociências, Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, Rio Grande do Sul, Brazil.
⁸ Programa de Pós-Graduação em Biologia Celular e Molecular, Escola de Ciências da Saúde e da Vida, Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, Rio Grande do Sul, Brazil; Programa de Pós-Graduação em Medicina e Ciências da Saúde, Escola de Medicina, Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, Rio Grande do Sul, Brazil; Laboratório de Farmacologia Aplicada, Escola de Ciências da Saúde e da Vida, Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, Rio Grande do Sul, Brazil. Electronic address: fernanda.morrone@pucrs.br.

PMID: 35220010
DOI: 10.1016/j.bbrc.2022.02.062

Abstract

Glioblastoma (GBM) is the most lethal among malignant gliomas. The tumor invasiveness and therapy-resistance are important clinical hallmarks. Growing evidence emphasizes the purinergic signaling contributing to tumor growth. Here we exposed a potential role of extracellular ATPase activity as a key regulator of temozolomide cytotoxicity and the migration process in GBM cells. The inhibition of ATP hydrolysis was able to improve the impact of temozolomide, causing arrest mainly in S and G2 phases of the cell cycle, leading M059J and U251 cells to apoptosis. In addition to eradicating GBM cells, ATP hydrolysis exhibited a potential to modulate the invasive phenotype and the expression of proteins involved in cell migration and epithelial-to-mesenchymal-like transition in a 3D culture model. Finally, we suggest the ATPase activity as a key target to decline temozolomide resistance and the migratory phenotype in GBM cells.

Keywords: ATP; CD39; Ectoenzyme; Glioblastoma; Migration; Temozolomide.

Publication types

Research Support, Non-U.S. Gov't

MeSH terms

Adenosine Triphosphatases / genetics
Adenosine Triphosphate / pharmacology
Antineoplastic Agents, Alkylating / pharmacology
Antineoplastic Agents, Alkylating / therapeutic use
Brain Neoplasms* / pathology
Cell Line, Tumor
Cell Proliferation
Drug Resistance, Neoplasm
Glioblastoma* / pathology
Humans
Hydrolysis
Phenotype
Temozolomide / pharmacology
Temozolomide / therapeutic use

Substances

Antineoplastic Agents, Alkylating
Adenosine Triphosphate
Adenosine Triphosphatases
Temozolomide