Metabolic reprogramming of cancer cells upon changes in style of migration

• Název práce v češtině: Metabolické reprogramování nádorových buněk při změnách stylu migrace
• Název v anglickém jazyce: Metabolic reprogramming of cancer cells upon changes in style of migration
• Klíčová slova: nádorový metabolismus, mezenchymální migrace, améboidní migrace, nádorové buňky
• Klíčová slova anglicky: cancer metabolism, mesenchymal migration, amoeboid migration, cancer cells
• Akademický rok vypsání: 2024/2025
• Typ práce: disertační práce
• Jazyk práce: angličtina
• Ústav: Katedra buněčné biologie (31-151)
• Vedoucí / školitel: prof. RNDr. Jan Brábek, Ph.D.

Předběžná náplň práce

Schopnost buněk invadovat a metastazovat je charakteristickým znakem nádorového
onemocnění, jak ji definovali Weinberg a Hanahan. Během diseminace z primárního nádoru
nádorové buňky invadují do ECM, a to nejčastěji ve shlucích pomocí tzv. kolektivní migrace.
Alternativně se jednotlivé nádorové buňky mohou oddělit a invadovat pomocí tzv.
mezenchymální migrace (závislé na proteázách), pomocí améboidní migrace (nezávislé na
proteázách), nebo kombinací obou stylů. Nádorové buňky mohou také aktivně přepínat mezi
těmito způsoby invaze v reakci na změny v okolním mikroprostředí a/nebo s cílem uniknout
terapii. Rozdíly v metabolismu nádorových buněk uvnitř primárního nádoru rozdělují buňky do
mnoha odlišných subpopulací s jedinečnými charakteristikami, jež jim umožňují postupovat
metastatickou kaskádou. Jelikož jsou nádorové buňky v různých stádiích metastatické kaskády
schopny přeprogramovat svůj metabolismus s převahou glykolýzy nebo oxidativní fosforylace, je
kritické pochopit jejich zapojení v různých stádiích metastazování. Cílem tohoto projektu je
objasnit spojení mezi nádorovým metabolismem a různými styly migrace ve 2D a 3D
podmínkách, jelikož byl prokázán signifikantní rozdíl mezi metabolickými profily ve 2D a 3D, a to
jak v glykolýze tak v oxidativní fosforylaci. K dosažení toho cíle máme v úmyslu analyzovat míru
migrace a invazivity po inhibici oxidativní fosforylace a/nebo glykolýzy u buněk vykazujících
různé styly migrace. Tento projekt má také za cíl prozkoumat metabolické reprogramování
nádorových buněk během mezenchymálně-améboidní tranzice a vice versa.

Předběžná náplň práce v anglickém jazyce

The ability of cells to invade and metastasize belongs among the hallmarks of cancer, as defined
by Weinberg and Hanahan. During dissemination from a primary tumor, cancer cells invade the
ECM most commonly in clusters or sheets, what is referred to as collective migration, which
requires proteolytic degradation at the invasive front and cell contractility in the following cells.
Alternatively, single cancer cells can detach and invade using protease-dependent
mesenchymal migration or protease-independent amoeboid migration, or combination of both.
Further, many cancer cells can actively switch between these invasion modes in response to
changes in the surrounding environment and/or to escape therapy. Within the primary tumor site,
metabolic differences divide cells into distinct subpopulations that have unique capabilities
enabling them to proceed through the metastatic cascade. Additionally, because cells are
reprogrammed at different stages of metastasis to rely more on glycolysis or oxidative
phosphorylation, it is crucial to understand which pathway is dominant at each stage. The aim of
this project is to elucidate the link between cancer metabolism and different modes of migration
in both 2D and 3D conditions, since it has been demonstrated that metabolism in 3D spheroids
differs significantly from what is measured in 2D cultures, both in terms of glycolytic and
oxidative phosphorylation metrics. To achieve this goal, we intent to analyze cancer cell
migration and invasivity after inhibition of OXPHOS and/or glycolysis in 2D and 3D in cancer
cells exhibiting different modes of migration. The project also aims to examine the metabolic
reprogramming of cancer cells during the mesenchymal-to-amoeboid transition and vice versa.