Rôles isoforme et différenciation spécifiques de complexes P13-K dans la régulation de la survie cellulaire et l'anoïkose chez les entérocytes humains

La phosphatidylinositol-3 kinase (PI3-K) est un complexe comportant une sous-unité catalytique (C) et régulatrice (R). Trois isoformes R (p85α, p85β et p55γ) et quatre isoformes C (p110α, p110β, p110δ et p110γ) sont connues. Nous avons démontré préalablement chez les entérocytes humains que la PI3-K performe des rôles différenciation-spécifiques dans la suppression d'anolkose médiée par la signalisation intégrines β1/Fak/Src. Cependant, comme dans la plupart des études concernant la PI3-K, les considérations pour les distinctions entre les isoformes sont négligées. L'hypothèse de la présente étude est donc que les isoformes PI3-K performent des rôles distincts au niveau de la régulation de la survie et de la suppression d'anoïkose médiées par la signalisation intégrines β1/Fak/Src et ce, selon l'état de différenciation entérocytaire. Les objectifs de l'étude étaient les suivants : 1) Confirmer, valider et compléter la détermination des profils d'expression des isoformes et de complexes isoformes PI3-K chez les entérocytes indifférenciés et différenciés; 2) Analyser l'engagement de chacun des complexes isoformes PI3-K par la signalisation intégrines β1/Fak/Src selon l'état de différenciation entérocytaire; 3) Analyser les contributions de chacune des isoformes au niveau de l'activation d' Akt-1 et de la promotion de la survie selon l'état de différenciation entérocytaire; et 4) Analyser l'impact d'une surexpression des isoformes R chez les entérocytes indifférenciés au niveau de l'activation d'Akt-1 et de la résistance à l'anoïkose. Nos résultats indiquent que: 1) les profils d'expression d'isoformes régulatrices et catalytiques PI3-K sont distincts selon l'état de différenciation; 2) des profils distincts de complexes isoformes PI3-K prédominants sont également retrouvés selon l'état de différenciation; 3) des complexes isoformes PI3-K également distincts sont recrutés/engagés par la signalisation Fak/Src; .4) l'inhibition spécifique (pharmacologique ou via siARN) de complexes isoformes PI3-K influence distinctement sur l'activation d'Akt-1, l'effecteur principal de la PI3-K et ce, selon l'état de différenciation; 5) l'inhibition spécifique (pharmacologique ou via siARN) de complexes isoformes PI3-K induit l'apoptose/anoïkose de manière isoforme-distincte et différenciation-spécifique; et 6) la surexpression de certaines isoformes régulatrices confère une certaine mesure de résistance à l'apoptose, et peut même, dans certains cas conférer une mesure additionnelle de résistance à l'anoïkose. Mises ensembles, les données de cette étude supportent fortement le principe d'une participation de la PI3-K qui varie selon l'isoforme et en fonction de l'état de différenciation dans la signalisation intégrines β1/Fak/Src de promotion de survie et de suppression d'anoïkose, chez les entérocytes humains

Integrin/Fak/Src-mediated regulation of cell survival and anoikis in human intestinal epithelial crypt cells: selective engagement and roles of PI3-K isoform complexes

In human intestinal epithelial crypt (HIEC) cells, the PI3-K/Akt-1 pathway is crucial for the promotion of cell survival and suppression of anoikis. Class I PI3-K consists of a complex formed by a catalytic (C) and regulatory (R) subunit. Three R (p85α, β, and p55γ) and four C (p110α, β, γ and δ) isoforms are known. Herein, we analyzed the expression of PI3-K isoforms in HIEC cells and determined their roles in cell survival, as well as in the β1 integrin/Fak/Src-mediated suppression of anoikis. We report that: (1) the predominant PI3-K complexes expressed by HIEC cells are p110α/p85β and p110α/p55γ; (2) the inhibition and/or siRNA-mediated expression silencing of p110α, but not that of p110β, γ or δ, results in Akt-1 down-activation and consequent apoptosis; (3) the expression silencing of p85β or p55γ, but not that of p85α, likewise induces Akt-1 down-activation and apoptosis; however, the impact of a loss of p55γ on both Akt-1 activation and cell survival is significantly greater than that from the loss of p85β; and (4) both the p110α/p85β and p110α/p55γ complexes are engaged by β1 integrin/Fak/Src signaling; however, the engagement of p110α/p85β is primarily Src-dependent, whereas that of p110α/p55γ is primarily Fak-dependent (but Src-independent). Hence, HIEC cells selectively express PI3-K isoform complexes, translating into distinct roles in Akt-1 activation and cell survival, as well as in a selective engagement by Fak and/or Src within the context of β1 integrin/Fak/Src-mediated suppression of anoikis

Roles of PI3-K isoform complexes in cell survival and anoikis resistance in human colorectal cancer cells

La phosphatidylinositol-3 kinase (PI3-K) est un complexe comportant une sous-unité catalytique (C) et régulatrice (R). En ce qui concerne la classe I, cinq isoformes R (p85α, p55α, p50α, p85β et p55γ) et quatre isoformes C (p110α, p110β, p110δ et p110γ) sont connues. Plusieurs études ont souligné les rôles cruciaux de la voie PI3-K/Akt dans une panoplie de processus cellulaires, dont la survie. De plus, cette voie est l’une des plus altérées dans plusieurs types de cancers, dont le cancer colorectal (CCR). Par ailleurs, il est bien établi que l’acquisition d’une résistance à l’anoïkose constitue une étape cruciale et limitante dans la progression de plusieurs types de cancers, incluant une fois de plus le CCR. Nous avons précédemment démontré que les complexes isoformes PI3-K sont engagés/recrutés par la signalisation intégrines FAK/Src de suppression d’anoïkose et, conséquemment, exercent des rôles distincts dans la survie cellulaire des entérocytes normaux selon leur état de différenciation. Ainsi, l’hypothèse de recherche de la présente étude est que les complexes isoformes PI3-K contribuent sélectivement à l’acquisition d’une résistance à l’anoïkose, et ce, chez les cellules CCR humaines. Les objectifs principaux sont les suivants : 1) Établir le profil des complexes isoformes PI3-K chez des lignées cancéreuses colorectales humaines exhibant différents degrés de résistance à l'anoïkose (modéré à fortement élevé); et 2) Déterminer fonctionnellement les contributions des complexes isoformes PI3-K identifiés dans le maintien de résistance à l'anoïkose. Nos résultats indiquent que : 1) il existe des distinctions entre les profils de complexes isoformes PI3-K prédominants chez des cellules CCR exhibant différents degrés de résistance à l’anoïkose; 2) Ces complexes PI3-K peuvent jouer ou non des rôles dans la survie cellulaire, et ce, peu importe le degré de résistance à l’anoïkose exhibé; 3) les distinctions de profils de complexes isoformes ne semblent pas corrélées avec la progression de résistance à l’anoïkose; 4) il y aurait un mécanisme anormal de compensation entre les isoformes par rapport aux complexes formés et fonctions spécifiques chez les cellules CCR; et 5) une implication de la voie MEK/Erk compliquerait d’autant plus l’investigation des rôles des complexes PI3-K chez les cellules exhibant un degré élevé de résistance à l’anoïkose. Somme toute, cela laisse entrevoir que la progression dans la résistance à l’anoïkose implique une complexité plus importante qu’anticipée, chez les cellules CCR.Abstract : The Phosphatidylinositol-3 kinase (PI3-K) is a lipid kinase enzyme complex formed of a catalytic (C) and a regulatory (R) subunit. To date, class I PI3-K members include five R (p85α, p55α, p50α, p85β et p55γ) and four C (p110α, p110β, p110δ et p110γ). Many studies already highlighted the crucial roles of the PI3-K/Akt pathway in many, if not all, cell processes, including cell survival. Moreover, PI3-K/Akt constitutes one of the most altered pathways in cancer, including in colorectal cancer (CRC). Incidentally, it is well established that the acquisition of anoikis resistance constitutes a crucial and limiting step in the progression of many cancers, including once again, in CRC. We have already demonstrated that PI3-K isoform complexes are selectively engaged by the anoikis-suppressing integrins/FAK/Src signaling and that this translates in distinct roles in normal enterocytes survival, according to their state of differentiation. This establishes a basis for the working hypothesis of the present report which is that PI3-K isoform complexes distinctly contributes to the acquisition and maintenance of anoikis resistance in human CRC cells. The main goals were as follows: 1) To establish the expression profiles of PI3-K isoform complexes in human CRC cells displaying differing anoikis resistance degrees; and 2) To define the functional contributions of said PI3-K isoform complexes in the maintenance of anoikis resistance. Our results indicate that 1) the expression profiles of PI3-K isoform complexes are distinct between human CRC cells displaying differing anoikis resistance degrees; 2) these PI3-K isoform complexes can perform, or not, roles in cell survival regardless of the anoikis resistance degree displayed; 3) the observed distinctions of the expression profiles of PI3-K isoform complexes do not correlate with the progression of anoikis resistance; 4) there seems to be an abnormal compensation mechanism between the various PI3-K isoforms linked not only with the nature of the complexes that are formed, but to their specific functions as well; and 5) the MEK/Erk pathway seems implicated in a cross-talk signaling loop, the nature of which further complexifies the investigation of the roles of PI3-K isoform complexes in human CRC cells displaying differing anoikis resistance degrees. Taken together, these observations suggest a more complex network of interactions than previously thought in human CRC cells

Roles of PI3-K isoform complexes in cell survival and anoikis resistance in human colorectal cancer cells

La phosphatidylinositol-3 kinase (PI3-K) est un complexe comportant une sous-unité catalytique (C) et régulatrice (R). En ce qui concerne la classe I, cinq isoformes R (p85α, p55α, p50α, p85β et p55γ) et quatre isoformes C (p110α, p110β, p110δ et p110γ) sont connues. Plusieurs études ont souligné les rôles cruciaux de la voie PI3-K/Akt dans une panoplie de processus cellulaires, dont la survie. De plus, cette voie est l’une des plus altérées dans plusieurs types de cancers, dont le cancer colorectal (CCR). Par ailleurs, il est bien établi que l’acquisition d’une résistance à l’anoïkose constitue une étape cruciale et limitante dans la progression de plusieurs types de cancers, incluant une fois de plus le CCR. Nous avons précédemment démontré que les complexes isoformes PI3-K sont engagés/recrutés par la signalisation intégrines FAK/Src de suppression d’anoïkose et, conséquemment, exercent des rôles distincts dans la survie cellulaire des entérocytes normaux selon leur état de différenciation. Ainsi, l’hypothèse de recherche de la présente étude est que les complexes isoformes PI3-K contribuent sélectivement à l’acquisition d’une résistance à l’anoïkose, et ce, chez les cellules CCR humaines. Les objectifs principaux sont les suivants : 1) Établir le profil des complexes isoformes PI3-K chez des lignées cancéreuses colorectales humaines exhibant différents degrés de résistance à l'anoïkose (modéré à fortement élevé); et 2) Déterminer fonctionnellement les contributions des complexes isoformes PI3-K identifiés dans le maintien de résistance à l'anoïkose. Nos résultats indiquent que : 1) il existe des distinctions entre les profils de complexes isoformes PI3-K prédominants chez des cellules CCR exhibant différents degrés de résistance à l’anoïkose; 2) Ces complexes PI3-K peuvent jouer ou non des rôles dans la survie cellulaire, et ce, peu importe le degré de résistance à l’anoïkose exhibé; 3) les distinctions de profils de complexes isoformes ne semblent pas corrélées avec la progression de résistance à l’anoïkose; 4) il y aurait un mécanisme anormal de compensation entre les isoformes par rapport aux complexes formés et fonctions spécifiques chez les cellules CCR; et 5) une implication de la voie MEK/Erk compliquerait d’autant plus l’investigation des rôles des complexes PI3-K chez les cellules exhibant un degré élevé de résistance à l’anoïkose. Somme toute, cela laisse entrevoir que la progression dans la résistance à l’anoïkose implique une complexité plus importante qu’anticipée, chez les cellules CCR.Abstract : The Phosphatidylinositol-3 kinase (PI3-K) is a lipid kinase enzyme complex formed of a catalytic (C) and a regulatory (R) subunit. To date, class I PI3-K members include five R (p85α, p55α, p50α, p85β et p55γ) and four C (p110α, p110β, p110δ et p110γ). Many studies already highlighted the crucial roles of the PI3-K/Akt pathway in many, if not all, cell processes, including cell survival. Moreover, PI3-K/Akt constitutes one of the most altered pathways in cancer, including in colorectal cancer (CRC). Incidentally, it is well established that the acquisition of anoikis resistance constitutes a crucial and limiting step in the progression of many cancers, including once again, in CRC. We have already demonstrated that PI3-K isoform complexes are selectively engaged by the anoikis-suppressing integrins/FAK/Src signaling and that this translates in distinct roles in normal enterocytes survival, according to their state of differentiation. This establishes a basis for the working hypothesis of the present report which is that PI3-K isoform complexes distinctly contributes to the acquisition and maintenance of anoikis resistance in human CRC cells. The main goals were as follows: 1) To establish the expression profiles of PI3-K isoform complexes in human CRC cells displaying differing anoikis resistance degrees; and 2) To define the functional contributions of said PI3-K isoform complexes in the maintenance of anoikis resistance. Our results indicate that 1) the expression profiles of PI3-K isoform complexes are distinct between human CRC cells displaying differing anoikis resistance degrees; 2) these PI3-K isoform complexes can perform, or not, roles in cell survival regardless of the anoikis resistance degree displayed; 3) the observed distinctions of the expression profiles of PI3-K isoform complexes do not correlate with the progression of anoikis resistance; 4) there seems to be an abnormal compensation mechanism between the various PI3-K isoforms linked not only with the nature of the complexes that are formed, but to their specific functions as well; and 5) the MEK/Erk pathway seems implicated in a cross-talk signaling loop, the nature of which further complexifies the investigation of the roles of PI3-K isoform complexes in human CRC cells displaying differing anoikis resistance degrees. Taken together, these observations suggest a more complex network of interactions than previously thought in human CRC cells

Rôles isoforme et différenciation spécifiques de complexes P13-K dans la régulation de la survie cellulaire et l'anoïkose chez les entérocytes humains

La phosphatidylinositol-3 kinase (PI3-K) est un complexe comportant une sous-unité catalytique (C) et régulatrice (R). Trois isoformes R (p85?, p85? et p55?) et quatre isoformes C (p110?, p110?, p110? et p110?) sont connues. Nous avons démontré préalablement chez les entérocytes humains que la PI3-K performe des rôles différenciation-spécifiques dans la suppression d'anolkose médiée par la signalisation intégrines ? 1 /Fak/Src. Cependant, comme dans la plupart des études concernant la PI3-K, les considérations pour les distinctions entre les isoformes sont négligées. L'hypothèse de la présente étude est donc que les isoformes PI3-K performent des rôles distincts au niveau de la régulation de la survie et de la suppression d'anoïkose médiées par la signalisation intégrines ?1/Fak/Src et ce, selon l'état de différenciation entérocytaire. Les objectifs de l'étude étaient les suivants : 1) Confirmer, valider et compléter la détermination des profils d'expression des isoformes et de complexes isoformes PI3-K chez les entérocytes indifférenciés et différenciés; 2) Analyser l'engagement de chacun des complexes isoformes PI3-K par la signalisation intégrines ? 1 /Fak/Src selon l'état de différenciation entérocytaire; 3) Analyser les contributions de chacune des isoformes au niveau de l'activation d' Akt-1 et de la promotion de la survie selon l'état de différenciation entérocytaire; et 4) Analyser l'impact d'une surexpression des isoformes R chez les entérocytes indifférenciés au niveau de l'activation d'Akt-1 et de la résistance à l'anoikose. Nos résultats indiquent que: 1) les profils d'expression d'isoformes régulatrices et catalytiques PI3-K sont distincts selon l'état de différenciation; 2) des profils distincts de complexes isoformes PI3-K prédominants sont également retrouvés selon l'état de différenciation; 3) des complexes isoformes PI3-K également distincts sont recrutés/engagés par la signalisation Fak/Src; .4) l'inhibition spécifique (pharmacologique ou via siARN) de complexes isoformes PI3-K influence distinctement sur l'activation d'Akt-1, l'effecteur principal de la PI3-K et ce, selon l'état de différenciation; 5) l'inhibition spécifique (pharmacologique ou via siARN) de complexes isoformes PI3-K induit 1'apoptose/anoikose de manière isoforme-distincte et différenciation-spécifique; et 6) la surexpression de certaines isoformes régulatrices confère une certaine mesure de résistance à l'apoptose, et peut même, dans certains cas conférer une mesure additionnelle de résistance à l'anoikose. Mises ensembles, les données de cette étude supportent fortement le principe d'une participation de la PI3-K qui varie selon l' isoforme et en fonction de l'état de différenciation dans la signalisation intégrines ? 1 /Fak/Src de promotion de survie et de suppression d' andikose, chez les entérocytes humains

Involvement of the Integrin α1β1 in the Progression of Colorectal Cancer

Integrins are a family of heterodimeric glycoproteins involved in bidirectional cell signaling that participate in the regulation of cell shape, adhesion, migration, survival and proliferation. The integrin α1β1 is known to be involved in RAS/ERK proliferative pathway activation and plays an important role in fibroblast proliferation. In the small intestine, the integrin α1 subunit is present in the crypt proliferative compartment and absent in the villus. We have recently shown that the integrin α1 protein and transcript (ITGA1) are present in a large proportion of colorectal cancers (CRC) and that their expression is controlled by the MYC oncogenic factor. Considering that α1 subunit/ITGA1 expression is correlated with MYC in more than 70% of colon adenocarcinomas, we postulated that the integrin α1β1 has a pro-tumoral contribution to CRC. In HT29, T84 and SW480 CRC cells, α1 subunit/ITGA1 knockdown resulted in a reduction of cell proliferation associated with an impaired resistance to anoikis and an altered cell migration in HT29 and T84 cells. Moreover, tumor development in xenografts was reduced in HT29 and T84 sh-ITGA1 cells, associated with extensive necrosis, a low mitotic index and a reduced number of blood vessels. Our results show that α1β1 is involved in tumor cell proliferation, survival and migration. This finding suggests that α1β1 contributes to CRC progression

Restored immune cell functions upon clearance of senescence in the irradiated splenic environment

Some studies show eliminating senescent cells rejuvenate aged mice and attenuate deleterious effects of chemotherapy. Nevertheless, it remains unclear whether senescence affects immune cell function. We provide evidence that exposure of mice to ionizing radiation (IR) promotes the senescent-associated secretory phenotype (SASP) and expression of p16(INK4a) in splenic cell populations. We observe splenic T cells exhibit a reduced proliferative response when cultured with allogenic cells in vitro and following viral infection in vivo. Using p16-3MR mice that allow elimination of p16(INK4a)-positive cells with exposure to ganciclovir, we show that impaired T-cell proliferation is partially reversed, mechanistically dependent on p16(INK4a) expression and the SASP. Moreover, we found macrophages isolated from irradiated spleens to have a reduced phagocytosis activity in vitro, a defect also restored by the elimination of p16(INK4a) expression. Our results provide molecular insight on how senescence-inducing IR promotes loss of immune cell fitness, which suggest senolytic drugs may improve immune cell function in aged and patients undergoing cancer treatment