Identification of a BRCA2-Specific modifier locus at 6p24 related to breast cancer risk

Common genetic variants contribute to the observed variation in breast cancer risk for BRCA2 mutation carriers; those known to date have all been found through population-based genome-wide association studies (GWAS). To comprehensively identify breast cancer risk modifying loci for BRCA2 mutation carriers, we conducted a deep replication of an ongoing GWAS discovery study. Using the ranked P-values of the breast cancer associations with the imputed genotype of 1.4 M SNPs, 19,029 SNPs were selected and designed for inclusion on a custom Illumina array that included a total of 211,155 SNPs as part of a multi-consortial project. DNA samples from 3,881 breast cancer affected and 4,330 unaffected BRCA2 mutation carriers from 47 studies belonging to the Consortium of Investigators of Modifiers of BRCA1/2 were genotyped and available for analysis. We replicated previously reported breast cancer susceptibility alleles in these BRCA2 mutation carriers and for several regions (including FGFR2, MAP3K1, CDKN2A/B, and PTHLH) identified SNPs that have stronger evidence of association than those previously published. We also identified a novel susceptibility allele at 6p24 that was inversely associated with risk in BRCA2 mutation carriers (rs9348512; per allele HR = 0.85, 95% CI 0.80-0.90, P = 3.9×10−8). This SNP was not associated with breast cancer risk either in the general population or in BRCA1 mutation carriers. The locus lies within a region containing TFAP2A, which encodes a transcriptional activation protein that interacts with several tumor suppressor genes. This report identifies the first breast cancer risk locus specific to a BRCA2 mutation background. This comprehensive update of novel and previously reported breast cancer susceptibility loci contributes to the establishment of a panel of SNPs that modify breast cancer risk in BRCA2 mutation carriers. This panel may have clinical utility for women with BRCA2 mutations weighing options for medical prevention of breast cancer

An original phylogenetic approach identified mitochondrial haplogroup T1a1 as inversely associated with breast cancer risk in BRCA2 mutation carriers

Introduction: Individuals carrying pathogenic mutations in the BRCA1 and BRCA2 genes have a high lifetime risk of breast cancer. BRCA1 and BRCA2 are involved in DNA double-strand break repair, DNA alterations that can be caused by exposure to reactive oxygen species, a main source of which are mitochondria. Mitochondrial genome variations affect electron transport chain efficiency and reactive oxygen species production. Individuals with different mitochondrial haplogroups differ in their metabolism and sensitivity to oxidative stress. Variability in mitochondrial genetic background can alter reactive oxygen species production, leading to cancer risk. In the present study, we tested the hypothesis that mitochondrial haplogroups modify breast cancer risk in BRCA1/2 mutation carriers. Methods: We genotyped 22,214 (11,421 affected, 10,793 unaffected) mutation carriers belonging to the Consortium of Investigators of Modifiers of BRCA1/2 for 129 mitochondrial polymorphisms using the iCOGS array. Haplogroup inference and association detection were performed using a phylogenetic approach. ALTree was applied to explore the reference mitochondrial evolutionary tree and detect subclades enriched in affected or unaffected individuals. Results: We discovered that subclade T1a1 was depleted in affected BRCA2 mutation carriers compared with the rest of clade T (hazard ratio (HR) = 0.55; 95% confidence interval (CI), 0.34 to 0.88; P = 0.01). Compared with the most frequent haplogroup in the general population (that is, H and T clades), the T1a1 haplogroup has a HR of 0.62 (95% CI, 0.40 to 0.95; P = 0.03). We also identified three potential susceptibility loci, including G13708A/rs28359178, which has demonstrated an inverse association with familial breast cancer risk. Conclusions: This study illustrates how original approaches such as the phylogeny-based method we used can empower classical molecular epidemiological studies aimed at identifying association or risk modification effects.Peer reviewe

Genome-Wide Association Study in BRCA1 Mutation Carriers Identifies Novel Loci Associated with Breast and Ovarian Cancer Risk

BRCA1-associated breast and ovarian cancer risks can be modified by common genetic variants. To identify further cancer risk-modifying loci, we performed a multi-stage GWAS of 11,705 BRCA1 carriers (of whom 5,920 were diagnosed with breast and 1,839 were diagnosed with ovarian cancer), with a further replication in an additional sample of 2,646 BRCA1 carriers. We identified a novel breast cancer risk modifier locus at 1q32 for BRCA1 carriers (rs2290854, P = 2.7×10-8, HR = 1.14, 95% CI: 1.09-1.20). In addition, we identified two novel ovarian cancer risk modifier loci: 17q21.31 (rs17631303, P = 1.4×10-8, HR = 1.27, 95% CI: 1.17-1.38) and 4q32.3 (rs4691139, P = 3.4×10-8, HR = 1.20, 95% CI: 1.17-1.38). The 4q32.3 locus was not associated with ovarian cancer risk in the general population or BRCA2 carriers, suggesting a BRCA1-specific associat

Orchestration de l'extrusion cellulaire par les caspases effectrices

Epithelia are tissues made up of cells that are highly adherent to each other. Thanks to this property, epithelia act as a barrier and protect the organs they encase from external dangers such as infections. However, epithelia are far from static and exhibit high rates of cell turnover through cell division and death. This is a challenge for the tissue because the fragmentation of dying cells can result in a loss of tissue sealing and thus potentially endanger the organs they protect. To address this problem, apoptotic cells are expelled from the epithelia by a sequence of remodelling events that contract the cell while bringing its neighbours together. This process is called cell extrusion and it helps maintain tissue sealing during cell death. However, how the cell makes the decision to extrude and what are the mechanisms that lead to its contraction are not well known. To study this phenomenon, we use the monolayer epithelium of the Drosophila pupa notum. In this tissue, caspase activation precedes and is necessary for cell extrusion. Cell extrusion has been mostly analysed through the study of actomyosin regulation. Yet, the mechanistic relationship between caspase activation and cell extrusion is still poorly understood. We showed that the initiation of cell extrusion and apical constriction are surprisingly not associated with the modulation of actomyosin concentration and dynamics. Instead, cell apical constriction is initiated by the disassembly of a medio-apical mesh of microtubules driven by effector caspases. Importantly, the depletion of microtubules is sufficient to bypass the requirement of caspases for cell extrusion. Additionally, microtubule stabilisation strongly impairs cell extrusion. This demonstrates for the first time that microtubules disassembly by caspases is an important rate-limiting step of extrusion. Moreover, it outlines a more general function of microtubules in epithelial cell shape stabilisation. Additionally, because caspase cleave a large amount of substrate, caspase activation was long seen as a point of no-return irreversibly leading to apoptosis. However, recent studies showed non-apoptotic functions of caspases. These non-apoptotic functions are broad and involved for instance in cell differentiation, proliferation, maintenance of pluripotency and many others. Similarly, our work and other’s showed events of transient caspase activation. Therefore, what sets the balance between non-lethal caspase levels and the irreversible commitment in apoptosis remains unclear. It has been proposed that cells can survive up to a certain threshold of caspase activation but was never tested. If such threshold indeed exists, how its value is set and modulated is unclear. We used a live caspase reporter and systematic segmentation of cells in the notum to quantify the engagement of cell in extrusion. Using logistic regression, we showed that there is no common threshold of effector caspase activity leading to extrusion. Rather, caspases levels correlate linearly with the probability to engage in extrusion. Furthermore, using Bayesian statistical analysis we were able to identify parameters predictive of cell sensitivity to caspase. We showed for instance that past caspase activation seems to be associated with the engagement in extrusion at a lower caspase level. This is the first quantitative analysis of the engagement process in extrusion or apoptotis in vivo and at the single cell level.Les épithéliums sont des tissus constitués de cellules très adhérentes les unes aux autres. Grâce à cela, les épithéliums agissent comme une barrière et protègent les organes qu'ils enveloppent des dangers extérieurs tels que les infections. Cependant, les épithéliums sont loin d'être statiques et présentent des taux élevés de renouvellement cellulaire par division et mort cellulaire. C'est un défi pour le tissu car la fragmentation des cellules mourantes peut entraîner une perte d'étanchéité du tissu et donc mettre en danger les organes qu'ils protègent. Pour pallier cela, les cellules apoptotiques sont expulsées des épithéliums par une séquence d'événements de remodelage qui contractent la cellule tout en rapprochant ses voisines. Ce processus, appelé extrusion cellulaire, contribue à maintenir l'étanchéité des tissus pendant la mort cellulaire. Cependant, la façon dont la cellule prend la décision d'extruder, et les mécanismes qui conduisent à sa contraction sont mal connus. Pour étudier ce phénomène, nous utilisons l'épithélium monocouche du notum de la pupe de drosophile. Dans ce tissu, l'activation des caspases précède et est nécessaire à l'extrusion cellulaire. L'extrusion cellulaire a été principalement analysée à travers l'étude de la régulation de l'actomyosine. Cependant, la relation entre l'activation des caspases et l'extrusion cellulaire est encore mal comprise. Nous avons montré que, contrairement à ce qui était anticipé, l'initiation de l'extrusion cellulaire et la constriction apicale ne sont pas associées à la modulation de la concentration ou de la dynamique de l'actomyosine. Au contraire, la constriction apicale des cellules est initiée par le désassemblage d'un réseau médio-apical de microtubules par l’action des caspases effectrices. Il est important de noter que la déplétion des microtubules est suffisante pour passer outre le besoin de caspases pour l'extrusion cellulaire. De plus, la stabilisation des microtubules nuit fortement à l'extrusion cellulaire. Ces résultats démontrent pour la première fois que le désassemblage des microtubules par les caspases est une importante étape limitante de l’extrusion. En outre, elle met en évidence une fonction plus générale des microtubules dans la stabilisation de la forme des cellules épithéliales. En outre, comme les caspases clivent une grande quantité de substrat, l'activation des caspases a longtemps été considérée comme un point de non-retour conduisant irréversiblement à l'apoptose. Cependant, des études récentes ont montré des fonctions non apoptotiques des caspases. Ces fonctions sont vastes et impliquées dans la différenciation cellulaire, la prolifération, le maintien de la pluripotence et bien d'autres. De même, plusieurs travaux montrent des événements d'activation transitoire des caspases. Par conséquent, ce qui établit la balance entre les niveaux de caspase non létaux et l'engagement dans l'apoptose reste peu clair. Il a été proposé que les cellules survivent jusqu'à un seuil d'activation des caspases, mais cela n'a jamais été testé. Si un tel seuil existe, la manière dont sa valeur est fixée et est modulée n'est pas claire. Pour quantifier l’engagement des cellules dans l’extrusion, nous avons utilisé un rapporteur live de caspase et systématiquement segmenté et suivi les cellules du notum. Par régression logistique, nous avons montré qu'il n'y a pas de seuil commun d'activité des caspases effectrices menant à l'extrusion. Au contraire, les niveaux de caspases sont corrélés linéairement avec la probabilité d’engagement dans l'extrusion. De plus, par statistique bayésienne, nous avons pu identifier des paramètres prédictifs de la sensibilité des cellules aux caspases. Par exemple l'activation antérieure des caspases semble être associée à l'engagement dans l'extrusion à un niveau de caspase inférieur. Ceci est la première analyse quantitative du processus d'engagement dans l'extrusion ou l'apoptose in vivo et au niveau de la cellule unique

Orchestration de l'extrusion cellulaire par les caspases effectrices

Les épithéliums sont des tissus constitués de cellules très adhérentes les unes aux autres. Grâce à cela, les épithéliums agissent comme une barrière et protègent les organes qu'ils enveloppent des dangers extérieurs tels que les infections. Cependant, les épithéliums sont loin d'être statiques et présentent des taux élevés de renouvellement cellulaire par division et mort cellulaire. C'est un défi pour le tissu car la fragmentation des cellules mourantes peut entraîner une perte d'étanchéité du tissu et donc mettre en danger les organes qu'ils protègent. Pour pallier cela, les cellules apoptotiques sont expulsées des épithéliums par une séquence d'événements de remodelage qui contractent la cellule tout en rapprochant ses voisines. Ce processus, appelé extrusion cellulaire, contribue à maintenir l'étanchéité des tissus pendant la mort cellulaire. Cependant, la façon dont la cellule prend la décision d'extruder, et les mécanismes qui conduisent à sa contraction sont mal connus. Pour étudier ce phénomène, nous utilisons l'épithélium monocouche du notum de la pupe de drosophile. Dans ce tissu, l'activation des caspases précède et est nécessaire à l'extrusion cellulaire. L'extrusion cellulaire a été principalement analysée à travers l'étude de la régulation de l'actomyosine. Cependant, la relation entre l'activation des caspases et l'extrusion cellulaire est encore mal comprise. Nous avons montré que, contrairement à ce qui était anticipé, l'initiation de l'extrusion cellulaire et la constriction apicale ne sont pas associées à la modulation de la concentration ou de la dynamique de l'actomyosine. Au contraire, la constriction apicale des cellules est initiée par le désassemblage d'un réseau médio-apical de microtubules par l’action des caspases effectrices. Il est important de noter que la déplétion des microtubules est suffisante pour passer outre le besoin de caspases pour l'extrusion cellulaire. De plus, la stabilisation des microtubules nuit fortement à l'extrusion cellulaire. Ces résultats démontrent pour la première fois que le désassemblage des microtubules par les caspases est une importante étape limitante de l’extrusion. En outre, elle met en évidence une fonction plus générale des microtubules dans la stabilisation de la forme des cellules épithéliales. En outre, comme les caspases clivent une grande quantité de substrat, l'activation des caspases a longtemps été considérée comme un point de non-retour conduisant irréversiblement à l'apoptose. Cependant, des études récentes ont montré des fonctions non apoptotiques des caspases. Ces fonctions sont vastes et impliquées dans la différenciation cellulaire, la prolifération, le maintien de la pluripotence et bien d'autres. De même, plusieurs travaux montrent des événements d'activation transitoire des caspases. Par conséquent, ce qui établit la balance entre les niveaux de caspase non létaux et l'engagement dans l'apoptose reste peu clair. Il a été proposé que les cellules survivent jusqu'à un seuil d'activation des caspases, mais cela n'a jamais été testé. Si un tel seuil existe, la manière dont sa valeur est fixée et est modulée n'est pas claire. Pour quantifier l’engagement des cellules dans l’extrusion, nous avons utilisé un rapporteur live de caspase et systématiquement segmenté et suivi les cellules du notum. Par régression logistique, nous avons montré qu'il n'y a pas de seuil commun d'activité des caspases effectrices menant à l'extrusion. Au contraire, les niveaux de caspases sont corrélés linéairement avec la probabilité d’engagement dans l'extrusion. De plus, par statistique bayésienne, nous avons pu identifier des paramètres prédictifs de la sensibilité des cellules aux caspases. Par exemple l'activation antérieure des caspases semble être associée à l'engagement dans l'extrusion à un niveau de caspase inférieur. Ceci est la première analyse quantitative du processus d'engagement dans l'extrusion ou l'apoptose in vivo et au niveau de la cellule unique.Epithelia are tissues made up of cells that are highly adherent to each other. Thanks to this property, epithelia act as a barrier and protect the organs they encase from external dangers such as infections. However, epithelia are far from static and exhibit high rates of cell turnover through cell division and death. This is a challenge for the tissue because the fragmentation of dying cells can result in a loss of tissue sealing and thus potentially endanger the organs they protect. To address this problem, apoptotic cells are expelled from the epithelia by a sequence of remodelling events that contract the cell while bringing its neighbours together. This process is called cell extrusion and it helps maintain tissue sealing during cell death. However, how the cell makes the decision to extrude and what are the mechanisms that lead to its contraction are not well known. To study this phenomenon, we use the monolayer epithelium of the Drosophila pupa notum. In this tissue, caspase activation precedes and is necessary for cell extrusion. Cell extrusion has been mostly analysed through the study of actomyosin regulation. Yet, the mechanistic relationship between caspase activation and cell extrusion is still poorly understood. We showed that the initiation of cell extrusion and apical constriction are surprisingly not associated with the modulation of actomyosin concentration and dynamics. Instead, cell apical constriction is initiated by the disassembly of a medio-apical mesh of microtubules driven by effector caspases. Importantly, the depletion of microtubules is sufficient to bypass the requirement of caspases for cell extrusion. Additionally, microtubule stabilisation strongly impairs cell extrusion. This demonstrates for the first time that microtubules disassembly by caspases is an important rate-limiting step of extrusion. Moreover, it outlines a more general function of microtubules in epithelial cell shape stabilisation. Additionally, because caspase cleave a large amount of substrate, caspase activation was long seen as a point of no-return irreversibly leading to apoptosis. However, recent studies showed non-apoptotic functions of caspases. These non-apoptotic functions are broad and involved for instance in cell differentiation, proliferation, maintenance of pluripotency and many others. Similarly, our work and other’s showed events of transient caspase activation. Therefore, what sets the balance between non-lethal caspase levels and the irreversible commitment in apoptosis remains unclear. It has been proposed that cells can survive up to a certain threshold of caspase activation but was never tested. If such threshold indeed exists, how its value is set and modulated is unclear. We used a live caspase reporter and systematic segmentation of cells in the notum to quantify the engagement of cell in extrusion. Using logistic regression, we showed that there is no common threshold of effector caspase activity leading to extrusion. Rather, caspases levels correlate linearly with the probability to engage in extrusion. Furthermore, using Bayesian statistical analysis we were able to identify parameters predictive of cell sensitivity to caspase. We showed for instance that past caspase activation seems to be associated with the engagement in extrusion at a lower caspase level. This is the first quantitative analysis of the engagement process in extrusion or apoptotis in vivo and at the single cell level

Orchestration de l'extrusion cellulaire par les caspases effectrices

Epithelia are tissues made up of cells that are highly adherent to each other. Thanks to this property, epithelia act as a barrier and protect the organs they encase from external dangers such as infections. However, epithelia are far from static and exhibit high rates of cell turnover through cell division and death. This is a challenge for the tissue because the fragmentation of dying cells can result in a loss of tissue sealing and thus potentially endanger the organs they protect. To address this problem, apoptotic cells are expelled from the epithelia by a sequence of remodelling events that contract the cell while bringing its neighbours together. This process is called cell extrusion and it helps maintain tissue sealing during cell death. However, how the cell makes the decision to extrude and what are the mechanisms that lead to its contraction are not well known. To study this phenomenon, we use the monolayer epithelium of the Drosophila pupa notum. In this tissue, caspase activation precedes and is necessary for cell extrusion. Cell extrusion has been mostly analysed through the study of actomyosin regulation. Yet, the mechanistic relationship between caspase activation and cell extrusion is still poorly understood. We showed that the initiation of cell extrusion and apical constriction are surprisingly not associated with the modulation of actomyosin concentration and dynamics. Instead, cell apical constriction is initiated by the disassembly of a medio-apical mesh of microtubules driven by effector caspases. Importantly, the depletion of microtubules is sufficient to bypass the requirement of caspases for cell extrusion. Additionally, microtubule stabilisation strongly impairs cell extrusion. This demonstrates for the first time that microtubules disassembly by caspases is an important rate-limiting step of extrusion. Moreover, it outlines a more general function of microtubules in epithelial cell shape stabilisation. Additionally, because caspase cleave a large amount of substrate, caspase activation was long seen as a point of no-return irreversibly leading to apoptosis. However, recent studies showed non-apoptotic functions of caspases. These non-apoptotic functions are broad and involved for instance in cell differentiation, proliferation, maintenance of pluripotency and many others. Similarly, our work and other’s showed events of transient caspase activation. Therefore, what sets the balance between non-lethal caspase levels and the irreversible commitment in apoptosis remains unclear. It has been proposed that cells can survive up to a certain threshold of caspase activation but was never tested. If such threshold indeed exists, how its value is set and modulated is unclear. We used a live caspase reporter and systematic segmentation of cells in the notum to quantify the engagement of cell in extrusion. Using logistic regression, we showed that there is no common threshold of effector caspase activity leading to extrusion. Rather, caspases levels correlate linearly with the probability to engage in extrusion. Furthermore, using Bayesian statistical analysis we were able to identify parameters predictive of cell sensitivity to caspase. We showed for instance that past caspase activation seems to be associated with the engagement in extrusion at a lower caspase level. This is the first quantitative analysis of the engagement process in extrusion or apoptotis in vivo and at the single cell level.Les épithéliums sont des tissus constitués de cellules très adhérentes les unes aux autres. Grâce à cela, les épithéliums agissent comme une barrière et protègent les organes qu'ils enveloppent des dangers extérieurs tels que les infections. Cependant, les épithéliums sont loin d'être statiques et présentent des taux élevés de renouvellement cellulaire par division et mort cellulaire. C'est un défi pour le tissu car la fragmentation des cellules mourantes peut entraîner une perte d'étanchéité du tissu et donc mettre en danger les organes qu'ils protègent. Pour pallier cela, les cellules apoptotiques sont expulsées des épithéliums par une séquence d'événements de remodelage qui contractent la cellule tout en rapprochant ses voisines. Ce processus, appelé extrusion cellulaire, contribue à maintenir l'étanchéité des tissus pendant la mort cellulaire. Cependant, la façon dont la cellule prend la décision d'extruder, et les mécanismes qui conduisent à sa contraction sont mal connus. Pour étudier ce phénomène, nous utilisons l'épithélium monocouche du notum de la pupe de drosophile. Dans ce tissu, l'activation des caspases précède et est nécessaire à l'extrusion cellulaire. L'extrusion cellulaire a été principalement analysée à travers l'étude de la régulation de l'actomyosine. Cependant, la relation entre l'activation des caspases et l'extrusion cellulaire est encore mal comprise. Nous avons montré que, contrairement à ce qui était anticipé, l'initiation de l'extrusion cellulaire et la constriction apicale ne sont pas associées à la modulation de la concentration ou de la dynamique de l'actomyosine. Au contraire, la constriction apicale des cellules est initiée par le désassemblage d'un réseau médio-apical de microtubules par l’action des caspases effectrices. Il est important de noter que la déplétion des microtubules est suffisante pour passer outre le besoin de caspases pour l'extrusion cellulaire. De plus, la stabilisation des microtubules nuit fortement à l'extrusion cellulaire. Ces résultats démontrent pour la première fois que le désassemblage des microtubules par les caspases est une importante étape limitante de l’extrusion. En outre, elle met en évidence une fonction plus générale des microtubules dans la stabilisation de la forme des cellules épithéliales. En outre, comme les caspases clivent une grande quantité de substrat, l'activation des caspases a longtemps été considérée comme un point de non-retour conduisant irréversiblement à l'apoptose. Cependant, des études récentes ont montré des fonctions non apoptotiques des caspases. Ces fonctions sont vastes et impliquées dans la différenciation cellulaire, la prolifération, le maintien de la pluripotence et bien d'autres. De même, plusieurs travaux montrent des événements d'activation transitoire des caspases. Par conséquent, ce qui établit la balance entre les niveaux de caspase non létaux et l'engagement dans l'apoptose reste peu clair. Il a été proposé que les cellules survivent jusqu'à un seuil d'activation des caspases, mais cela n'a jamais été testé. Si un tel seuil existe, la manière dont sa valeur est fixée et est modulée n'est pas claire. Pour quantifier l’engagement des cellules dans l’extrusion, nous avons utilisé un rapporteur live de caspase et systématiquement segmenté et suivi les cellules du notum. Par régression logistique, nous avons montré qu'il n'y a pas de seuil commun d'activité des caspases effectrices menant à l'extrusion. Au contraire, les niveaux de caspases sont corrélés linéairement avec la probabilité d’engagement dans l'extrusion. De plus, par statistique bayésienne, nous avons pu identifier des paramètres prédictifs de la sensibilité des cellules aux caspases. Par exemple l'activation antérieure des caspases semble être associée à l'engagement dans l'extrusion à un niveau de caspase inférieur. Ceci est la première analyse quantitative du processus d'engagement dans l'extrusion ou l'apoptose in vivo et au niveau de la cellule unique

Cell Extrusion: Crowd Pushing and Sticky Neighbours

International audienceCell extrusion is a highly coordinated process allowing the removal of an epithelial cell from the tissue layer without disrupting its integrity. Two new studies shed new light on the complexity of cell–cell coordination at play during cell extrusion

Collective effects in epithelial cell death and cell extrusion

International audienceProgrammed cell death, notably apoptosis, is an essential guardian of tissue homeostasis and an active contributor of organ shaping. While the regulation of apoptosis has been mostly analysed in the framework of a cell autonomous process, recent works highlighted important collective effects which can tune cell elimination. This is particularly relevant for epithelial cell death, which requires fine coordination with the neighbours in order to maintain tissue sealing during cell expulsion. In this review, we will focus on the recent advances which outline the complex multicellular communications at play during epithelial cell death and cell extrusion. We will first focus on the new unanticipated functions of neighbouring cells during extrusion, discuss the contribution of distant neighbours, and finally highlight the complex feedbacks generated by cell elimination on neighbouring cell death

Microtubule disassembly by caspases is the rate-limiting step of cell extrusion

Posté sur BioRxiv le 15 octobre 2021Abstract Epithelial cell death is essential for tissue homeostasis, robustness and morphogenesis. The expulsion of epithelial cells following caspase activation requires well-orchestrated remodeling steps leading to cell elimination without impairing tissue sealing. While numerous studies have provided insight about the process of cell extrusion, we still know very little about the relationship between caspase activation and the remodeling steps of cell extrusion. Moreover, most studies of cell extrusion focused on the regulation of actomyosin and steps leading to the formation of a supracellular contractile ring. However, the contribution of other cellular factors to cell extrusion has been poorly explored. Using the Drosophila pupal notum, a single layer epithelium where most extrusion events are caspase-dependent, we first showed that the initiation of cell extrusion and apical constriction are surprisingly not associated with the modulation of actomyosin concentration/dynamics. Instead, cell apical constriction is initiated by the disassembly of a medio-apical mesh of microtubules which is driven by effector caspases. We confirmed that local and rapid increase/decrease of microtubules is sufficient to respectively expand/constrict cell apical area. Importantly, the depletion of microtubules is sufficient to bypass the requirement of caspases for cell extrusion. This study shows that microtubules disassembly by caspases is a key rate-limiting steps of extrusion, and outlines a more general function of microtubules in epithelial cell shape stabilisation

Microtubule disassembly by caspases is an important rate-limiting step of cell extrusion

International audienceThe expulsion of dying epithelial cells requires well-orchestrated remodelling steps to maintain tissue sealing. This process, named cell extrusion, has been mostly analysed through the study of actomyosin regulation. Yet, the mechanistic relationship between caspase activation and cell extrusion is still poorly understood. Using the Drosophila pupal notum, a single layer epithelium where extrusions are caspase-dependent, we showed that the initiation of cell extrusion and apical constriction are surprisingly not associated with the modulation of actomyosin concentration and dynamics. Instead, cell apical constriction is initiated by the disassembly of a medio-apical mesh of microtubules which is driven by effector caspases. Importantly, the depletion of microtubules is sufficient to bypass the requirement of caspases for cell extrusion, while microtubule stabilisation strongly impairs cell extrusion. This study shows that microtubules disassembly by caspases is a key rate-limiting step of extrusion, and outlines a more general function of microtubules in epithelial cell shape stabilisation