The regulation of breast tumor aggressiveness by Protein Tyrosine Phophatase PTPL1/PTPN13

Le cancer du sein est un problème majeur de santé public dont l'incidence est en permanente augmentation. La mortalité est le plus souvent due aux métastases. Les études concernant PTPL1, la plus grande des tyrosines phosphatases cytoplasmiques, ont montré que PTPL1 présente les caractéristiques de suppresseur de tumeur. PTPL1 se trouve mutée dans plusieurs types de cancers et son expression est un marqueur de bon pronostique dans les tumeurs mammaires. Mon laboratoire a également montré que PTPL1 participe à l'effet pro-apoptotique des anti-oestrogènes dans les cellules tumorales hormono dépendantes en déphosphorylant IRSl, le substrat d'IGF1-receptor freinant ainsi la voie PI3K/AKT. PTPL1 régule également la croissance, l'invasion et l'adhésion dans les cellules cancéreuses mammaires peu agressives MCF7.Nous avons établi un modèle cellulaire de clones isogéniques capables d'exprimer PTPL1 ou ses mutants d'une manière inductible dans les cellules cancéreuses mammaires invasives MDA-MB-231. D’une part, nous avons montré un impact négatif de l'expression de PTPL1 sur le phénotype invasif de ces cellules. D'une manière intéressante, le mutant catalytiquement inactif a montré un comportement similaire à celui du contrôle de transfection. Ceci montre l'importance de l'activité catalytique de PTPL1 dans l'inhibition du phénotype agressif. Nous testons maintenant in vivo la tumorigenicité des clones chez les souris athymique.D'autre part, nous avons étudié par protéomique comparative (SILAC) la tyrosine phosphorylation globale des protéines cellulaires dans les cellules MCF-7 et MDA-MB-231 exprimant ou non PTPL1. Parmi les protéines identifiées nous retrouvons des acteurs des différentes voies de signalisations connues dans la littérature pour être impactées par PTPL1 , mais de manière remarquable plus du quart des protéines identifiées sont liées aux jonctions cellulaires ou à leur régulation. Nous avons donc étudié l'effet de la phosphatase sur les jonctions cellulaires et montré que la surexpression de PTPL1 favorise la formation d'agrégats cellulaire en culture 3D, augmente la stabilité des contacts cellulaire en vidéo-microscopie, relocalise la desmogléïne aux jonctions cellulaires et induit une réexpression de la E cadhérine aux niveau du contact cellule/cellule dans les cellules MDA-MB-231.Les jonctions et la polarité cellulaires sont très importantes en cancérologie en particulier dans le processus invasif qui est la première étape de la dissémination métastatique donc il serait maintenant important d'identifier les substrats directs de PTPL1 pour élucider la signalisation de PTPL1 vers les jonctions et proposer de nouvelles cibles thérapeutique.The regulation of breast tumor aggressiveness by Protein Tyrosine Phosphatase PTPL1/ PTPN13Breast cancer is a major problem for public health of which the incidence continues to increase. Its mortality is often linked to metastasis formation. Studies on PTPL1, the largest protein tyrosine phosphatase, have shown that it presents the characteristics of a tumor suppressor gene. PTPL1 is mutated in several types of cancers and its expression is associated with good prognostic in prostate and breast cancers. My team has shown that PTPL1 mediates the pro apoptotic effect of anti-estrogen in hormone-sensitive tumor cells by dephosphorylating IRS1, Insulin growth factor-1 receptor substrate, thus blocking PI3K/Akt pathway. In addition, PTPL1 regulates the growth, the invasion, and the adhesion of low aggressive breast tumor cells MCF-7.Our team established an isogenic cellular model capable of expressing PTPL1 or its mutants (phosphatase-dead and substrate-trapping mutants) in an inducible fashion in invasive cells. We showed that functional PTPL1 expression has a negative impact on cell aggressive phenotypes. Interestingly, the phosphatase-dead mutant exhibits the same behavior as the transfection control. This evidences that PTPL1 activity is crucial for the inhibition of aggressiveness. We are currently testing the clones tumorigenicity in athyemic mice.Furthermore, we conducted a comparative proteomic (SILAC) in order to study the global tyrosine phosphatome in MCF-7 and MDA-MB-231 cells with or without PTPL1. Our findings suggest that PTPL1 regulates the phosphorylation of proteins involved in different signaling pathways already described in the literature to be impacted by PTPL1. Remarkably, the quarter of proteins identified belong to cell junction structure or regulation. We then studied the impact of this phosphatase on cell junctions and showed that PTPL1 overexpression enhances cell aggregate formation in 3D culture, increases cell contact stability, relocates desmoglein to the cell junctions, and induces E-cadherin re-expression at the level of cell-cell contacts in MDA-MB-231 cells.Cell junctions and polarity are very important in oncology and particularly in the invasive process which is the first step in the metastatic dissemination. Our ongoing work focuses on identifying direct substrates for PTPL1 in order to elucidate the underlying PTPL1 signal leading to cell junctions and consequently propose a novel therapeutic targets

Régulation de l'agressivité tumorale mammaire par la protéine tyrosine phosphatase PTPL1/PTPN13

The regulation of breast tumor aggressiveness by Protein Tyrosine Phosphatase PTPL1/ PTPN13Breast cancer is a major problem for public health of which the incidence continues to increase. Its mortality is often linked to metastasis formation. Studies on PTPL1, the largest protein tyrosine phosphatase, have shown that it presents the characteristics of a tumor suppressor gene. PTPL1 is mutated in several types of cancers and its expression is associated with good prognostic in prostate and breast cancers. My team has shown that PTPL1 mediates the pro apoptotic effect of anti-estrogen in hormone-sensitive tumor cells by dephosphorylating IRS1, Insulin growth factor-1 receptor substrate, thus blocking PI3K/Akt pathway. In addition, PTPL1 regulates the growth, the invasion, and the adhesion of low aggressive breast tumor cells MCF-7.Our team established an isogenic cellular model capable of expressing PTPL1 or its mutants (phosphatase-dead and substrate-trapping mutants) in an inducible fashion in invasive cells. We showed that functional PTPL1 expression has a negative impact on cell aggressive phenotypes. Interestingly, the phosphatase-dead mutant exhibits the same behavior as the transfection control. This evidences that PTPL1 activity is crucial for the inhibition of aggressiveness. We are currently testing the clones tumorigenicity in athyemic mice.Furthermore, we conducted a comparative proteomic (SILAC) in order to study the global tyrosine phosphatome in MCF-7 and MDA-MB-231 cells with or without PTPL1. Our findings suggest that PTPL1 regulates the phosphorylation of proteins involved in different signaling pathways already described in the literature to be impacted by PTPL1. Remarkably, the quarter of proteins identified belong to cell junction structure or regulation. We then studied the impact of this phosphatase on cell junctions and showed that PTPL1 overexpression enhances cell aggregate formation in 3D culture, increases cell contact stability, relocates desmoglein to the cell junctions, and induces E-cadherin re-expression at the level of cell-cell contacts in MDA-MB-231 cells.Cell junctions and polarity are very important in oncology and particularly in the invasive process which is the first step in the metastatic dissemination. Our ongoing work focuses on identifying direct substrates for PTPL1 in order to elucidate the underlying PTPL1 signal leading to cell junctions and consequently propose a novel therapeutic targets.Le cancer du sein est un problème majeur de santé public dont l'incidence est en permanente augmentation. La mortalité est le plus souvent due aux métastases. Les études concernant PTPL1, la plus grande des tyrosines phosphatases cytoplasmiques, ont montré que PTPL1 présente les caractéristiques de suppresseur de tumeur. PTPL1 se trouve mutée dans plusieurs types de cancers et son expression est un marqueur de bon pronostique dans les tumeurs mammaires. Mon laboratoire a également montré que PTPL1 participe à l'effet pro-apoptotique des anti-oestrogènes dans les cellules tumorales hormono dépendantes en déphosphorylant IRSl, le substrat d'IGF1-receptor freinant ainsi la voie PI3K/AKT. PTPL1 régule également la croissance, l'invasion et l'adhésion dans les cellules cancéreuses mammaires peu agressives MCF7.Nous avons établi un modèle cellulaire de clones isogéniques capables d'exprimer PTPL1 ou ses mutants d'une manière inductible dans les cellules cancéreuses mammaires invasives MDA-MB-231. D’une part, nous avons montré un impact négatif de l'expression de PTPL1 sur le phénotype invasif de ces cellules. D'une manière intéressante, le mutant catalytiquement inactif a montré un comportement similaire à celui du contrôle de transfection. Ceci montre l'importance de l'activité catalytique de PTPL1 dans l'inhibition du phénotype agressif. Nous testons maintenant in vivo la tumorigenicité des clones chez les souris athymique.D'autre part, nous avons étudié par protéomique comparative (SILAC) la tyrosine phosphorylation globale des protéines cellulaires dans les cellules MCF-7 et MDA-MB-231 exprimant ou non PTPL1. Parmi les protéines identifiées nous retrouvons des acteurs des différentes voies de signalisations connues dans la littérature pour être impactées par PTPL1 , mais de manière remarquable plus du quart des protéines identifiées sont liées aux jonctions cellulaires ou à leur régulation. Nous avons donc étudié l'effet de la phosphatase sur les jonctions cellulaires et montré que la surexpression de PTPL1 favorise la formation d'agrégats cellulaire en culture 3D, augmente la stabilité des contacts cellulaire en vidéo-microscopie, relocalise la desmogléïne aux jonctions cellulaires et induit une réexpression de la E cadhérine aux niveau du contact cellule/cellule dans les cellules MDA-MB-231.Les jonctions et la polarité cellulaires sont très importantes en cancérologie en particulier dans le processus invasif qui est la première étape de la dissémination métastatique donc il serait maintenant important d'identifier les substrats directs de PTPL1 pour élucider la signalisation de PTPL1 vers les jonctions et proposer de nouvelles cibles thérapeutique

PTPN13 induces cell junction stabilization and inhibits mammary tumor invasiveness

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PTPN13 induces cell junction stabilization and inhibits mammary tumor invasiveness

International audienceClinical data suggest that the protein tyrosine phosphatase PTPN13 exerts an anti-oncogenic effect. Its exact role in tumorigenesis remains, however, unclear due to its negative impact on FAS receptor-induced apoptosis. Methods: We crossed transgenic mice deleted for PTPN13 phosphatase activity with mice that overexpress human HER2 to assess the exact role of PTPN13 in tumor development and aggressiveness. To determine the molecular mechanism underlying the PTPN13 tumor suppressor activity we developed isogenic clones of the aggressive human breast cancer cell line MDA-MB-231 overexpressing either wild type or a catalytically-inactive mutant PTPN13 and subjected these to phosphoproteomic and gene ontology analyses. We investigated the PTPN13 consequences on cell aggressiveness using wound healing and Boyden chamber assays, on intercellular adhesion using videomicroscopy, cell aggregation assay and immunofluorescence. Results: The development, growth and invasiveness of breast tumors were strongly increased by deletion of the PTPN13 phosphatase activity in transgenic mice. We observed that PTPN13 phosphatase activity is required to inhibit cell motility and invasion in the MDA-MB-231 cell line overexpressing PTPN13. In vivo, the negative PTPN13 effect on tumor invasiveness was associated with a mesenchymal-to-epithelial transition phenotype in athymic mice xenografted with PTPN13-overexpressing MDA-MB-231 cells, as well as in HER2-overexpressing mice with wild type PTPN13, compared to HER2-overexpressing mice that lack PTPN13 phosphatase activity. Phosphoproteomic and gene ontology analyses indicated a role of PTPN13 in the regulation of intercellular junction-related proteins. Finally, protein localization studies in MDA-MB-231 cells and HER2-overexpressing mice tumors confirmed that PTPN13 stabilizes intercellular adhesion and promotes desmosome formation. Conclusions: These data provide the first evidence for the negative role of PTPN13 in breast tumor invasiveness and highlight its involvement in cell junction stabilization