Published January 1, 2024
| Version v1
Publication
The dynamic relationship between inorganic polyphosphate and adenosine triphosphate in human non‐small cell lung cancer H1299 cells
Creators
- 1. Sapporo University
- 2. Hokkaido University
- 3. Chulalongkorn University
Description
Inorganic polyphosphate (polyP) plays a vital role in cellular energy metabolism and signaling, owing to its structure and high-energy phosphate bonds. Intracellular ATP functions both as a cellular energy source and a key factor in cell death, and ATP dynamics in tumor cells are crucial for advancing cancer therapy. In this study, we explored the interplay between polyP and ATP in cellular energy metabolism. Treatment with polyP did not affect cell proliferation of human non-small cell lung cancer H1299 and human glioblastoma T98G cell lines as compared to their respective control cells until 72 h post-treatment. The mitochondrial membrane potential (MMP) in polyP-treated cells was low, contrasting with the time-dependent increase observed in control cells. While the ATP content increased over time in untreated and Na-phosphate-treated control cells, it remained unchanged in polyP-treated cells. Furthermore, the addition of cyclosporine A, a mitochondrial permeability transition pore (mPTP) inhibitor, failed to restore ATP levels in polyP-treated cells. We performed lactate assays and western blot analysis to evaluate the effect of polyP on glucose metabolism and found no significant differences in lactate secretion or glucose-6-phosphate dehydrogenase (G6PD) activity between polyP-treated and control cells. Additional pyruvate restored MMP but had no effect on the cellular ATP content in polyP-treated cells. We observed no correlation between the Warburg effect and glucose metabolism during ATP depletion in polyP-treated cells. Further investigation is warranted to explore the roles of polyP and ATP in cancer cell energy metabolism, which might offer potential avenues for therapeutic interventions.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
يلعب البولي فوسفات غير العضوي (PolyP) دورًا حيويًا في استقلاب الطاقة الخلوية وإرسال الإشارات، نظرًا لهيكله وروابط الفوسفات عالية الطاقة. يعمل الأدينوسين ثلاثي الفوسفات داخل الخلايا كمصدر للطاقة الخلوية وعامل رئيسي في موت الخلايا، وديناميكيات الأدينوسين ثلاثي الفوسفات في الخلايا السرطانية ضرورية لتطوير علاج السرطان. في هذه الدراسة، استكشفنا التفاعل بين polyP و ATP في استقلاب الطاقة الخلوية. لم يؤثر العلاج بالبولي بروبلين على تكاثر خلايا سرطان الرئة البشري ذو الخلايا غير الصغيرة H1299 وخطوط خلايا الورم الأرومي الدبقي البشري T98G مقارنة بخلايا التحكم الخاصة بها حتى 72 ساعة بعد العلاج. كان جهد غشاء الميتوكوندريا (MMP) في الخلايا المعالجة بالبولي بروبلين منخفضًا، على النقيض من الزيادة المعتمدة على الوقت التي لوحظت في خلايا التحكم. في حين زاد محتوى الأدينوسين ثلاثي الفوسفات مع مرور الوقت في خلايا التحكم غير المعالجة والمعالجة بفوسفات الصوديوم، إلا أنه ظل دون تغيير في الخلايا المعالجة بالبولي بروبلين. علاوة على ذلك، فشلت إضافة السيكلوسبورين أ، وهو مثبط انتقال نفاذية الميتوكوندريا (mPTP)، في استعادة مستويات الأدينوسين ثلاثي الفوسفات في الخلايا المعالجة ببولي بروبلين. أجرينا فحوصات اللاكتات وتحليل البقعة الغربية لتقييم تأثير البولي بروبلين على استقلاب الجلوكوز ولم نجد أي اختلافات كبيرة في إفراز اللاكتات أو نشاط نازعة هيدروجين الجلوكوز 6 -فوسفات (G6PD) بين الخلايا المعالجة بالبولي بروبلين وخلايا التحكم. استعاد البيروفات الإضافي MMP ولكن لم يكن له أي تأثير على محتوى ATP الخلوي في الخلايا المعالجة بالبولي بروبلين. لم نلاحظ أي ارتباط بين تأثير واربورغ واستقلاب الجلوكوز أثناء استنفاد الأدينوسين ثلاثي الفوسفات في الخلايا المعالجة بالبولي بروبلين. هناك ما يبرر إجراء مزيد من التحقيقات لاستكشاف أدوار PolyP و ATP في استقلاب طاقة الخلايا السرطانية، والتي قد توفر سبلًا محتملة للتدخلات العلاجية.Translated Description (French)
Le polyphosphate inorganique (polyP) joue un rôle vital dans le métabolisme et la signalisation énergétiques cellulaires, en raison de sa structure et de ses liaisons phosphate à haute énergie. L'ATP intracellulaire fonctionne à la fois comme une source d'énergie cellulaire et un facteur clé de la mort cellulaire, et la dynamique de l'ATP dans les cellules tumorales est cruciale pour faire progresser le traitement du cancer. Dans cette étude, nous avons exploré l'interaction entre le polyP et l'ATP dans le métabolisme énergétique cellulaire. Le traitement par polyP n'a pas affecté la prolifération cellulaire du cancer du poumon non à petites cellules H1299 humain et des lignées cellulaires T98G de glioblastome humain par rapport à leurs cellules témoins respectives jusqu'à 72 h après le traitement. Le potentiel membranaire mitochondrial (MMP) dans les cellules traitées par polyP était faible, contrastant avec l'augmentation dépendante du temps observée dans les cellules témoins. Bien que la teneur en ATP ait augmenté au fil du temps dans les cellules témoins non traitées et traitées au phosphate de sodium, elle est restée inchangée dans les cellules traitées au polyP. De plus, l'ajout de cyclosporine A, un inhibiteur des pores de transition de perméabilité mitochondriale (mPTP), n'a pas réussi à restaurer les niveaux d'ATP dans les cellules traitées au polyP. Nous avons effectué des dosages de lactate et une analyse par Western Blot pour évaluer l'effet du polyP sur le métabolisme du glucose et n'avons trouvé aucune différence significative dans la sécrétion de lactate ou l'activité de la glucose-6-phosphate déshydrogénase (G6PD) entre les cellules traitées au polyP et les cellules témoins. Le pyruvate supplémentaire a restauré la MMP mais n'a eu aucun effet sur la teneur en ATP cellulaire dans les cellules traitées au polyP. Nous n'avons observé aucune corrélation entre l'effet Warburg et le métabolisme du glucose lors de la déplétion en ATP dans les cellules traitées au polyP. Une étude plus approfondie est justifiée pour explorer les rôles du polyP et de l'ATP dans le métabolisme énergétique des cellules cancéreuses, ce qui pourrait offrir des pistes potentielles pour des interventions thérapeutiques.Translated Description (Spanish)
El polifosfato inorgánico (poliP) desempeña un papel vital en el metabolismo y la señalización de la energía celular, debido a su estructura y a los enlaces fosfato de alta energía. El ATP intracelular funciona tanto como una fuente de energía celular como un factor clave en la muerte celular, y la dinámica del ATP en las células tumorales es crucial para avanzar en la terapia del cáncer. En este estudio, exploramos la interacción entre poliP y ATP en el metabolismo energético celular. El tratamiento con poliP no afectó la proliferación celular de las líneas celulares H1299 de cáncer de pulmón no microcítico humano y T98G de glioblastoma humano en comparación con sus respectivas células de control hasta 72 h después del tratamiento. El potencial de membrana mitocondrial (MMP) en las células tratadas con poliP fue bajo, en contraste con el aumento dependiente del tiempo observado en las células de control. Si bien el contenido de ATP aumentó con el tiempo en las células de control no tratadas y tratadas con fosfato de sodio, permaneció sin cambios en las células tratadas con poliP. Además, la adición de ciclosporina A, un inhibidor de poros de transición de permeabilidad mitocondrial (mPTP), no logró restaurar los niveles de ATP en las células tratadas con poliP. Realizamos ensayos de lactato y análisis de transferencia Western para evaluar el efecto de poliP sobre el metabolismo de la glucosa y no encontramos diferencias significativas en la secreción de lactato o la actividad de glucosa-6-fosfato deshidrogenasa (G6PD) entre las células tratadas con poliP y las células de control. El piruvato adicional restauró la MMP pero no tuvo efecto sobre el contenido de ATP celular en las células tratadas con poliP. No observamos correlación entre el efecto Warburg y el metabolismo de la glucosa durante el agotamiento del ATP en las células tratadas con poliP. Se justifica una mayor investigación para explorar los roles de poliP y ATP en el metabolismo energético de las células cancerosas, lo que podría ofrecer posibles vías para intervenciones terapéuticas.Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- العلاقة الديناميكية بين البولي فوسفات غير العضوي وثلاثي فوسفات الأدينوزين في خلايا سرطان الرئة البشرية غيرالصغيرة H1299
- Translated title (French)
- La relation dynamique entre le polyphosphate inorganique et l'adénosine triphosphate dans le cancer du poumon humain non à petites cellules H1299
- Translated title (Spanish)
- La relación dinámica entre el polifosfato inorgánico y el trifosfato de adenosina en las células H1299 del cáncer de pulmón no microcítico humano
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4389867998
- DOI
- 10.1002/2211-5463.13753
References
- https://openalex.org/W1968721371
- https://openalex.org/W1987802582
- https://openalex.org/W1991510903
- https://openalex.org/W1991600999
- https://openalex.org/W1992631886
- https://openalex.org/W2000892993
- https://openalex.org/W2022101765
- https://openalex.org/W2035608099
- https://openalex.org/W2052737683
- https://openalex.org/W2059362849
- https://openalex.org/W2074033410
- https://openalex.org/W2077570243
- https://openalex.org/W2092645594
- https://openalex.org/W2119239003
- https://openalex.org/W2122864991
- https://openalex.org/W2128294133
- https://openalex.org/W2133508938
- https://openalex.org/W2139347632
- https://openalex.org/W2142997199
- https://openalex.org/W2150959115
- https://openalex.org/W2160427162
- https://openalex.org/W2162080408
- https://openalex.org/W2162503047
- https://openalex.org/W2256261422
- https://openalex.org/W2258245594
- https://openalex.org/W2307892868
- https://openalex.org/W2331669280
- https://openalex.org/W2560077369
- https://openalex.org/W2726706872
- https://openalex.org/W2732311546
- https://openalex.org/W2763539803
- https://openalex.org/W2794292499
- https://openalex.org/W2901871150
- https://openalex.org/W2903827094
- https://openalex.org/W2943156153
- https://openalex.org/W2963387297
- https://openalex.org/W2971902289
- https://openalex.org/W2972915195
- https://openalex.org/W2993731102
- https://openalex.org/W3015472379
- https://openalex.org/W3091365114
- https://openalex.org/W3093124149
- https://openalex.org/W3113246213
- https://openalex.org/W3129277148
- https://openalex.org/W3129911986
- https://openalex.org/W3153286474
- https://openalex.org/W3197778329
- https://openalex.org/W3200633307
- https://openalex.org/W4220666648
- https://openalex.org/W4285146958
- https://openalex.org/W4297235827
- https://openalex.org/W4362657000
- https://openalex.org/W4378173057