GPR81 in bladder cancer – functional insights

Abstract

O cancro da bexiga (CB) é uma doença complexa com um comportamento heterogéneo. Os doentes com CB enfrentam frequentemente altas taxas de recidiva e progressão, cirurgias que comprometem a qualidade de vida, e resistência aos tratamentos sistémicos. Tem sido atribuído particular destaque ao estudo do metabolismo celular do cancro, na tentativa de descrever novos alvos terapêuticos. A função do G-protein-coupled receptor 81 (GPR81) tem merecido destaque, uma vez que o lactato, o metabolito principal exportado pelas células malignas altamente glicolíticas, não só suporta a acidificação do microambiente, como também atua como uma molécula de sinalização, mediada pelo GPR81. Este recetor membranar do lactato ainda não foi explorado no CB, segundo o nosso conhecimento. De facto, a função do GPR81 em cancro é pouco compreendida. O presente trabalho teve como objetivo avaliar as consequências da inibição do GPR81 em linhas celulares de CB músculo invasivo, utilizando 3-hidroxibutirato (3-OBA), na agressividade tumoral em ensaios in vitro e in vivo. Foram determinados os níveis basais de marcadores metabólicos, sendo comparados com os níveis dos mesmos marcadores após o tratamento com 3- OBA; a influência de diferentes condições microambientais (dependentes da presença/ausência de lactato) na viabilidade celular e nos níveis extracelulares de lactato também foi avaliada; a inibição de GPR81 foi estudada em vários ensaios funcionais, e complementada com o modelo da membrana corioalantóica do embrião de galinha (CAM). Os níveis de GPR81 e de proteínas de metabolismo diminuíram após o tratamento com 3- OBA. Adicionalmente, a inibição do GPR81 resultou na diminuição da proliferação celular, migração e invasão em linhas celulares invasivas de CB; uma ligeira influência na morte celular e na distribuição do ciclo celular foi também observada. Em concordância, o 3-OBA inibiu o crescimento tumoral e a formação de novos vasos sanguíneos no modelo in vivo de CB. Os resultados obtidos neste estudo parecem indicar que o GPR81 tem um papel importante no metabolismo e agressividade do CB, mas é necessário explorar os mecanismos subjacentes.

Bladder cancer (BC) is a complex heterogenous disease that burdens patients with high rates of recurrence and progression, possible life-altering surgeries and resistance to systemic treatment. Efforts to explore cancer metabolism in order to find new therapeutic targets have been made. The role of G-protein-coupled receptor 81 (GPR81) has gained recent interest, since lactate, the main metabolite extruded from highly glycolytic cancer cells, not only supports microenvironmental acidosis but also acts as a signalling molecule, which is mediated by GPR81. This lactate cell membrane receptor has not, to our knowledge, been explored yet in BC. In fact, GPR81 function in cancer is poorly understood. The present work aimed to study the consequences of GPR81 inhibition in muscle-invasive BC cell lines, using 3-hydroxy-butyrate (3-OBA), in features of cancer aggressiveness in in vitro and in vivo assays. Basal levels of metabolic markers were determined, comparing those with levels of metabolic markers upon 3-OBA treatment; the influence of varying microenvironmental, lactate dependent conditions on cell viability and extracellular lactate levels were also assessed; GPR81 inhibition was studied in multiple functional assays, and complemented with the chick chorioallantoic membrane model. GPR81 and metabolism-related protein levels decreased upon 3-OBA treatment. Additionally, GPR81 inhibition resulted in decreased cell proliferation, migration, and invasion in muscle-invasive BC cell lines; a slight influence on cell death and cell cycle distribution was also observed. In accordance, 3-OBA inhibited tumour growth and the formation of new blood vessels in bladder cancer in vivo. The results obtained in this study seem to indicate an important role of GPR81 in the metabolism and aggressiveness of bladder cancer, but further testing is needed to understand the underlying mechanisms.