Published June 22, 2024 | Version v1
Publication Open

Pharmacological Modulation of the Cytosolic Oscillator Affects Glioblastoma Cell Biology

Creators

  • 1. Research Centre in Biological Chemistry of Córdoba
  • 2. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
  • 3. Universidad Nacional de Córdoba

Description

The circadian system is a conserved time-keeping machinery that regulates a wide range of processes such as sleep/wake, feeding/fasting, and activity/rest cycles to coordinate behavior and physiology. Circadian disruption can be a contributing factor in the development of metabolic diseases, inflammatory disorders, and higher risk of cancer. Glioblastoma (GBM) is a highly aggressive grade 4 brain tumor that is resistant to conventional therapies and has a poor prognosis after diagnosis, with a median survival of only 12-15 months. GBM cells kept in culture were shown to contain a functional circadian oscillator. In seeking more efficient therapies with lower side effects, we evaluated the pharmacological modulation of the circadian clock by targeting the cytosolic kinases glycogen synthase kinase-3 (GSK-3) and casein kinase 1 ε/δ (CK1ε/δ) with specific inhibitors (CHIR99021 and PF670462, respectively), the cryptochrome protein stabilizer (KL001), or circadian disruption after Per2 knockdown expression in GBM-derived cells. CHIR99021-treated cells had a significant effect on cell viability, clock protein expression, migration, and cell cycle distribution. Moreover, cultures exhibited higher levels of reactive oxygen species and alterations in lipid droplet content after GSK-3 inhibition compared to control cells. The combined treatment of CHIR99021 with temozolomide was found to improve the effect on cell viability compared to temozolomide therapy alone. Per2 disruption affected both GBM migration and cell cycle progression. Overall, our results suggest that pharmacological modulation or molecular clock disruption severely affects GBM cell biology.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

النظام اليومي هو آلية محفوظة لحفظ الوقت تنظم مجموعة واسعة من العمليات مثل النوم/الاستيقاظ، والتغذية/الصيام، ودورات النشاط/الراحة لتنسيق السلوك وعلم وظائف الأعضاء. يمكن أن يكون اضطراب الساعة البيولوجية عاملاً مساهماً في تطور الأمراض الأيضية والاضطرابات الالتهابية وارتفاع خطر الإصابة بالسرطان. الورم الأرومي الدبقي (GBM) هو ورم دماغي من الدرجة 4 شديد العدوانية مقاوم للعلاجات التقليدية ولديه تشخيص ضعيف بعد التشخيص، مع بقاء متوسط لمدة 12-15 شهرًا فقط. تبين أن خلايا GBM المحفوظة في المزرعة تحتوي على مذبذب يومي وظيفي. في البحث عن علاجات أكثر كفاءة ذات آثار جانبية أقل، قمنا بتقييم التعديل الدوائي للساعة البيولوجية من خلال استهداف كيناز الجليكوجين الخلوي كيناز-3 (GSK -3) وكازين كيناز 1 ε/δ (CK1ε/δ) مع مثبطات محددة (CHIR99021 و PF670462، على التوالي)، ومثبت البروتين المشفر (KL001)، أو اضطراب الساعة البيولوجية بعد تعبير الضربة القاضية لكل 2 في الخلايا المشتقة من GBM. كان للخلايا المعالجة CHIR99021 تأثير كبير على صلاحية الخلية، وتعبير البروتين على مدار الساعة، والهجرة، وتوزيع دورة الخلية. علاوة على ذلك، أظهرت الثقافات مستويات أعلى من أنواع الأكسجين التفاعلية وتغيرات في محتوى قطرات الدهون بعد تثبيط GSK -3 مقارنة بخلايا التحكم. تم العثور على العلاج المشترك لـ CHIR99021 مع التيموزولوميد لتحسين التأثير على بقاء الخلية مقارنة بعلاج التيموزولوميد وحده. أثر اضطراب Per2 على كل من هجرة GBM وتطور دورة الخلية. بشكل عام، تشير نتائجنا إلى أن التعديل الدوائي أو اضطراب الساعة الجزيئية يؤثر بشدة على بيولوجيا خلايا GBM.

Translated Description (French)

Le système circadien est une machine de chronométrage conservée qui régule un large éventail de processus tels que le sommeil/réveil, l'alimentation/le jeûne et les cycles d'activité/repos pour coordonner le comportement et la physiologie. Les perturbations circadiennes peuvent être un facteur contribuant au développement de maladies métaboliques, de troubles inflammatoires et d'un risque plus élevé de cancer. Le glioblastome (GBM) est une tumeur cérébrale de grade 4 très agressive qui résiste aux thérapies conventionnelles et a un mauvais pronostic après le diagnostic, avec une survie médiane de seulement 12 à 15 mois. Il a été démontré que les cellules GBM maintenues en culture contiennent un oscillateur circadien fonctionnel. Dans la recherche de thérapies plus efficaces avec des effets secondaires plus faibles, nous avons évalué la modulation pharmacologique de l'horloge circadienne en ciblant les kinases cytosoliques glycogène synthase kinase-3 (GSK-3) et la caséine kinase 1 ε/δ (CK1ε/δ) avec des inhibiteurs spécifiques (CHIR99021 et PF670462, respectivement), le stabilisateur de la protéine cryptochrome (KL001) ou la perturbation circadienne après l'expression de Per2 dans les cellules dérivées du GBM. Les cellules traitées par CHIR99021 ont eu un effet significatif sur la viabilité cellulaire, l'expression des protéines d'horloge, la migration et la distribution du cycle cellulaire. De plus, les cultures présentaient des niveaux plus élevés d'espèces réactives de l'oxygène et des altérations de la teneur en gouttelettes lipidiques après inhibition de la GSK-3 par rapport aux cellules témoins. Le traitement combiné de CHIR99021 avec le témozolomide s'est avéré améliorer l'effet sur la viabilité cellulaire par rapport au traitement par le témozolomide seul. La perturbation Per2 a affecté à la fois la migration du GBM et la progression du cycle cellulaire. Dans l'ensemble, nos résultats suggèrent que la modulation pharmacologique ou la perturbation de l'horloge moléculaire affecte gravement la biologie des cellules GBM.

Translated Description (Spanish)

El sistema circadiano es una maquinaria de control del tiempo conservada que regula una amplia gama de procesos como el sueño/vigilia, la alimentación/ayuno y los ciclos de actividad/descanso para coordinar el comportamiento y la fisiología. La alteración circadiana puede ser un factor que contribuye al desarrollo de enfermedades metabólicas, trastornos inflamatorios y un mayor riesgo de cáncer. El glioblastoma (GBM) es un tumor cerebral de grado 4 altamente agresivo que es resistente a las terapias convencionales y tiene un mal pronóstico después del diagnóstico, con una mediana de supervivencia de solo 12-15 meses. Se demostró que las células GBM mantenidas en cultivo contienen un oscilador circadiano funcional. En la búsqueda de terapias más eficientes con menores efectos secundarios, evaluamos la modulación farmacológica del reloj circadiano al dirigirnos a las cinasas citosólicas glucógeno sintasa cinasa-3 (GSK-3) y caseína cinasa 1 ε/δ (CK1ε/δ) con inhibidores específicos (CHIR99021 y PF670462, respectivamente), el estabilizador de proteínas criptocromas (KL001) o la interrupción circadiana después de la expresión de la inactivación de Per2 en células derivadas de GBM. Las células tratadas con CHIR99021 tuvieron un efecto significativo sobre la viabilidad celular, la expresión de proteínas de reloj, la migración y la distribución del ciclo celular. Además, los cultivos mostraron niveles más altos de especies reactivas de oxígeno y alteraciones en el contenido de gotas de lípidos después de la inhibición de GSK-3 en comparación con las células de control. Se descubrió que el tratamiento combinado de CHIR99021 con temozolomida mejora el efecto sobre la viabilidad celular en comparación con la terapia con temozolomida sola. La interrupción de Per2 afectó tanto a la migración de GBM como a la progresión del ciclo celular. En general, nuestros resultados sugieren que la modulación farmacológica o la interrupción del reloj molecular afectan gravemente la biología celular de GBM.

Files

s10571-024-01485-2.pdf.pdf

Files (4.5 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:d263383811f5c1e59acb01bd7f22a51d
4.5 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
يؤثر التعديل الدوائي للمذبذب الخلوي على بيولوجيا خلايا الورم الأرومي الدبقي
Translated title (French)
La modulation pharmacologique de l'oscillateur cytosolique affecte la biologie cellulaire du glioblastome
Translated title (Spanish)
La modulación farmacológica del oscilador citosólico afecta a la biología celular del glioblastoma

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4399922467
DOI
10.1007/s10571-024-01485-2

Is supplement to
https://openalex.org/W4225917631 (Other)
https://openalex.org/W4200635075 (Other)
https://openalex.org/W2978153057 (Other)
https://openalex.org/W2954466210 (Other)
https://openalex.org/W2493538936 (Other)
https://openalex.org/W2422474779 (Other)
https://openalex.org/W2418342092 (Other)
https://openalex.org/W2149738946 (Other)
https://openalex.org/W2088686453 (Other)
https://openalex.org/W1602805286 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Argentina

References

  • https://openalex.org/W1922283870
  • https://openalex.org/W1972331889
  • https://openalex.org/W1975229775
  • https://openalex.org/W1977709885
  • https://openalex.org/W1979385177
  • https://openalex.org/W1981307611
  • https://openalex.org/W1991080086
  • https://openalex.org/W2004787581
  • https://openalex.org/W2012296410
  • https://openalex.org/W2019913278
  • https://openalex.org/W2021499671
  • https://openalex.org/W2022805659
  • https://openalex.org/W2048788553
  • https://openalex.org/W2053318856
  • https://openalex.org/W2068327995
  • https://openalex.org/W2069742753
  • https://openalex.org/W2080374704
  • https://openalex.org/W2086215223
  • https://openalex.org/W2087764724
  • https://openalex.org/W2094390120
  • https://openalex.org/W2114108518
  • https://openalex.org/W2119958886
  • https://openalex.org/W2121233961
  • https://openalex.org/W2122222727
  • https://openalex.org/W2146669781
  • https://openalex.org/W2152758470
  • https://openalex.org/W2153809285
  • https://openalex.org/W2153846347
  • https://openalex.org/W2154589460
  • https://openalex.org/W2157481078
  • https://openalex.org/W2158649478
  • https://openalex.org/W2158681922
  • https://openalex.org/W2160276999
  • https://openalex.org/W2164675211
  • https://openalex.org/W2165871546
  • https://openalex.org/W2424295009
  • https://openalex.org/W2524385024
  • https://openalex.org/W2564557074
  • https://openalex.org/W2575770495
  • https://openalex.org/W2587856687
  • https://openalex.org/W2596249507
  • https://openalex.org/W2791039527
  • https://openalex.org/W2807080500
  • https://openalex.org/W2898112978
  • https://openalex.org/W2899883709
  • https://openalex.org/W2937123342
  • https://openalex.org/W2937742172
  • https://openalex.org/W2940376409
  • https://openalex.org/W2960158304
  • https://openalex.org/W2966651007
  • https://openalex.org/W2995521491
  • https://openalex.org/W3019218343
  • https://openalex.org/W3031104036
  • https://openalex.org/W3032479684
  • https://openalex.org/W3080507493
  • https://openalex.org/W3089179931
  • https://openalex.org/W3119637011
  • https://openalex.org/W3123202827
  • https://openalex.org/W3185109193
  • https://openalex.org/W3192965790
  • https://openalex.org/W3203638313
  • https://openalex.org/W3206984431
  • https://openalex.org/W3208186080
  • https://openalex.org/W3214833691
  • https://openalex.org/W3217190988
  • https://openalex.org/W4225511258
  • https://openalex.org/W4297984622
  • https://openalex.org/W4318053934
  • https://openalex.org/W4366189230
  • https://openalex.org/W4366983565
  • https://openalex.org/W4386811832
  • https://openalex.org/W4389995321
  • https://openalex.org/W4390467271
  • https://openalex.org/W4390607680