Evaluation of ALDH inhibition on Endometrial Cancer Stem Cells

Abstract

Endometrial cancer (EC) is a malignant disease of the inner layer of the uterus. It is the most common gynaecological malignancy in females in developed countries. Cancer Stem Cells (CSC) represent a subpopulation of cells within a tumour that can initiate new tumours and have properties related to stem cells such as self-renewal, proliferative qualities, longevity, invasion, antitumor drug resistance, quiescence, recurrence, and dedifferentiation in several cell types from the tumour. As protein expression reflects physiological conditions despite the genes themselves, an untargeted approach using proteomic analysis will identify molecular fingerprints. The two main MS-based proteomic approaches currently used in biomarker research are top-down and bottom-up approaches.The main aim of this project was to unravel the impact of the Aldehyde dehydrogenase (ALDH) inhibition in the proteome profile of endometrial CSCs. Another goal of the project is to provide an overview of proteomic studies and find correlation with potential proteins found for CSC individualized approach and potential therapeutic targets in EC stemness pathways. As a second goal, we also aimed to investigate if ALDH inhibition can enhance endometrial response to chemotherapy.In ECC-1 and RL95-2, respectively, we found a total of 3,122 proteins and 2,536 proteins. We discovered that the majority of the proteins from this list of up-regulated proteins, specifically in the CSC, were present in the cytoplasm, nucleus, and membrane. Because they were discovered to be shared by ECC-1 CSC (E-CSC) and RL95-2 CSC, we paid particular attention to AAGAB, C7orf73, CEP85L, CIAPIN1, CLCN3, CLCN7, CLPTM1, COX7C, GSN, LSS, MOB3A, NPC2, PPP5C, PPP5D1, and SEC61G.We have only highlighted the top 10 most activated proteins identified in the volcano plot study, which comprise in CSC proteins associated to the nucleus and ribosome and in cell line are related to cell metabolism. Considering the proteins shared by E-CSC and R-CSC, those would be the ones that need additional literature research to analyse the work that has been done with them and determine whether any ground-breaking discoveries in CSC targeting have already been made. One of those, COX7C, has previously been a target in other malignancies. To test the anti-cancer effects of the DEAB-based pharmacological inhibition, we sensitized CSC from both cell lines using DEAB.Similar to many other cancer types, the goal in EC is to improve the chemosensitivity of cancer cells to the therapeutic medications currently being used in treatment by reversing the observed chemoresistance.As demonstrated, ALDH inhibition with DEAB provided an increase in chemosensitivity in ECC-1 and RL95-2 CSCs. These results contribute to the hypothesis of ALDH having an important role in chemoresistance in CSCs from EC.Given the similarities between the proteins found in E-CSC and in R-CSC, those would be the ones that need additional literature research to analyse the work that has been done with them and see whether any revolutionary CSC targeting discoveries have already been made. It can be observed that RL95-2 had more susceptible phenotype to the DEAB inhibition than ECC-1. Thus, these results allow to establish the potential status of DEAB as a chemosensitizer to overcome resistance. These discoveries established the status of DEAB as a potential chemotherapeutic reagent or at least a chemosensitizer to overcome drug resistance.

O cancro de endométrio (CE) é uma doença maligna da camada interna do útero. É a doença maligna ginecológica mais comum em mulheres nos países desenvolvidos. As células estaminais cancerígenas (CSC) representam uma subpopulação de células dentro de um tumor que podem iniciar novos tumores e têm propriedades relacionadas às células estaminais, como autorrenovação, qualidades proliferativas, longevidade, invasão, resistência a drogas antitumorais, quiescência, recorrência e desdiferenciação em vários tipos de células do tumor.Como a expressão das proteína reflete as condições fisiológicas, mesmo apesar dos próprios genes, uma abordagem não direcionada usando a análise proteômica identificará impressões digitais moleculares mais verdadeiras. As duas principais abordagens proteômicas baseadas em MS atualmente usadas na pesquisa de biomarcadores são abordagens de cima para baixo e de baixo para cima.O principal objetivo deste projeto foi desvendar o impacto da inibição da aldeído desidrogenase (ALDH) no perfil do proteoma de CSCs endometriais. Outro objetivo do projeto é fornecer uma visão geral dos estudos proteômicos e encontrar correlação com potenciais proteínas encontradas para abordagem individualizada de CSC e potenciais alvos terapêuticos em vias da estaminalidade no CE. Como segundo objetivo, também queremos investigar se a inibição da ALDH pode aumentar a resposta endometrial à quimioterapia.Em ECC-1 e RL95-2, respectivamente, encontrámos um total de 3.122 proteínas e 2.536 proteínas. Descobrimos que a maioria das proteínas desta lista que se encontra up-regulated, especialmente nas CSC, estava presente no citoplasma, núcleo e membrana. Como foi descoberto que as proteinas são similares entre ECC-1 CSC (E-CSC) e RL95-2 CSC, prestamos atenção especial a AAGAB, C7orf73, CEP85L, CIAPIN1, CLCN3, CLCN7, CLPTM1, COX7C, GSN, LSS, MOB3A, NPC2, PPP5C, PPP5D1 e SEC61G.Destacamos apenas as 10 principais proteínas mais ativadas identificadas no estudo do vulcano plot, que compreendem as proteínas das CSC associadas ao núcleo e ribossoma e da linha celular estão relacionadas ao metabolismo celular. Considerando as proteínas similares entre E-CSC e R-CSC, essas seriam as de interesse para pesquisa adicional na literatura de modo a analisar o trabalho que foi feito com elas e determinar se alguma descoberta inovadora no direcionamento de CSC já foi feita. Uma das proteínas, COX7C, já foi alvo em outros cancros. Para testar os efeitos anticancerígenos da inibição farmacológica baseada em DEAB, sensibilizamos CSC de ambas as linhas celulares usando DEAB.Semelhante a muitos outros tipos de cancro, o objetivo no CE é melhorar a quimiossensibilidade das células cancerígenas aos medicamentos terapêuticos atualmente usados ​​no tratamento, revertendo a quimiorresistência observada.Conforme demonstrado, a inibição da ALDH com DEAB proporcionou um aumento na quimiossensibilidade em CSC de ECC-1 e RL95-2. Estes resultados contribuem para a hipótese da ALDH ter um papel importante na quimiorresistência das CSC no CE.Dadas as semelhanças entre as proteínas encontradas em E-CSC e em R-CSC, essas seriam as que precisariam de pesquisa adicional na literatura para analisar o trabalho que foi feito com elas e ver se alguma descoberta revolucionária de direcionamento de CSC já foi feita.Pode-se observar que RL95-2 apresentou fenótipo mais suscetível à inibição de DEAB do que ECC-1. Assim, esses resultados permitem estabelecer o status potencial do DEAB como um quimiossensibilizador para vencer a resistência. Essas descobertas estabeleceram o status do DEAB como um potencial reagente quimioterapêutico ou, pelo menos, um quimiossensibilizador para superar a resistência aos medicamentos.