EPHA2-dependent outcompetition of KRASG12D mutant cells by wild-type neigbors in the adult pancreas

As we age, our tissues are repeatedly challenged by mutational insult, yet cancer occurrence is a relatively rare event. Cells carrying cancer-causing genetic mutations compete with normal neighbors for space and survival in tissues. However, the mechanisms underlying mutant-normal competition in adult tissues and the relevance of this process to cancer remain incompletely understood. Here, we investigate how the adult pancreas maintains tissue health in vivo following sporadic expression of oncogenic Kras (KrasG12D), the key driver mutation in human pancreatic cancer. We find that when present in tissues in low numbers, KrasG12D mutant cells are outcompeted and cleared from exocrine and endocrine compartments in vivo. Using quantitative 3D tissue imaging, we show that before being cleared, KrasG12D cells lose cell volume, pack into round clusters, and E-cadherin-based cell-cell adhesions decrease at boundaries with normal neighbors. We identify EphA2 receptor as an essential signal in the clearance of KrasG12D cells from exocrine and endocrine tissues in vivo. In the absence of functional EphA2, KrasG12D cells do not alter cell volume or shape, E-cadherin-based cell-cell adhesions increase and KrasG12D cells are retained in tissues. The retention of KRasG12D cells leads to the early appearance of premalignant pancreatic intraepithelial neoplasia (PanINs) in tissues. Our data show that adult pancreas tissues remodel to clear KrasG12D cells and maintain tissue health. This study provides evidence to support a conserved functional role of EphA2 in Ras-driven cell competition in epithelial tissues and suggests that EphA2 is a novel tumor suppressor in pancreatic cancer

Nationwide, population-based observational study of the molecular epidemiology and temporal trend of carbapenemase-producing Enterobacterales in Norway, 2015 to 2021

National and regional carbapenemaseproducing Enterobacterales (CPE) surveillance is essential to understand the burden of antimicrobial resistance, elucidate outbreaks, and develop infection-control or antimicrobial-treatment recommendations. Aim: This study aimed to describe CPE and their epidemiology in Norway from 2015 to 2021. Methods: A nationwide, population-based observational study of all verified clinical and carriage CPE isolates submitted to the national reference laboratory was conducted. Isolates were characterised by antimicrobial susceptibility testing, whole genome sequencing (WGS) and basic metadata. Annual CPE incidences were also estimated. Results: A total of 389 CPE isolates were identified from 332 patients of 63years median age (range:0–98). These corresponded to 341 cases, 184 (54%) being male. Between 2015 and 2021, the annual incidence of CPE cases increased from 0.6 to 1.1per 100,000person-years. For CPEisolates with available data on colonisation/infection, 58% (226/389)were associated with colonisation and 38% (149/389) with clinical infections. WGS revealed a predominance of OXA-48-like (51%; 198/389) and NDM (34%; 134/389) carbapenemases in a diversified population of Escherichia coli and Klebsiella pneumoniae, including high-risk clones also detected globally. Most CPE isolates were travel-related (63%;245/389). Although local outbreaks and healthcare-associated transmission occurred, no interregional spread was detected. Nevertheless, 18% (70/389) of isolates not directly related to import points towards potentially unidentified transmission routes. A decline in travelassociated cases was observed during the COVID-19 pandemic. Conclusions: The close-to-doubling of CPE case incidence between 2015 and 2021 was associated with foreign travel and genomic diversity. To limit further transmission and outbreaks, continued screening and monitoring is essential

The SARS-CoV2 envelope differs from host cells, exposes pro-coagulant lipids, and is disrupted in vivo by oral rinses

The lipid envelope of SARS-CoV-2 is an essential component of the virus; however, its molecular composition is undetermined. Addressing this knowledge gap could support the design of anti-viral agents, as well as further our understanding of viral-host protein interactions, infectivity, pathogenicity, and innate immune system clearance. Using lipidomics analyses, we revealed that the virus envelope comprised mainly phospholipids (PL), with little cholesterol or sphingolipids, indicating significant differences from the composition of host membranes. Unlike cellular membranes, procoagulant aminophospholipids were present on the external side of the viral envelope at levels exceeding those on activated platelets. As a result, virions directly promoted blood coagulation. To investigate whether these differences could enable selective targeting of the viral envelope in vivo, we tested whether oral rinses containing lipid-disrupting chemicals could reduce viral infectivity. Products containing PL-disrupting surfactants (such as cetylpyridinium chloride (CPC)) met European virucidal standards in vitro; however, components that altered the critical micelle concentration reduced efficacy, and products containing essential oils, PVP-I, or Chlorhexidine were ineffective. This result was recapitulated in vivo, where a 30-second oral rinse with CPC mouthwash eliminated live virus in the oral cavity of COVID-19 patients for at least one hour, while PVP-Iodine and saline mouthwashes were found ineffective. We conclude the SARS-CoV-2 lipid envelope (i) is distinct from the host plasma membrane, which may enable design of selective anti-viral approaches; (ii) contains exposed PE and PS, which may influence thrombosis, pathogenicity, and inflammation; and (iii) can be selectively targeted in vivo by specific oral rinses

The role of ERF transcriptional repressor during oncogenesis and epithelial-to-mesenchymal transition

ERF (Ets-2 Repressor Factor) is a transcriptional repressor that belongs to ETS family and is regulated by RTK/RAS/ERK signalling pathway. ETS family members control important biological processes, including cell proliferation, differentiation, apoptosis, hematopoiesis, angiogenesis and oncogenesis. Respectively, ERF could have such a variety of actions, thinking that Erf gene is ubiquitously expressed in the developing mouse embryo and adult tissues as well as in all cell lines that have been examined. ERF’s ERK-mediated phosphorylation determines its subcellular localization. After mitogenic stimulation ERF is phosphorylated by ERK and exported from the nucleus to the cytoplasm, while in the absence of mitogenic stimulation, ERF is accumulating in the nucleus in a non-phosphorylated state and thus can act as a transcriptional repressor, regulating the expression of a big diversity of genes. Although much is known about Erf regulation and some of its basic functions, such as cell cycle arrest by direct suppression of c-Myc with a Rb-dependent manner, as well as inhibition of ets- and ras- induced transformation and Ewing’s sarcoma in cellular systems, with this work we advanced the ERF study a step further. Specifically, here we examined the ERF function to epithelial-mesenchymal transition (EMT) and mammary oncogenesis, as well as the differentiation of trophoblast stem cells (TSCs) that is a critical process in the formation of placenta. Epithelial-to-mesenchymal transition (EMT) is a key process in cancer progression and metastasis, requiring cooperation of the epidermal growth factor/Ras with the transform¬ing growth factor-β (TGF-β) signaling pathway in a multistep process. The molecular mecha¬nisms by which Ras signaling contributes to EMT, however, remain elusive to a large extent. We therefore examined the transcriptional repressor Ets2-repressor factor (ERF) for its ability to interfere with TGF-β–induced EMT in mammary epithelial cells (EpH4) expressing oncogenic Ras (EpRas). ERF-overexpressing EpRas cells failed to undergo TGF-β–induced EMT, formed three-dimensional tubular structures in collagen gels, and retained expression of epithelial markers. Transcriptome analysis indicated that TGF-β signaling through Smads was mostly unaffected, and ERF suppressed the TGF-β–induced EMT via Semaphorin-7a repression. Inhibition of Semaphorin-7a in the parental EpRas cells inhibited their ability to undergo TGF-β–induced EMT. Our data suggest that oncogenic Ras may play an additional role in EMT via the ERF, regulating Semaphorin-7a and providing a new interconnection between the Ras- and the TGF-β–signaling pathways. The cause of these findings, it was to start the study of Erf deletion from the mouse mammary glands or the mouse primary mammary epithelial cells (PMECs), thus associating ERF with mammary oncogenesis. However, this study is in progress, so there are still no any safe conclusions.Furthermore, we examined the ERF role in the differentiation of trophoblast stem cells (TSCs) that contribute to the placenta formation, a process in which EMT procedure that we studied initially is very important. Homozygous deletion of the Erf in mice has been shown to block chorionic trophoblast differentiation leading to the failure of chorioallantoic fusion and embryo death. Fibroblast growth factor (FGF) signaling is important for the proper trophoblast stem cell (TSC) differentiation and development of the hemochorial placenta. Lack of Fgf2 promotes TSC differentiation while FGF4 or FGF2 is required for murine TSC maintenance. Employing molecular and cellular approaches we show here that low levels of Fgf2 mRNA can be detected ex vivo in TSC. This expression is repressed via direct interaction of ERF with the Fgf2 transcription unit, is increased in the absence of ERF and is decreased in the presence of an ERF mutation resistant to ERK phosphorylation. Fgf2 inhibition by ERF appears to be necessary for the proper differentiation of the chorionic trophoblast stem cells and may account for the Erf knock out phenotype. Finally, differentiation of ERF overexpressing TSC lines suggests that in addition to Fgf2 mediated effects Erf may have an additional role in the commitment of chorionic trophoblasts towards syncytiotrophoblast.Finally, it was shown that reduced dosage of ERF causes complex craniosynostosis (premature fusion of the cranial sutures) in humans and mice. Features of this newly recognized clinical disorder include multiple-suture synostosis, craniofacial dysmorphism, Chiari malformation and language delay. So within this wider work, here using chromatin immunoprecipitation in mouse embryonic fibroblasts (MEFs) and high-throughput sequencing (ChIP-seq), we find that ERF binds preferentially to elements away from promoters that contain RUNX or AP-1 motifs. This work identifies ERF as a novel regulator of osteogenic stimulation by RAS-ERK signaling, potentially by competing with activating ETS factors in multifactor transcriptional complexes.Ο ERF (Ets-2 Repressor Factor) είναι μεταγραφικός καταστολέας της οικογένειας των ETS γονιδίων, ο οποίος ρυθμίζεται από το μονοπάτι RTK/RAS/ERK. Τα μέλη της οικογένειας των ETS μεταγραφικών παραγόντων ελέγχουν σημαντικές βιολογικές διαδικασίες, όπως τον κυτταρικό πολλαπλασιασμό, τη διαφοροποίηση, την απόπτωση, την αιμοποίηση, την αγγειογένεση και την ογκογένεση. Αντίστοιχα λοιπόν και ο ERF θα μπορούσε να έχει ανάλογες ποικίλες δράσεις αφού το Erf γονίδιο εκφράζεται παντού στο αναπτυσσόμενο έμβρυο και σε όλους τους ιστούς στο ενήλικο και τις κυτταρικές σειρές που έχουν εξεταστεί. Η ERK-διαμεσολαβούμενη φωσφωρυλίωση του ERF έχει ως αποτέλεσμα την αλλαγή του υποκυτταρικού εντοπισμού του. Έτσι, η φωσφωρυλιωμένη μορφή του ERF (κάτω από μιτογόνες συνθήκες που η ERK είναι ενεργή) βρίσκεται στο κυτταρόπλασμα, ενώ όταν το Ras/Erk μονοπάτι αναστέλλεται, τότε ο ERF συσσωρεύεται γρήγορα στον πυρήνα, αποφωσφωρυλιώνεται και ασκεί τη δράση του ως μεταγραφικός παράγοντας, ρυθμίζοντας την έκφραση ποικίλων γονιδίων. Έχοντας ήδη πλέον ανακαλυφθεί η ρύθμιση του ERF αλλά και κάποιες βασικές του λειτουργίες, όπως η αναστολή του κυτταρικού κύκλου καταστέλλοντας το c-Myc με έναν Rb-εξαρτώμενο τρόπο, καθώς και η αναστολή του ets και ras επαγώμενου μετασχηματισμού και του σαρκώματος του Ewing’s σε κυτταρικά συστήματα, με την παρούσα διδακτορική διατριβή προχωρήσαμε τη μελέτη του ERF ένα βήμα παραπέρα. Συγκεκριμένα, μελετήθηκε ο ρόλος του ERF στην επιθηλιομεσεγχυματική μετάβαση (ΕΜΤ) και την ογκογένεση στο μαστό, καθώς επίσης και στη διαφοροποίηση των τροφοβλαστικών κυττάρων (TSCs), μία κρίσιμη διαδικασία κατά την πλακουντογένεση. Η επιθηλιομεσεγχυματική μετάβαση (ΕΜΤ) είναι μία καθοριστική διαδικασία στην πρόοδο του καρκίνου και τη μετάσταση, απαιτώντας τη συνεργασία των EGF/Ras και TGFβ σηματοδοτικών μονοπατιών σε πολλαπλά επίπεδα. Παρόλα αυτά, οι μοριακοί μηχανισμοί με τους οποίους η Ras σηματοδότηση συμβάλει στο ΕΜΤ, παραμένουν σε μεγάλο βαθμό άγνωστοι. Ως εκ τούτου, μελετήσαμε το κατά πόσον ο ERF είναι ικανός να παρεμβαίνει στο TGFβ-επαγόμενο ΕΜΤ σε επιθηλιακά κύτταρα μαστού (EpH4) που υπερεκφράζουν το ογκογόνο Ras (EpRas). Τα EpRas κύτταρα που υπερεκφράζουν τον ERF απέτυχαν να οδηγηθούν προς TGFβ-επαγόμενο ΕΜΤ, σχημάτισαν τρισδιάστατες σωληνοειδής δομές μέσα σε γέλη κολλαγόνου, και διατήρησαν την έκφραση επιθηλιακών μαρτύρων. Ανάλυση του μεταγραφήματος έδειξε ότι η TGFβ σηματοδότηση μέσω Smads ήταν κυρίως ανεπηρέαστη και ότι ο ERF ανέστειλε το TGFβ-επαγόμενο ΕΜΤ, μέσω καταστολής του Semaphorin-7a. Η αναστολή του Semaphorin-7a στα πατρικά EpRas κύτταρα ανέστειλε την ικανότητά τους να οδηγηθούν προς TGFβ-επαγόμενο ΕΜΤ. Τα αποτελέσματά μας προτείνουν ότι το ογκογόνο Ras μπορεί να παίζει έναν επιπλέον ρόλο στο ΕΜΤ μέσω του ERF, ρυθμίζοντας το Semaphorin-7a και παρέχοντας μία νέα διασύνδεση μεταξύ των Ras- και TGFβ- σηματοδοτικών μονοπατιών. Αφορμή από αυτά τα ευρήματα, ήταν να ξεκινήσει και η μελέτη απαλοιφής του Erf από το μαστό του ποντικού ή από τα ποντικίσια πρωτογενή μαστικά επιθηλιακά κύτταρα (PMECs), συσχετίζοντάς τον έτσι με την ογκογένεση του μαστού. Η μελέτη αυτή όμως είναι σε εξέλιξη, οπότε δεν υπάρχουν ακόμη κάποια ασφαλή συμπεράσματα. Επιπλέον, ασχοληθήκαμε με το ρόλο του ERF στη διαφοροποίηση των τροφοβλαστικών κυττάρων (TSCs), που συμβαίνει κατά την πλακουντογένεση, μία διαδικασία στην οποία παίζει αρκετά σημαντικό ρόλο το ΕΜΤ φαινόμενο που μελετήθηκε αρχικά παραπάνω. Η ομόζυγη απαλοιφή του Erf στο ποντίκι έχει δείξει παλιότερα ότι παρεμποδίζει τη χοριακή τροφοβλαστική διαφοροποίηση, οδηγώντας σε αποτυχία χοριοαλλαντοειδικής σύντηξης και εμβρυϊκό θάνατο. Η FGF σηματοδότηση είναι σημαντική για την κατάλληλη διαφοροποίηση των τροφοβλαστικών κυττάρων (TSCs) και την ανάπτυξη του αιμοχοριακού πλακούντα. Η απουσία του Fgf2 προάγει τη διαφοροποίηση των TSCs, ενώ ο FGF4 ή FGF2 απαιτούνται για τη διατήρηση των TSCs στα ποντίκια. Με μοριακές και κυτταρικές προσεγγίσεις δείξαμε εδώ ότι χαμηλά επίπεδα Fgf2 mRNA μπορούν να ανιχνευτούν ex vivo στα TSCs. Η έκφραση αυτή αναστέλλεται μέσω άμεσης αλληλεπίδρασης του ERF με την Fgf2 μεταγραφική μονάδα, αυξάνεται απουσία ERF και μειώνεται παρουσία μεταλλαγμένου ERF που είναι ανθεκτικός στη φωσφορυλίωση από την ERK. Η αναστολή του Fgf2 από τον ERF φαίνεται να είναι απαραίτητη για την κατάλληλη διαφοροποίηση των χοριακών τροφοβλαστικών κυττάρων (TSCs) και μπορεί να ευθύνεται για το φαινότυπο του Erf knock out. Τέλος, η διαφοροποίηση των TS κυτταρικών σειρών που υπερεκφράζουν ERF προτείνουν ότι πέραν από τις Fgf2 διαμεσολαβούσες επιρροές, το Erf μπορεί να έχει έναν επιπλέον ρόλο στη δέσμευση των χοριακών τροφοβλαστικών κυττάρων προς συγκυτιοτροφοβλάστες. Τέλος, δείχθηκε ότι μειωμένες δόσεις του ERF προκαλούν σύνθετη κρανιοσυνοστέωση (πρόωρο κλείσιμο κρανιακών ραφών) στον άνθρωπο και το ποντίκι. Χαρακτηριστικά αυτής της νέας αναγνωρισμένης κλινικής διαταραχής περιλαμβάνουν τη συνοστέωση ποικίλων κρανιακών ραφών, τη δυσμορφία κρανίου και προσώπου, τη δυσμορφία Chiari και γλωσσική καθυστέρηση. Στα πλαίσια λοιπόν αυτής της ευρύτερης δουλειάς, εδώ έγιναν πειράματα ανοσοκατακρήμνισης χρωματίνης σε ποντικίσιους εμβρυϊκούς ινοβλάστες (MEFs) και μεγάλης κλίμακας αλληλούχιση (ChIP-seq) και βρήκαμε ότι ο ERF προσδένεται κατά προτίμηση σε γενωμικά στοιχεία μακριά από υποκινητές, που περιλαμβάνουν RUNX και AP1 μοτίβα πρόσδεσης στο DNA. Η δουλειά αυτή ταυτοποιεί τον ERF ως ένα νέο ρυθμιστή της οστεογένεσης που επάγεται από RAS-ERK σηματοδότηση, πιθανώς συναγωνιζόμενος τους ETS παράγοντες ενεργοποίησης στα πολυπαραγοντικά μεταγραφικά συμπλέγματα

Reduced dosage of ERF causes complex craniosynostosis in humans and mice and links ERK1/2 signaling to regulation of osteogenesis

The extracellular signal-related kinases (ERK1/2) are key proteins mediating mitogen-activated protein kinase signaling downstream of RAS: phosphorylation of ERK1/2 leads to nuclear uptake and modulation of multiple targets(1). Here we show that reduced dosage of ERF, which encodes an inhibitory ETS transcription factor directly bound by ERK1/2 (refs 2-7), causes complex craniosynostosis (premature fusion of the cranial sutures) in humans and mice. Features of this newly recognized clinical disorder include multiple suture synostosis, craniofacial dysmorphism, Chiari malformation and language delay. Mice with functional Erf reduced to ~30% of normal exhibit postnatal multisuture synostosis; by contrast, embryonic calvarial development appears mildly delayed. Using chromatin immunoprecipitation in mouse embryonic fibroblasts and high-throughput sequencing, we find that ERF binds preferentially to distal regulatory elements containing RUNX or AP1 motifs. This work identifies ERF as a novel regulator of osteogenic stimulation by RAS-ERK signaling, potentially by competing with activating ETS factors in multifactor transcriptional complexes