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Inhibition of glycolysis and Src/Akt signaling reduces Caveolin-1-enhanced metastasis - 16/06/24

Doi : 10.1016/j.biopha.2024.116841 
Layla Simón a, b, c, , 1 , Keila Torres d, e, Pamela Contreras b, c, Natalia Díaz-Valdivia b, c, Lisette Leyton b, c, Andrew F.G. Quest b, c,
a Nutrition and Dietetic School, Universidad Finis Terrae, Santiago, Chile 
b Cellular Communication Laboratory, Center for Studies on Exercise, Metabolism and Cancer (CEMC), Institute of Biomedical Sciences (ICBM), Faculty of Medicine, University of Chile, Santiago, Chile 
c Advanced Center for Chronic Diseases (ACCDiS), Faculty of Medicine, University of Chile, Santiago, Chile 
d Advanced Center for Chronic Diseases (ACCDiS), Pontificia Universidad Católica de Chile, Santiago, Chile 
e Department of Hematology-Oncology, School of Medicine, Pontificia Universidad Católica de Chile, Santiago, Chile 

Correspondence to: Av. Pedro de Valdivia 1509, 7501015, Providencia, Santiago, Chile.Av. Pedro de Valdivia 1509, 7501015, ProvidenciaSantiagoChile⁎⁎Correspondence to: Av. Independencia 1027, 8380453; Independencia, Santiago, Chile.Av. Independencia 1027, 8380453; IndependenciaSantiagoChile

Abstract

Metastasis is the leading cause of cancer-related deaths, making the development of novel, more effective therapies imperative to alleviate patient suffering. Metabolic switching is a hallmark of cancer cells that facilitates metastasis. Cancer cells obtain most of their energy and intermediate metabolites, which are required to proliferate and metastasize, through aerobic glycolysis. Previous work from our laboratory has shown that Caveolin-1 (CAV1) expression in cancer cells promotes glycolysis and metastasis. Here, we sought to determine if limiting glycolysis reduced CAV1-enhanced metastasis and to identify the mechanism(s) involved. We evaluated the effects of the glycolysis inhibitor 2-deoxy-D-glucose (2-DG) in metastatic melanoma and breast cancer cell lines expressing or not CAV1. Non-cytotoxic concentrations of 2-DG (1 mM) inhibited the migration of B16-F10 melanoma and MDA-MB-231 breast cancer cells. CAV1-mediated activation of Src/Akt signaling was required for CAV1-enhanced migration and was blocked in the presence of 2-DG. Moreover, inhibition of Akt reduced CAV1-enhanced lung metastasis of B16-F10 cells. Collectively, these findings highlight the importance of CAV1-induced metabolic reprogramming for metastasis and point towards possible therapeutic approaches to prevent metastatic disease by inhibiting glycolysis and Src/Akt signaling.

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Graphical Abstract




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Highlights

Metabolic switching promoted by Caveolin-1 in cancer cells facilitates metastasis.
Caveolin-1 phosphorylation on tyrosine-14 is blocked by inhibiting glycolysis.
Blocking glycolysis reduces Src/PDK1/Akt/Rac1 signaling and thereby metastasis.
Preventing glycolysis and Src/Akt signaling reduces Caveolin-1-enhanced metastasis.

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Abbreviations : 2-DG, Akti, PT308Akt, CAV1, CSD, DST, LY, NR, CAV1/Y14E, PCAV1, Y14, CAV1, Wort

Keywords : Metabolic switch, Melanoma, Migration, Glycolysis inhibitor, Dasitinib, Breast cancer


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