Pre-clinical pharmacology of the monocarboxylate transporter 1 inhibitor AZD3965 in bladder cancer

Abstract

O carcinoma urotelial da bexiga (CUB) é a décima neoplasia maligna mais comum do mundo, caracterizada por altos níveis de morbilidade e mortalidade. A avidez por glucose e a consequente produção aumentada de lactato pelas células malignas são características de alterações metabólicas que conduzem a uma diminuição da oxidação fosforilativa e uma aceleração da via glicollítica, o que é designado por Efeito de Warbug. Níveis aumentados de lactato associam-se a diferentes características malignas, tais como a resistência aos tratamentos sistémicos. De modo a evitar uma acumulação de lactato a nível intracelular, os transportadores de monocarboxilatos (MCTs) são amplamente expressos pelas células malignas, associando-se à agressividade tumoral, o que os torna importantes alvos terapêuticos. O AZD3965 é um inibidor específico do MCT1, cujo efeito foi já avaliado em diferentes tipos de cancro, com resultados promissores. Esto projeto apresenta, segundo o nosso conhecimento, o primeiro estudo pré-clínico deste composto no carcinoma da bexiga. Este estudo teve como primeiro objetivo a caracterização dos níveis de expressão basais de diversas proteínas glicolíticas em linhas celulares de CUB. De seguida, testamos o AZD3965 em duas linhas músculo-invasoras de modo a avaliar os seus efeitos na viabilidade, proliferação, migração, invasão, ciclo celular e morte celular. Testamos, também, o seu efeito in vivo utilizando o modelo da membrana corioalantóide do embrião de galinha. Por último, estudamos vários efeitos funcionais da combinação do AZD3965 com a cisplatina, um agente químico largamente utilizado para o tratamento sistémico do CUB músculo-invasivo. Os resultados mostraram que o AZD3965 tem propriedades antitumorais no carcinoma da bexiga, aparentemente influenciadas pelo MCT4, uma vez que observamos resistência à terapia quando a expressão do MCT4 era elevada. Concluímos que o composto compromete a viabilidade, proliferação e migração celular, e limita o crescimento tumoral in vivo. Quando se combina o AZD3965 com a cisplatina, ocorre uma possível sensibilização à cisplatina, que aparenta estar associada à expressão diminuída do MCT4. Apesar dos resultados obtidos, serão necessários estudos adicionais para validação do efeito do AZD3965 no CUB.

Urothelial bladder cancer (UBC) is the 10th most common type of malignancy worldwide, characterized by high levels of morbidity and mortality . Glucose avidity and high rates of downstream lactate production by malignant cells are characteristics of the metabolic switch from oxidative phosphorylation to accelerated glycolysis, nowadays known as the Warburg Effect. Increased lactate levels have been associated to different tumorigenic features, such as therapy resistance. To avoid cellular acidosis by internal lactate accumulation, monocarboxylate transporters (MCTs) are widely overexpressed in cancers and linked to aggressiveness, making them interesting targets for therapy. AZD3965 in a MCT1-specific inhibitor that has been widely studied in different types of cancer, with promising results. This project presents, to our knowledge, the first pre-clinical evaluation of this compound in bladder cancer setting. This study aimed to firstly characterize the expression levels of several glycolytic proteins in bladder cancer cell lines. Afterwards, we tested AZD3965 in two muscle-invasive UBC cell lines regarding cell viability, proliferation, migration, invasion, cell cycle and cell death analysis. Additionally, we performed in vivo testing using the chick chorioallantoic membrane model assay. Lastly, we studied several functional effects upon AZD3965 combination with cisplatin, a chemotherapeutic agent largely used in high-grade UBC treatment. Our data revealed that AZD3965 has anticancer properties on bladder cancer treatment that seem to be directly linked to MCT4’s expression, as intense therapy resistance was observed under MCT4 high expression. We conclude that this compound compromises cell viability, proliferation and migration properties, as well as reducing tumor growth in vivo. When combining therapies, an apparent sensibilization to cisplatin seems to be associated to low MCT4 expression. Despite these results, further testing is required to validate the effect of AZD3965 in UBC.