The role of pyrimidine synthesis in endothelial cell biology

Abstract

(EN) Angiogenesis, the formation of new blood vessels, is essential during development and in tissue repair. When dysregulated, angiogenesis drives tumor progression by supplying growing tumors with oxygen and nutrients, making it an attractive therapeutic target in oncology. During sprouting, endothelial cells rewire their metabolism to face high biosynthetic demands. One of the upregulated pathways is pyrimidine synthesis, but its functional role, or the specific roles of individual enzymes in this pathway during blood vessel formation, have not been explored. This thesis investigates whether the three pyrimidine synthesis enzymes (CAD, DHODH, and UMPS) act as a metabolic unit or serve distinct roles in angiogenesis. To answer this question, human umbilical vein endothelial cells (HUVECs) were treated with specific inhibitors and proliferation, wound healing, and spheroid sprouting were assessed. Exogenous uridine served as a rescue control to confirm pathway specificity and to uncover potential roles of these enzymes not directly connected with pyrimidine synthesis. All three inhibitors equally suppressed proliferation, which was fully rescued by uridine. In wound healing assays, CAD and UMPS inhibition significantly impaired motility while inhibition of DHODH did not reach significance. In...

(CZ) Angiogeneze, proces tvorby nových krevních cév, je nezbytnou součástí vývoje organismu i hojení tkání. Její deregulace přispívá k progresi nádorů, kterým zajišťuje přísun kyslíku a živin, a představuje tak atraktivní terapeutický cíl v onkologii. Během větvení cév endoteliální buňky mění svůj metabolismus, aby byly schopné čelit vysokým biosyntetickým nárokům. Jednou z aktivovaných metabolických drah je syntéza pyrimidinů, avšak její role v angiogenezi, včetně specifických rolí jejích jednotlivých enzymů, dosud nebyly podrobněji zkoumány. Tato práce si klade otázku, zda tři enzymy de novo pyrimidinové dráhy (CAD, DHODH a UMPS) tvoří jednotný metabolický celek, nebo zda během angiogeneze plní odlišné funkce. Za tímto účelem byly lidské endoteliální buňky pupečníku (HUVEC) vystaveny specifickým inhibitorům a následně byla hodnocena jejich proliferace, migrace a větvení ze sfér. Exogenní uridin byl použit jako kontrola k ověření specificity inhibice dráhy syntézy pyrimidinů a k odhalení případných rolí jednotlivých enzymů, které se syntézou pyrimidinů přímo nesouvisí. Všechny tři inhibitory potlačily proliferaci ve srovnatelné míře a tento efekt byl plně zvrácen v přítomnosti uridinu. V migračních testech inhibice CAD a UMPS významně snížila motilitu buněk, zatímco inhibice DHODH statistické...