Efeito do 3-bromopiruvato na pluripotência de mESC

Abstract

As células estaminais embrionárias são caracterizadas pela sua capacidade de auto-renovação bem como pelo seu potencial de diferenciação em pluripotência. Estudos recentes demonstraram que as células estaminais pluripotentes possuem um baixo número de mitocôndrias e baixos níveis fosforilação oxidativa, utilizando preferencialmente a glicólise como fonte principal de ATP. Esta característica é partilhada com algumas células cancerígenas. O 3-bromopiruvato é um agente alquililante com efeitos antitumorais em vários modelos de tumores. Assim, o objectivo deste trabalho foi estudar o efeito do 3-bromopiruvato em células estaminais embrionárias de murganho. Para isso, foram usados estudos in vitro em células estaminais embrionárias de murganho (mESCs) para avaliar o efeito deste composto na pluripotência (através de marcadores como o Nanog e o Oct-4 e a fosfatase alcalina), na viabilidade e na actividade metabólica celular. Foi estudada a expressão das enzimas glicolíticas e a detecção do lactato extracelular bem como a actividade mitocondrial através da determinação do potencial membranar mitocondrial. Foram ainda quantificados os conteúdos em nucleótidos de adenosinas. Neste estudo, mostrou-se que o estado indiferenciado das células estaminais foi afectado sem no entanto perderem a viabilidade. Além disso, a glicólise e a mitocôndria pareceram também não ser afectadas com o tratamento de 3-bromopiruvato. Assim, apesar de afectar a pluripotência, o 3-bromopiruvato não afectou o metabolismo destas células pelo menos nos parâmetros analisados. Serão necessárias mais experiências para complementar este estudo de modo a perceber o efeito global do 3-bromopiruvato no metabolismo e pluripotência das células estaminais embrionárias de murganho.

Embryonic stem cells are characterized by their ability for self-renewal and their differentiation potential in pluripotency. Recent studies demonstrated that undifferentiated pluripotent stem cells display a low number of mitochondria and lower levels of oxidative phosphorylation, and instead preferentially use glycolysis as a major source of ATP. This feature is shared with some cancer cells. 3-bromopyruvate is an alkylating agent with antitumor effects in several models of animal tumors. Thus, the aim of this work was to study the effect of 3-bromopyruvate in mouse embryonic stem cells. Therefore, in vitro studies using mouse embryonic stem cells (mESCs) were performed to assess the effect of this compound in pluripotency (by markers such as Nanog and Oct-4 and alkaline phosphatase), viability and metabolic activity of the cells. In metabolism it was studied the expression of glycolytic enzymes and the detection of extracellular lactate as well the mitochondrial activity by the detection of mitochondrial membrane potential. It was also studied and quantified the contents of adenosines nucleotides. In this study, it was shown that the undifferentiated state of stem cells decreased without losing viability of the cells. Also, glycolysis and mitochondria were not affected by the treatment. Thus, although it affected pluripotency, 3-bromopyruvate did not affect the metabolism of these cells at least in the parameters analysed. Importantly, many questions remain to be answered, so, additional experiments will be necessary to complement this work to better understand the global effect of 3-bromopyruvate in the metabolism and pluripotency of mouse embryonic stem cells.