Tumor Microenvironment-Derived Metabolites: A Guide to Find New Metabolic Therapeutic Targets and Biomarkers

Fecha de publicación: Fecha Ahead of Print:

Autores de IIS La Fe

Grupos

Abstract

Simple Summary Cancer cells reprogram their metabolism to meet the bioenergetic, biosynthetic and redox demands required to maintain tumor formation, growth and dissemination. Additionally, rewired metabolism in the tumor microenvironment contributes to immune evasion by depleting key nutrients required for mounting a proper immune response, but also by producing immunosuppressive metabolites. Altered cancer metabolism can be exploited therapeutically by targeting cancer cell activities required for biomass and energy production, but also by alleviating the immunosuppressive properties of the tumor microenvironment. Using imaging techniques (i.e., magnetic resonance spectroscopy (MRS), positron emission tomography (PET), magnetic resonance imaging (MRI)) or the liquid chromatography coupled to mass spectrometry (LC-MS)-based analysis of biofluids, altered metabolites produced by dysregulated cancer metabolism can be used as noninvasive biomarkers for diagnosis and therapy. Metabolic reprogramming is a hallmark of cancer that enables cancer cells to grow, proliferate and survive. This metabolic rewiring is intrinsically regulated by mutations in oncogenes and tumor suppressors, but also extrinsically by tumor microenvironment factors (nutrient and oxygen availability, cell-to-cell interactions, cytokines, hormones, etc.). Intriguingly, only a few cancers are driven by mutations in metabolic genes, which lead metabolites with oncogenic properties (i.e., oncometabolites) to accumulate. In the last decade, there has been rekindled interest in understanding how dysregulated metabolism and its crosstalk with various cell types in the tumor microenvironment not only sustains biosynthesis and energy production for cancer cells, but also contributes to immune escape. An assessment of dysregulated intratumor metabolism has long since been exploited for cancer diagnosis, monitoring and therapy, as exemplified by 18F-2-deoxyglucose positron emission tomography imaging. However, the efficient delivery of precision medicine demands less invasive, cheaper and faster technologies to precisely predict and monitor therapy response. The metabolomic analysis of tumor and/or microenvironment-derived metabolites in readily accessible biological samples is likely to play an important role in this sense. Here, we review altered cancer metabolism and its crosstalk with the tumor microenvironment to focus on energy and biomass sources, oncometabolites and the production of immunosuppressive metabolites. We provide an overview of current pharmacological approaches targeting such dysregulated metabolic landscapes and noninvasive approaches to characterize cancer metabolism for diagnosis, therapy and efficacy assessment.

Datos de la publicación

ISSN/ISSNe:
2072-6694, 2072-6694

Cancers  MDPI

Tipo:
Review
Páginas:
-
Factor de Impacto:
1,349 SCImago
Cuartil:
Q1 SCImago

Citas Recibidas en Web of Science: 10

Documentos

  • No hay documentos

Filiaciones mostrar / ocultar

Keywords

  • biomarkers; cancer metabolism; oncometabolites; metabolomics; imaging; LC-MS; cancer therapy; metabolic inhibitors; MRS; MRI

Campos de estudio

Financiación

Proyectos asociados

BÚSQUEDA DE PATRONES METABONÓMICOS PARA LA RÁPIDA EVALUACIÓN DE LA CALIDAD DEL HÍGADO DONANTE, PREVIO AL IMPLANTE, Y LA SUBSECUENTE MONITORIZACIÓN DE SU EVOLUCIÓN POST TRASPLANTE

Investigador Principal: AGUSTÍN LAHOZ RODRÍGUEZ

PI11/02942 . INSTITUTO DE SALUD CARLOS III; FUNDACIÓN PARA LA INVESTIGACIÓN DEL HOSPITAL UNIVERSITARIO LA FE DE LA COMUNIDAD VALENCIANA . 2012

HECATOS. HEPATIC AND CARDIAC TOXICITY SYSTEMS MODELLING.

Investigador Principal: JOSÉ VICENTE CASTELL RIPOLL

602156_HECATOS_PE_FP7-HEALTH-2013-INNOVATI . 2013

ROTF. FAST METABOLOMIC ASSESSMENT OF DONOR LIVER QUALITY PRIOR TO TRANSPLANT.

2014_0081_PE_ROTF_LAHOZ . 2014

DESARROLLO DE UNA ESTRATEGIA BASADA EN ANÁLISIS METABOLÓMICO PARA EVALUAR LA CALIDAD DEL HÍGADO DONANTE ANTES DE SU IMPLANTE. VALIDACIÓN CLÍNICA MEDIANTE ESTUDIO MULTICÉNTRICO PROSPECTIVO.

PI14/00026 . INSTITUTO DE SALUD CARLOS III; FUNDACIÓN PARA LA INVESTIGACIÓN DEL HOSPITAL UNIVERSITARIO LA FE DE LA COMUNIDAD VALENCIANA . 2015

VALIDACIÓN DE BIOMARCADORES METABONÓMICOS PREDICTORES DE LA CALIDAD FUNCIONAL DEL HÍGADO DONANTE PREVIO AL TRASPLANTE.

Investigador Principal: EUGENIA PAREJA IBARS

APM-40/15 . 2015

ADQUISICIÓN DE UNA PLATAFORMA BIG DATA PARA EL ANÁLISIS Y LA GESTIÓN DE DATOS MULTI-ÓMICOS Y CLÍNICOS ORIENTADA A LA MEDICINA DE PRECISIÓN.

Investigador Principal: JOSÉ VICENTE CASTELL RIPOLL

FUFE15-EE-3906 . MINISTERIO DE ECONOMIA Y COMPETITIVIDAD . 2016

HEPATOTOXICIDAD IDIOSINCRÁSICA POR FÁRMACOS: ESTRATEGIAS IN VITRO PARA DIAGNÓSTICO RETROSPECTIVO, ATRIBUCIÓN DE LA CAUSALIDAD Y EVALUACIÓN DEL POTENCIAL RIESGO CLÍNICO EN PACIENTES SUSCEPTIBLES.

Investigador Principal: MARÍA TERESA DONATO MARTÍN

PI16/00333 . INSTITUTO DE SALUD CARLOS III . 2017

IMMUNOMETABOLOMICS. CD8+ T cell metabolism in anti-tumor response.

Investigador Principal: AGUSTÍN LAHOZ RODRÍGUEZ

751423 . COMISION EUROPEA . 2017

Plataforma de Innovación en Tecnologías Médicas y Sanitarias - ITEMAS

Investigador Principal: SILVIA SÁNCHEZ SALVO

PT17/0005/0011 . INSTITUTO DE SALUD CARLOS III . 2018

Análisis metabólicos de muestras clínicas para identificar biomarcadores de respuesta y mecanismos de resistencia adquirida a las nuevas terápias dirigidas contra el cáncer de pulmón.

Investigador Principal: AGUSTÍN LAHOZ RODRÍGUEZ

PI17/01282 . INSTITUTO DE SALUD CARLOS III . 2018

Contrato PFIS: Predoctorales de formación en investigación en salud. Maria Isabel Alcoriza

Investigador Principal: AGUSTÍN LAHOZ RODRÍGUEZ

FI18/00224 . INSTITUTO DE SALUD CARLOS III . 2019

Análisis multi-ómico de la respuesta al tratamiento con terápias dirigidas al carcinoma de pulmón no micocítrico.

Investigador Principal: AGUSTÍN LAHOZ RODRÍGUEZ

APOTIP/2019/A/002 . CONSELLERIA DE EDUCACION . 2019

Análisis metabolómico de muestras clínicas para indentificar biomarcadores de respuesta y mecanismos de resistencia adquirida a las nuevas terapias

Investigador Principal: AGUSTÍN LAHOZ RODRÍGUEZ

ACIF/2019/003 . CONSELLERIA DE EDUCACION . 2019

Validación de un test metabolómico para el diagnóstico y la evaluación de la respuesta a tratamiento con ITQs del cáncer pulmonar. Lung Cancer Metabotest.

Investigador Principal: AGUSTÍN LAHOZ RODRÍGUEZ

DTS19/00015 . INSTITUTO DE SALUD CARLOS III . 2020

ANÁLISIS METABÓLOMICO DE MUESTRAS CLÍNICAS PARA IDENTIFICAR BIOMARCADORES DE RESPUESTA Y MECANISMOS DE RESISTENCIA ADQUIRIDA A LAS NUEVAS TERAPIAS DIRIGIDAS CONTRA EL CÁNCER DE PULMÓN.

Investigador Principal: AGUSTÍN LAHOZ RODRÍGUEZ

HLF-ERL-2018-01 . 2019

Búsqueda de marcadores metabolómicos de respuesta a la inmunoterapia y estudio del metabolismo de las células supresoras de origen mieloide como diana terapéutica en cáncer de pulmón.

Investigador Principal: AGUSTÍN LAHOZ RODRÍGUEZ

FPU18/02951 . MINISTERIO DE CIENCIA E INNOVACION . 2019

Solicitud de subvenciones para impulsar la contratación de personal agente o gestor de innovación o de investigación en salud, dentro de las actuaciones del Plan GEN-t. Generación de talento. CDEI-01/20-C_Juan Carlos García Cañaveras

Investigador Principal: JUAN CARLOS GARCÍA CAÑAVERAS

CDEI-01/20-C . CONSELLERIA DE SANIDAD Y SALUD PÚBLICA . 2020

PULMONOINVA. Desarrollo y valorización de un kit epigenético para el diagnóstico precoz no invasivo del cáncer de pulmón en broncoaspirados y otros fluidos

Investigador Principal: JUAN SANDOVAL DEL AMOR

INNVA1/2020/71 . AGENCIA VALENCIANA DE LA INNOVACION (AVI) . 2020

Búsqueda de biomarcadores en inmunoterapia basados en la metabolómica y estudio del metabolismo de células supresoras de origen mieloide como diana terapéutica en el cáncer de pulmón.

Investigador Principal: AGUSTÍN LAHOZ RODRÍGUEZ

PI20/00580 . INSTITUTO DE SALUD CARLOS III . 2021

Plataforma ISCIII de Dinamización e Innovación de las capacidades industriales del SNS y su transferencia efectiva al sector productivo (ITEMAS)

Investigador Principal: SILVIA SÁNCHEZ SALVO

PT20/00105 . INSTITUTO DE SALUD CARLOS III . 2021

AEST-Movilidad Agustín Lahoz

Investigador Principal: AGUSTÍN LAHOZ RODRÍGUEZ

AEST/2021/031 . CONSELLERIA DE INNOVACIÓN, UNIVERSIDADES, CIENCIA Y SOCIEDAD DIGITAL . 2021

Cita

Compartir