La adenosina trifosfato mitocondrial (mitoATP) sirve como la moneda bioenergética primaria para los linajes malignos impulsados por fosforilación oxidativa (OXPHOS), sin embargo, su cuantificación precisa a nivel orgánulo sigue siendo desafiante debido a la heterogeneidad mitocondrial y la interferencia citosólica. Aquí reportamos MitoATP-nFCM, una plataforma de citometría nano-fluorescente que permite la medición del ATP en un solo mitocondrion mediante la detección simultánea de fluorescencia y dispersión lateral. Revelamos niveles 1,7-1,9 veces más altos de ATP en mitocondrias aisladas de células cancerosas de mama (MCF-7, MDA-MB-231) y colon (HCT-15, HCT-116) que en sus contrapartes normales. El análisis a nivel de un solo orgánulo revela además una reprogramación metabólica coordinada en mitocondrias cancerosas, caracterizada por un potencial membranario elevado, una expresión aumentada de la sintasa del ATP y niveles reducidos de hexosquínasa 2, demostrando su fenotipo bioenergético dominante OXPHOS que contrasta con las expectativas clásicas del efecto Warburg.
Además, establecemos una estrategia de screening para identificar inhibidores altamente selectivos contra el metabolismo mitocondrial en células cancerosas.
Encontramos que bedaquiline (inhibidor de la sintasa del ATP) supera a oligomicina A en especificidad, VLX600 (inhibidor de la cadena transportadora electrónica) muestra una mayor selectividad frente a la roténida/metformina y CPI-613 (bloqueador del ciclo tricarboxílico) sobrepasa a otros inhibidores de glutaminasa. MitoATP-nFCM establece una plataforma cuantitativa a nivel de un solo orgánulo que perfiliza niveles elevados de mitoATP en células cancerosas y permite la screening precisa de inhibidores dirigidos contra OXPHOS.
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