Front Physiol

Glioblastoma is among the most common tumor of the central nervous system in adults. Overall survival has not significantly improved over the last decade, even with optimizing standard therapeutic care including extent of resection and radio- and chemotherapy. In this article, we review features of the brain vasculature found in healthy cerebral tissue and in glioblastoma. Brain vessels are of various sizes and composed of several vascular cell types. Non-vascular cells such as astrocytes or microglia also interact with the vasculature and play important roles. We also discuss engineered artificial blood vessels which may represent useful models for better understanding the tumor-vessel interaction. Finally, we summarize results from clinical trials with anti-angiogenic therapy alone or in combination, and discuss the value of these approaches for targeting glioblastoma

Lactate dehydrogenases promote glioblastoma growth and invasion via a metabolic symbiosis

Lactate is a central metabolite in brain physiology but also contributes to tumor development. Glioblastoma (GB) is the most common and malignant primary brain tumor in adults, recognized by angiogenic and invasive growth, in addition to its altered metabolism. We show herein that lactate fuels GB anaplerosis by replenishing the tricarboxylic acid (TCA) cycle in absence of glucose. Lactate dehydrogenases (LDHA and LDHB), which we found spatially expressed in GB tissues, catalyze the interconversion of pyruvate and lactate. However, ablation of both LDH isoforms, but not only one, led to a reduction in tumor growth and an increase in mouse survival. Comparative transcriptomics and metabolomics revealed metabolic rewiring involving high oxidative phosphorylation (OXPHOS) in the LDHA/B KO group which sensitized tumors to cranial irradiation, thus improving mouse survival. When mice were treated with the antiepileptic drug stiripentol, which targets LDH activity, tumor growth decreased. Our findings unveil the complex metabolic network in which both LDHA and LDHB are integrated and show that the combined inhibition of LDHA and LDHB strongly sensitizes GB to therapy.publishedVersio

Novel mechanisms of brain tumor development

Le glioblastome (GBM) est la tumeur cérébrale maligne la plus fréquente et la plus agressive chez l’adulte. Il est hautement prolifératif et invasif et se caractérise par une forte angiogenèse et la présence d’un métabolisme altéré.Afin de mieux comprendre son développement, nous avons créé des modèles cellulaires tridimensionnels permettant de se rapprocher au mieux de l’architecture complexe de la tumeur. Nous avons également affiné des méthodes in vitro, tels que des essais de croissance ou d’invasion en collagène de type I, pour analyser certaines caractéristiques des GBMs.L’infiltration diffus des GBMs complique la prise en charge thérapeutique et est à l’origine des récidives tumorales. Les cellules qui envahissent le parenchyme cérébral sain peuvent former de nouveaux foyers tumoraux à distance de la tumeur originelle. En utilisant une analyse de protéomique sur des échantillons de tumeurs humaines dans des cerveaux de souris récupérées par microdissection laser, nous avons identifié de potentiels acteurs de l’invasion tumorale. Les protéines PLP1 (proteolipid protein 1) et DNM1 (dynamin-1) ont été retrouvées enrichies dans la partie invasive. Leur inhibition in vitro a permis la réduction de la capacité invasive des GBMs et pourrait représenter de potentielles cibles thérapeutiques.En adaptant son métabolisme glycolytique et oxydatif, les cellules de GBM sont capables de résister à la chimio- et radiothérapie. Le lactate est un des métabolites centraux de la physiologie cérébrale, il est impliqué dans la navette astrocyte-neurone ainsi que dans le développement tumoral. En l’absence de glucose, le lactate alimente la production d’énergie des GBMs par le biais du cycle de Krebs. Les lactates déshydrogénases (LDHs) sont les enzymes qui catalysent l’interconversion du pyruvate et du lactate. La simple perte d’expression des isoformes LDHA ou LDHB ne perturbe pas significativement le développement des GBMs. Cependant, la double extinction de LDHA et LDHB (KO LDHA/B) induit une réduction de la croissance tumorale, de l’invasion et en conséquence, allonge la survie des souris. Les analyses comparatives des données de transcriptomique et de métabolomique révèlent que la lignée double KO LDHA/B augmente le métabolisme oxydatif sensibilisant la tumeur à l’irradiation et augmentant la survie des souris. L’utilisation d’un médicament antiépileptique inhibiteur de l’activité de LDHA et LDHB a permis d’augmenter la survie des souris en association avec le bevacizumab, un médicament anticancéreux ciblant l’angiogenèse. Cette étude met en évidence le réseau métabolique complexe dans lequel LDHA et LDHB sont intriqués. Elle souligne l’importance de la double inhibition de LDHA/LDHB pour impacter le développement tumoral.Glioblastoma (GBM) is the most common and malignant primary brain tumor in adults. It can be recognized by its angiogenic and invasive growth, in addition to its altered metabolism.To study GBM, we developed three-dimensional models to better mimic its complex architecture of tumors. We have also refined in vitro methods, such as spheroid growth or invasion in collagen I matrix, to analyze certain characteristics of GBMs.Diffuse infiltration of GBMs complicates therapeutic management and is the cause of tumor recurrence. Invading cells into the healthy brain may form new tumor foci from the original tumor. A proteomic analysis of laser microdissection-captured human tumor pieces revealed potential actors of tumor invasion. PLP1 (proteolipid protein 1) and DNM1 (dynamin-1) was found enriched in the invasive part. In vitro inhibition of these protein lead to decrease GBM invasion and may represent potential therapeutic targets.By adapting their glycolytic or oxidative metabolism, GBM stem-like cells are able to resist chemo- and radiotherapy. Lactate is a central metabolite in brain physiology, involved in the astrocyte-neuron lactate shuttle, but also contributes to tumor development. We show herein that lactate fuels GBM anaplerosis by replenishing the TCA cycle in absence of glucose. Lactate dehydrogenases (LDH) catalyze the interconversion of pyruvate and lactate. Deletion of either LDHA or LDHB did not alter significantly GBM growth and invasion. However, ablation of both LDH isoforms led to a reduction of tumor growth, and, consequently, to an increase in mouse survival. Comparative transcriptomics and metabolomics revealed metabolic rewiring involving high oxidative phosphorylation (OxPhos) in the double LDHA/B KO group which sensitized tumors to cranial irradiation, massively improving mice survival. Survival was also increased when control mice were treated by an antiepileptic which targets LDH activity. Taken together, this highlights the complex metabolic network in which both LDH A and B are integrated and underscores that combined inhibition of LDHA and B is necessary to impact tumor development

Novel mechanisms of brain tumor development

Le glioblastome (GBM) est la tumeur cérébrale maligne la plus fréquente et la plus agressive chez l’adulte. Il est hautement prolifératif et invasif et se caractérise par une forte angiogenèse et la présence d’un métabolisme altéré.Afin de mieux comprendre son développement, nous avons créé des modèles cellulaires tridimensionnels permettant de se rapprocher au mieux de l’architecture complexe de la tumeur. Nous avons également affiné des méthodes in vitro, tels que des essais de croissance ou d’invasion en collagène de type I, pour analyser certaines caractéristiques des GBMs.L’infiltration diffus des GBMs complique la prise en charge thérapeutique et est à l’origine des récidives tumorales. Les cellules qui envahissent le parenchyme cérébral sain peuvent former de nouveaux foyers tumoraux à distance de la tumeur originelle. En utilisant une analyse de protéomique sur des échantillons de tumeurs humaines dans des cerveaux de souris récupérées par microdissection laser, nous avons identifié de potentiels acteurs de l’invasion tumorale. Les protéines PLP1 (proteolipid protein 1) et DNM1 (dynamin-1) ont été retrouvées enrichies dans la partie invasive. Leur inhibition in vitro a permis la réduction de la capacité invasive des GBMs et pourrait représenter de potentielles cibles thérapeutiques.En adaptant son métabolisme glycolytique et oxydatif, les cellules de GBM sont capables de résister à la chimio- et radiothérapie. Le lactate est un des métabolites centraux de la physiologie cérébrale, il est impliqué dans la navette astrocyte-neurone ainsi que dans le développement tumoral. En l’absence de glucose, le lactate alimente la production d’énergie des GBMs par le biais du cycle de Krebs. Les lactates déshydrogénases (LDHs) sont les enzymes qui catalysent l’interconversion du pyruvate et du lactate. La simple perte d’expression des isoformes LDHA ou LDHB ne perturbe pas significativement le développement des GBMs. Cependant, la double extinction de LDHA et LDHB (KO LDHA/B) induit une réduction de la croissance tumorale, de l’invasion et en conséquence, allonge la survie des souris. Les analyses comparatives des données de transcriptomique et de métabolomique révèlent que la lignée double KO LDHA/B augmente le métabolisme oxydatif sensibilisant la tumeur à l’irradiation et augmentant la survie des souris. L’utilisation d’un médicament antiépileptique inhibiteur de l’activité de LDHA et LDHB a permis d’augmenter la survie des souris en association avec le bevacizumab, un médicament anticancéreux ciblant l’angiogenèse. Cette étude met en évidence le réseau métabolique complexe dans lequel LDHA et LDHB sont intriqués. Elle souligne l’importance de la double inhibition de LDHA/LDHB pour impacter le développement tumoral.Glioblastoma (GBM) is the most common and malignant primary brain tumor in adults. It can be recognized by its angiogenic and invasive growth, in addition to its altered metabolism.To study GBM, we developed three-dimensional models to better mimic its complex architecture of tumors. We have also refined in vitro methods, such as spheroid growth or invasion in collagen I matrix, to analyze certain characteristics of GBMs.Diffuse infiltration of GBMs complicates therapeutic management and is the cause of tumor recurrence. Invading cells into the healthy brain may form new tumor foci from the original tumor. A proteomic analysis of laser microdissection-captured human tumor pieces revealed potential actors of tumor invasion. PLP1 (proteolipid protein 1) and DNM1 (dynamin-1) was found enriched in the invasive part. In vitro inhibition of these protein lead to decrease GBM invasion and may represent potential therapeutic targets.By adapting their glycolytic or oxidative metabolism, GBM stem-like cells are able to resist chemo- and radiotherapy. Lactate is a central metabolite in brain physiology, involved in the astrocyte-neuron lactate shuttle, but also contributes to tumor development. We show herein that lactate fuels GBM anaplerosis by replenishing the TCA cycle in absence of glucose. Lactate dehydrogenases (LDH) catalyze the interconversion of pyruvate and lactate. Deletion of either LDHA or LDHB did not alter significantly GBM growth and invasion. However, ablation of both LDH isoforms led to a reduction of tumor growth, and, consequently, to an increase in mouse survival. Comparative transcriptomics and metabolomics revealed metabolic rewiring involving high oxidative phosphorylation (OxPhos) in the double LDHA/B KO group which sensitized tumors to cranial irradiation, massively improving mice survival. Survival was also increased when control mice were treated by an antiepileptic which targets LDH activity. Taken together, this highlights the complex metabolic network in which both LDH A and B are integrated and underscores that combined inhibition of LDHA and B is necessary to impact tumor development

Nouveaux mécanismes du développement des tumeurs cérébrales

Glioblastoma (GBM) is the most common and malignant primary brain tumor in adults. It can be recognized by its angiogenic and invasive growth, in addition to its altered metabolism.To study GBM, we developed three-dimensional models to better mimic its complex architecture of tumors. We have also refined in vitro methods, such as spheroid growth or invasion in collagen I matrix, to analyze certain characteristics of GBMs.Diffuse infiltration of GBMs complicates therapeutic management and is the cause of tumor recurrence. Invading cells into the healthy brain may form new tumor foci from the original tumor. A proteomic analysis of laser microdissection-captured human tumor pieces revealed potential actors of tumor invasion. PLP1 (proteolipid protein 1) and DNM1 (dynamin-1) was found enriched in the invasive part. In vitro inhibition of these protein lead to decrease GBM invasion and may represent potential therapeutic targets.By adapting their glycolytic or oxidative metabolism, GBM stem-like cells are able to resist chemo- and radiotherapy. Lactate is a central metabolite in brain physiology, involved in the astrocyte-neuron lactate shuttle, but also contributes to tumor development. We show herein that lactate fuels GBM anaplerosis by replenishing the TCA cycle in absence of glucose. Lactate dehydrogenases (LDH) catalyze the interconversion of pyruvate and lactate. Deletion of either LDHA or LDHB did not alter significantly GBM growth and invasion. However, ablation of both LDH isoforms led to a reduction of tumor growth, and, consequently, to an increase in mouse survival. Comparative transcriptomics and metabolomics revealed metabolic rewiring involving high oxidative phosphorylation (OxPhos) in the double LDHA/B KO group which sensitized tumors to cranial irradiation, massively improving mice survival. Survival was also increased when control mice were treated by an antiepileptic which targets LDH activity. Taken together, this highlights the complex metabolic network in which both LDH A and B are integrated and underscores that combined inhibition of LDHA and B is necessary to impact tumor development.Le glioblastome (GBM) est la tumeur cérébrale maligne la plus fréquente et la plus agressive chez l’adulte. Il est hautement prolifératif et invasif et se caractérise par une forte angiogenèse et la présence d’un métabolisme altéré.Afin de mieux comprendre son développement, nous avons créé des modèles cellulaires tridimensionnels permettant de se rapprocher au mieux de l’architecture complexe de la tumeur. Nous avons également affiné des méthodes in vitro, tels que des essais de croissance ou d’invasion en collagène de type I, pour analyser certaines caractéristiques des GBMs.L’infiltration diffus des GBMs complique la prise en charge thérapeutique et est à l’origine des récidives tumorales. Les cellules qui envahissent le parenchyme cérébral sain peuvent former de nouveaux foyers tumoraux à distance de la tumeur originelle. En utilisant une analyse de protéomique sur des échantillons de tumeurs humaines dans des cerveaux de souris récupérées par microdissection laser, nous avons identifié de potentiels acteurs de l’invasion tumorale. Les protéines PLP1 (proteolipid protein 1) et DNM1 (dynamin-1) ont été retrouvées enrichies dans la partie invasive. Leur inhibition in vitro a permis la réduction de la capacité invasive des GBMs et pourrait représenter de potentielles cibles thérapeutiques.En adaptant son métabolisme glycolytique et oxydatif, les cellules de GBM sont capables de résister à la chimio- et radiothérapie. Le lactate est un des métabolites centraux de la physiologie cérébrale, il est impliqué dans la navette astrocyte-neurone ainsi que dans le développement tumoral. En l’absence de glucose, le lactate alimente la production d’énergie des GBMs par le biais du cycle de Krebs. Les lactates déshydrogénases (LDHs) sont les enzymes qui catalysent l’interconversion du pyruvate et du lactate. La simple perte d’expression des isoformes LDHA ou LDHB ne perturbe pas significativement le développement des GBMs. Cependant, la double extinction de LDHA et LDHB (KO LDHA/B) induit une réduction de la croissance tumorale, de l’invasion et en conséquence, allonge la survie des souris. Les analyses comparatives des données de transcriptomique et de métabolomique révèlent que la lignée double KO LDHA/B augmente le métabolisme oxydatif sensibilisant la tumeur à l’irradiation et augmentant la survie des souris. L’utilisation d’un médicament antiépileptique inhibiteur de l’activité de LDHA et LDHB a permis d’augmenter la survie des souris en association avec le bevacizumab, un médicament anticancéreux ciblant l’angiogenèse. Cette étude met en évidence le réseau métabolique complexe dans lequel LDHA et LDHB sont intriqués. Elle souligne l’importance de la double inhibition de LDHA/LDHB pour impacter le développement tumoral

Nouveaux mécanismes du développement des tumeurs cérébrales

Glioblastoma (GBM) is the most common and malignant primary brain tumor in adults. It can be recognized by its angiogenic and invasive growth, in addition to its altered metabolism.To study GBM, we developed three-dimensional models to better mimic its complex architecture of tumors. We have also refined in vitro methods, such as spheroid growth or invasion in collagen I matrix, to analyze certain characteristics of GBMs.Diffuse infiltration of GBMs complicates therapeutic management and is the cause of tumor recurrence. Invading cells into the healthy brain may form new tumor foci from the original tumor. A proteomic analysis of laser microdissection-captured human tumor pieces revealed potential actors of tumor invasion. PLP1 (proteolipid protein 1) and DNM1 (dynamin-1) was found enriched in the invasive part. In vitro inhibition of these protein lead to decrease GBM invasion and may represent potential therapeutic targets.By adapting their glycolytic or oxidative metabolism, GBM stem-like cells are able to resist chemo- and radiotherapy. Lactate is a central metabolite in brain physiology, involved in the astrocyte-neuron lactate shuttle, but also contributes to tumor development. We show herein that lactate fuels GBM anaplerosis by replenishing the TCA cycle in absence of glucose. Lactate dehydrogenases (LDH) catalyze the interconversion of pyruvate and lactate. Deletion of either LDHA or LDHB did not alter significantly GBM growth and invasion. However, ablation of both LDH isoforms led to a reduction of tumor growth, and, consequently, to an increase in mouse survival. Comparative transcriptomics and metabolomics revealed metabolic rewiring involving high oxidative phosphorylation (OxPhos) in the double LDHA/B KO group which sensitized tumors to cranial irradiation, massively improving mice survival. Survival was also increased when control mice were treated by an antiepileptic which targets LDH activity. Taken together, this highlights the complex metabolic network in which both LDH A and B are integrated and underscores that combined inhibition of LDHA and B is necessary to impact tumor development.Le glioblastome (GBM) est la tumeur cérébrale maligne la plus fréquente et la plus agressive chez l’adulte. Il est hautement prolifératif et invasif et se caractérise par une forte angiogenèse et la présence d’un métabolisme altéré.Afin de mieux comprendre son développement, nous avons créé des modèles cellulaires tridimensionnels permettant de se rapprocher au mieux de l’architecture complexe de la tumeur. Nous avons également affiné des méthodes in vitro, tels que des essais de croissance ou d’invasion en collagène de type I, pour analyser certaines caractéristiques des GBMs.L’infiltration diffus des GBMs complique la prise en charge thérapeutique et est à l’origine des récidives tumorales. Les cellules qui envahissent le parenchyme cérébral sain peuvent former de nouveaux foyers tumoraux à distance de la tumeur originelle. En utilisant une analyse de protéomique sur des échantillons de tumeurs humaines dans des cerveaux de souris récupérées par microdissection laser, nous avons identifié de potentiels acteurs de l’invasion tumorale. Les protéines PLP1 (proteolipid protein 1) et DNM1 (dynamin-1) ont été retrouvées enrichies dans la partie invasive. Leur inhibition in vitro a permis la réduction de la capacité invasive des GBMs et pourrait représenter de potentielles cibles thérapeutiques.En adaptant son métabolisme glycolytique et oxydatif, les cellules de GBM sont capables de résister à la chimio- et radiothérapie. Le lactate est un des métabolites centraux de la physiologie cérébrale, il est impliqué dans la navette astrocyte-neurone ainsi que dans le développement tumoral. En l’absence de glucose, le lactate alimente la production d’énergie des GBMs par le biais du cycle de Krebs. Les lactates déshydrogénases (LDHs) sont les enzymes qui catalysent l’interconversion du pyruvate et du lactate. La simple perte d’expression des isoformes LDHA ou LDHB ne perturbe pas significativement le développement des GBMs. Cependant, la double extinction de LDHA et LDHB (KO LDHA/B) induit une réduction de la croissance tumorale, de l’invasion et en conséquence, allonge la survie des souris. Les analyses comparatives des données de transcriptomique et de métabolomique révèlent que la lignée double KO LDHA/B augmente le métabolisme oxydatif sensibilisant la tumeur à l’irradiation et augmentant la survie des souris. L’utilisation d’un médicament antiépileptique inhibiteur de l’activité de LDHA et LDHB a permis d’augmenter la survie des souris en association avec le bevacizumab, un médicament anticancéreux ciblant l’angiogenèse. Cette étude met en évidence le réseau métabolique complexe dans lequel LDHA et LDHB sont intriqués. Elle souligne l’importance de la double inhibition de LDHA/LDHB pour impacter le développement tumoral

A 3D Spheroid Model for Glioblastoma

International audienc

A UPLC-MS/MS Method for Plasma Biological Monitoring of Nirmatrelvir and Ritonavir in the Context of SARS-CoV-2 Infection and Application to a Case

Nirmatrelvir/ritonavir association has been authorized for conditional use in the treatment of COVID-19, especially in solid-organ transplant recipients who did not respond to vaccine and are still at high risk of severe disease. This combination remains at risk of drug interactions with immunosuppressants, so monitoring drug levels seems necessary. After a simple protein precipitation of plasma sample, analytes were analyzed using an ultrahigh performance liquid chromatography system coupled with tandem mass spectrometry in a positive ionization mode. Validation procedures were based on the guidelines on bioanalytical methods issued by the European Medicine Agency. The analysis time was 4 min per run. The calibration curves were linear over the range from 10 to 1000 ng/mL for ritonavir and 40 to 4000 ng/mL for nirmatrelvir, with coefficients of correlation above 0.99 for all analytes. Intra-/interday imprecisions were below 10%. The analytical method also meets criteria of matrix effect, carryover, dilution integrity, and stability. In the context of a SARS-CoV-2 infection in a renal transplant recipient, we present a case of tacrolimus overdose with serious adverse events despite discontinuation of nirmatrelvir and ritonavir. The patient had still effective concentrations of nirmatrelvir and tacrolimus 4 days after drug discontinuation. This method was successfully applied for therapeutic drug monitoring in clinical practice

The invasive proteome of glioblastoma revealed by laser-capture microdissection

International audienceBackground. Glioblastomas are heterogeneous tumors composed of a necrotic and tumor core and an invasive periphery.Methods. Here, we performed a proteomics analysis of laser-capture micro-dissected glioblastoma core and invasive areas of patient-derived xenografts.Results. Bioinformatics analysis identified enriched proteins in central and invasive tumor areas. Novel markers of invasion were identified, the genes proteolipid protein 1 (PLP1) and Dynamin-1 (DNM1), which were subsequently validated in tumors and by functional assays.Conclusions. In summary, our results identify new networks and molecules that may play an important role in glioblastoma development and may constitute potential novel therapeutic targets