Published November 2016 | Version v1
Journal article

The environmental carcinogen benzo[a]pyrene induces a Warburg-like metabolic reprogramming dependent on NHE1 and associated with cell survival

Others:
Institut de recherche en santé, environnement et travail (Irset) ; Université d'Angers (UA)-Université de Rennes 1 (UR1) ; Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-École des Hautes Études en Santé Publique [EHESP] (EHESP)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Structure Fédérative de Recherche en Biologie et Santé de Rennes ( Biosit : Biologie - Santé - Innovation Technologique )
Structure Fédérative de Recherche en Biologie et Santé de Rennes ( Biosit : Biologie - Santé - Innovation Technologique )
Toxicité environnementale, cibles thérapeutiques, signalisation cellulaire (T3S - UMR_S 1124) ; Université Paris Descartes - Paris 5 (UPD5)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Centre de Recherches en Cancérologie de Toulouse (CRCT) ; Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3) ; Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Prévention et promotion de la cancérogénèse par les aliments (ToxAlim-PPCA) ; ToxAlim (ToxAlim) ; Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3) ; Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT) ; Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP) ; Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP) ; Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Ecole d'Ingénieurs de Purpan (INPT - EI Purpan) ; Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP) ; Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3) ; Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT) ; Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP) ; Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP) ; Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Ecole d'Ingénieurs de Purpan (INPT - EI Purpan) ; Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP) ; Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées
Université Nice Sophia Antipolis - Faculté de Médecine (UNS UFR Médecine) ; 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 de Recherche sur le Cancer et le Vieillissement (IRCAN) ; 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)
Neuroprotection du Cerveau en Développement / Promoting Research Oriented Towards Early Cns Therapies (PROTECT) ; Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Hôpital Robert Debré-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)
Faculté de Médecine ; Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)
Paris-Centre de Recherche Cardiovasculaire (PARCC - UMR-S U970) ; Hôpital Européen Georges Pompidou [APHP] (HEGP) ; Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Hôpitaux Universitaires Paris Ouest - Hôpitaux Universitaires Île de France Ouest (HUPO)-Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Hôpitaux Universitaires Paris Ouest - Hôpitaux Universitaires Île de France Ouest (HUPO)-Université Paris Descartes - Paris 5 (UPD5)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)
Laboratoire de Biochimie Métabolique ; CHU Necker - Enfants Malades [AP-HP] ; Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)
Plateforme microscopie électronique
Contaminants & Stress Cellulaire (ToxAlim-COMICS) ; ToxAlim (ToxAlim) ; Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3) ; Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT) ; Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP) ; Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP) ; Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Ecole d'Ingénieurs de Purpan (INPT - EI Purpan) ; Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP) ; Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3) ; Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT) ; Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP) ; Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP) ; Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Ecole d'Ingénieurs de Purpan (INPT - EI Purpan) ; Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP) ; Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées
French Ministry for Education and Research
Faculte des Sciences Pharmaceutiques et Biologiques de Rennes (University of Rennes 1)
ANR [ANR-13-CESA-0009]
ITMO Cancer AVIESAN (National Alliance for Life Sciences and Health) within the framework of the Cancer Plan
Association for Cancer Research (ARC, CANC'AIR Genexposomic project)
Region Provence Alpes Cote d'Azur
Agence regionale sante Provence Alpes Cote d'Azur
Direction regionale de l'Environnement, de l'amenagement et du logement Provence Alpes Cote d'Azur [6.3.3.3, 6.3.3.4]
Universite Paris Descartes
Ligue contre le cancer [22,35,49,85]
French National Academy of Medicine
ANR-13-CESA-0009,STEATOX,Impact des agents chimiques environnementaux sur les mécanismes de progression pathologique de la stéatose hépatique(2013)

Description

Cancer cells display alterations in many cellular processes. One core hallmark of cancer is the Warburg effect which is a glycolytic reprogramming that allows cells to survive and proliferate. Although the contributions of environmental contaminants to cancer development are widely accepted, the underlying mechanisms have to be clarified. Benzo[a]pyrene (B[a]P), the prototype of polycyclic aromatic hydrocarbons, exhibits genotoxic and carcinogenic effects, and it is a human carcinogen according to the International Agency for Research on Cancer. In addition to triggering apoptotic signals, B[a]P may induce survival signals, both of which are likely to be involved in cancer promotion. We previously suggested that B[a]P-induced mitochondrial dysfunctions, especially membrane hyperpolarization, might trigger cell survival signaling in rat hepatic epithelial F258 cells. Here, we further characterized these dysfunctions by focusing on energy metabolism. We found that B[a]P promoted a metabolic reprogramming. Cell respiration decreased and lactate production increased. These changes were associated with alterations in the tricarboxylic acid cycle which likely involve a dysfunction of the mitochondrial complex II. The glycolytic shift relied on activation of the Na+/H+ exchanger 1 (NHE1) and appeared to be a key feature in B[a]P-induced cell survival related to changes in cell phenotype (epithelial-to-mesenchymal transition and cell migration).

Abstract

International audience

Additional details

Created:
February 28, 2023
Modified:
December 1, 2023