Cell competition, apoptosis and tumour development

© 2015 UBC Press. The phenomenon of cell competition is an interactive process originally discovered in the imaginal discs of Drosophila; it is a developmental mechanism that identifies and eliminates cells that are weaker than their neighbours or have features that make them different or not well adapted to their surroundings. It appears to be an important homeostatic mechanism to contribute to the general fitness of developing tissues. Here we discuss some of the basic features of cell competition and then focus on results indicating that cell competition is responsible for the removal of malignant or aberrant cells that may appear during development, although in certain circumstances it can revert its role to promote tumour growth. We also consider several recent studies that indicate that cell competition also occurs in vertebrates where it performs similar functions.Peer Reviewe

The role of cell competition in tumour initiation and progression in Drosophila melanogaster

Tesis Doctoral inédita leída en la Universidad Autónoma de Madrid, Facultad de Ciencias, Departamento de Biología MolecularDurante el desarrollo de un organismo multicelular pueden aparecer mutaciones espontáneas o debidas a estrés ambiental. Si estas mutaciones aportan una ventaja proliferativa o de supervivencia podrían inducir la aparición de tumores. Teniendo en cuenta la gran cantidad de divisiones celulares que tienen lugar para el desarrollo de una persona, la tasa de mutación y el elevado número de oncogenes y genes supresores de tumores, es probable que la aparición de células tumorales sea frecuente. La aparición de tumores, sin embargo, no lo es. En Drosophila se describió el fenómeno de la competición celular, que garantiza la calidad de los tejidos. Su función principal es la identificación y eliminación de células aberrantes que puedan aparecer durante el desarrollo. Células con potencial tumoral también son detectadas por competición celular, lo que indica que este fenómeno puede tener un importante papel en la eliminación de tumores antes de ser clínicamente detectables. Hemos analizado el papel de la competición celular en el desarrollo de tumores en Drosophila. Demostramos que es capaz de eliminar células con la ruta endocítica alterada y gran potencial tumoral. Además, mostramos cómo un grupo suficientemente grande de células tumorales puede formar un microambiente protector que permite el crecimiento del tumor. En este trabajo describimos como la competición celular en la zona de interacción de las células tumorales y no tumorales puede promover el crecimiento del tumor tras la formación del microambiente. La competición celular genera una señalización mitogénica de las células apoptóticas que se traduce en una excesiva proliferación. En estas condiciones demostramos que células no tumorales son reclutadas al tumor, contribuyendo a su crecimiento. Hemos utilizado otro modelo tumoral para analizar la señalización mitogénica de las células apoptóticas. Por ahora hemos estudiado el papel de una señal, Wingless (Wg), y el mecanismo por el cual induce proliferación extra en células vecinas. Observamos que Wg debe difundir para inducir sobrecrecimientos en nuestro modelo tumoral. Esto lo consigue por la estimulación de la proliferación y por la generación de focos nuevos de células que expresen wg. Éste mecanismo podría explicar los sobrecrecimientos asociados a competición celular en otros modelos tumorales. Nuestros resultados sobre la señalización proliferativa de células apoptóticas indican que algunos tratamientos antitumorales pueden ser contraproducentes. Por último, hemos buscado nuevos elementos o funciones celulares que podrían mediar la identificación de células tumorales por competición celular.During the life of a multicellular organism mutations may arise spontaneously or due to environmental stress. The acquisition of a survival or a proliferative advantage by mutant cells could drive the appearance of tumours. These events are likely to be frequent in humans, taking into account the great number of cell divisions that take place, the mutation rate and the large amount of oncogenes and tumour suppressor genes. However, during the life of an individual, tumours rarely appear. A phenomenon was described in Drosophila that supervises the quality of tissues, termed cell competition. Its principal function is the identification and subsequent elimination of aberrant cells that may appear during development. This surveillance function includes the detection of potentially oncogenic cells. Thus cell competition may play an important role in eliminating tumours before they are clinically detectable. We have analysed the role of cell competition in Drosophila tumorigenesis. We show that cell competition eliminates oncogenic cells in which the endocytic machinery is impaired and with high tumorigenic potential. In addition, we find that if oncogenic cells form a sufficiently large group, they create a protective microenvironment that allows the growth of the tumour. We describe how cell competition occurring at the confrontation of tumour‐ and non‐tumour cells can promote the growth of the tumour once a protective microenvironment has been created. Interestingly, cell competition causes mitogenic signalling from apoptotic cells that in turn results in overproliferation. We show that under these circumstances non‐tumour cells are recruited to the tumour thus stimulating further growth. We have also used a different tumour model to analyse the mitogenic signalling from apoptotic cells. We have so far tested the role of a particular signal, Wingless, and the mechanism by which it can induce extra proliferation of adjacent cells. We propose that Wingless spread is needed to induce overgrowths when there is a continuous signalling from apoptotic cells both through the stimulation of proliferation and through the generation of novel foci of wingless‐expressing cells. This phenomenon could account for the overgrowths associated to cell competition in our tumour model. Our finding that apoptotic cells secrete proliferative signals responsible for tumour growth suggests that some of the current antitumour treatments administered to human patients may be counterproductive. Finally we have performed a screen to identify candidate cellular functions or elements that could be involved in the specific detection of tumour cells by cell competition

Options. Journal of the UNAB Financial Engineering Program. Volume 4 No. 7 June 2010

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Cell competition may function either as tumour-suppressing or as tumour-stimulating factor in Drosophila

Drosophila endocytosis-defective cells develop tumour overgrowths in the imaginal discs. We have analysed the tumorigenic potential of cells mutant for Rab5, a gene involved in endocytosis. We found that while a compartment entirely made by Rab5 mutant cells can grow indefinitely, clones of Rab5 cells surrounded by normal cells are eliminated by cell competition. However, when a group of about 400 cells are simultaneously made mutant for Rab5, they form an overgrowing tumour: mutant cells in the periphery are eliminated, but those inside survive and continue proliferating because they are beyond the range of cell competition. These results identify group protection as a mechanism to evade the tumour-suppressing function of cell competition in Drosophila. Furthermore, we find that the growth of the tumour depends to a large extent on the presence of apoptosis inside the tumour: cells doubly mutant for Rab5 and the proapoptotic gene dronc do not form overgrowing tumours. These results suggest that the apoptosis caused by cell competition acts as a tumour-stimulating factor, bringing about high levels of Jun N-terminal kinase and subsequently Wg/Dpp signalling and high proliferation levels in the growing tumour. We conclude that under these circumstances cell competition facilitates the progression of the tumour, thus reversing its normal antitumour role.Ministerio de Economia y Competitividad (BFU2008-03196, CSD2007-00008); Comunidad de Madrid (CELDEV S2006/SAL-0190); Fundación Ramón ArecesPeer Reviewe

Jornadas Nacionales de Robótica y Bioingeniería 2023: Libro de actas

Las Jornadas de Robótica y Bioingeniería de 2023 tienen lugar en la Escuela Técnica Superior de Ingeniería Industrial de la Universidad Politécnica de IVIadrid, entre los días 14 y 16 de junio de 2023. En este evento propiciado por el Comité Español de Automática (CEA) tiene lugar la celebración conjunta de las XII Jornadas Nacionales de Robótica y el XIV Simposio CEA de Bioingeniería. Las Jornadas Nacionales de Robótica es un evento promovido por el Grupo Temático de Robótica (GTRob) de CEA para dar visibilidad y mostrar las actividades desarrolladas en el ámbito de la investigación y transferencia tecnológica en robótica. Asimismo, el propósito de Simposio de Bioingeniería, que cumple ahora su decimocuarta dicción, es el de proporcionar un espacio de encuentro entre investigadores, desabolladores, personal clínico, alumnos, industriales, profesionales en general e incluso usuarios que realicen su actividad en el ámbito de la bioingeniería. Estos eventos se han celebrado de forma conjunta en la anualidad 2023. Esto ha permitido aunar y congregar un elevado número de participantes tanto de la temática robótica como de bioingeniería (investigadores, profesores, desabolladores y profesionales en general), que ha posibilitado establecer puntos de encuentro, sinergias y colaboraciones entre ambos. El programa de las jornadas aúna comunicaciones científicas de los últimos resultados de investigación obtenidos, por los grupos a nivel español más representativos dentro de la temática de robótica y bioingeniería, así como mesas redondas y conferencias en las que se debatirán los temas de mayor interés en la actualidad. En relación con las comunicaciones científicas presentadas al evento, se ha recibido un total de 46 ponencias, lo que sin duda alguna refleja el alto interés de la comunidad científica en las Jornadas de Robótica y Bioingeniería. Estos trabajos serán expuestos y presentados a lo largo de un total de 10 sesiones, distribuidas durante los diferentes días de las Jornadas. Las temáticas de los trabajos cubren los principales retos científicos relacionados con la robótica y la bioingeniería: robótica aérea, submarina, terrestre, percepción del entorno, manipulación, robótica social, robótica médica, teleoperación, procesamiento de señales biológicos, neurorehabilitación etc. Confiamos, y estamos seguros de ello, que el desarrollo de las jornadas sea completamente productivo no solo para los participantes en las Jornadas que podrán establecer nuevos lazos y relaciones fructíferas entre los diferentes grupos, sino también aquellos investigadores que no hayan podido asistir. Este documento que integra y recoge todas las comunicaciones científicas permitirá un análisis más detallado de cada una de las mismas