Published 2017 | Version v1
Journal article

A driver role for GABA metabolism in controlling stem and proliferative cell state through GHB production in glioma

Others:
Neuroscience Paris Seine (NPS) ; Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut de Biologie Paris Seine (IBPS) ; Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Instituto Estadual do cerebro Paulo Niemeyer
Institut de Biologie Valrose (IBV) ; Université Nice Sophia Antipolis (1965 - 2019) (UNS) ; COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Côte d'Azur (UCA)
Service de pathologie ; Centre Hospitalier Universitaire de Nice (CHU Nice)
Institut de psychiatrie et neurosciences (U894 / UMS 1266) ; Université Paris Descartes - Paris 5 (UPD5)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)
Adaptation Biologique et Vieillissement = Biological Adaptation and Ageing (B2A) ; Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut de Biologie Paris Seine (IBPS) ; Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Metabolon
Hématopoïèse normale et pathologique ; Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Gustave Roussy (IGR)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)
CHU Necker - Enfants Malades [AP-HP] ; Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)
Service de biochimie métabolique [CHU Necker] ; Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-CHU Necker - Enfants Malades [AP-HP] ; Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)
Institut du Cerveau et de la Moëlle Epinière = Brain and Spine Institute (ICM) ; Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-CHU Pitié-Salpêtrière [AP-HP] ; Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Sorbonne Université (SU)-Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Centre de Recherche en Cancérologie Nantes-Angers (CRCNA) ; Centre Hospitalier Universitaire d'Angers (CHU Angers) ; PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM)-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM)-Hôtel-Dieu de Nantes-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Hôpital Laennec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Faculté de Médecine d'Angers-Centre hospitalier universitaire de Nantes (CHU Nantes)
Centre de Recherche Jean-Pierre AUBERT Neurosciences et Cancer - U837 (JPArc) ; Université Lille Nord de France (COMUE)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université de Lille
Université Paris Descartes - Paris 5 (UPD5)
Department of Paediatric Neurosurgery, Necker Enfants Malades Hospital, Paris, France.
Department of Haematopathology ; National and Kapodistrian University of Athens (NKUA)
Service de neuropathologie ; Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Hôpital Sainte-Anne
Hématopoïèse normale et pathologique (U1170 Inserm) ; Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Gustave Roussy (IGR)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)
This work was supported by La Ligue nationale contre le cancer (Equipe Labellisée LIGUE 2013, Equipe Labelisée LIGUE 2016 HC/MPJ), Institut National du Cancer (INCa 2012-1-PLBIO-07-INSERM-1, HC/MPJ), Cancéropole Région Ile-de-France (EAE and AB fellowships), CAPES/COFECUB (Coordination pour le perfectionnement du personnel de l'enseignement supérieur/Comité français d'evaluation de la coopération universitaire et scientifique avec le Brésil, VMN and LGD fellowship), Fundação Ary Frauzino para o Câncer (LGD fellowship), and Neurosurgeon college of Chiba prefecture, Japan (TY fellowship).

Description

Cell populations with differing proliferative, stem-like and tumorigenic states co-exist in most tumors and especially malignant gliomas. Whether metabolic variations can drive this heterogeneity by controlling dynamic changes in cell states is unknown. Metabolite profiling of human adult glioblastoma stem-like cells upon loss of their tumorigenicity revealed a switch in the catabolism of the GABA neurotransmitter toward enhanced production and secretion of its by-product GHB (4-hydroxybutyrate).This switch was driven by succinic semialdehyde dehydrogenase (SSADH) downregulation. Enhancing GHB levels via SSADH downregulation or GHB supplementation triggered cell conversion into a less aggressive phenotypic state. GHB affected adult glioblastoma cells with varying molecular profiles, along with cells from pediatric pontine gliomas. In all cell types, GHB acted byinhibiting α-ketoglutarate-dependent Ten–eleven Translocations (TET) activity, resulting in decreased levels of the 5-hydroxymethylcytosine epigenetic mark. In patients, low SSADH expression was correlated with high GHB/α- ketoglutarate ratios, and distinguished weakly proliferative/ differentiated glioblastoma territories from proliferative/ non-differentiated territories. Our findings support an active participation of metabolic variations in the genesis of tumor heterogeneity.

Abstract

International audience

Additional details

Created:
February 28, 2023
Modified:
November 29, 2023