Vies de senyalització regulades per les Presenilines en càncer de pell: paper del receptor d'EGF

Abstract

Mutacions autosòmiques dominants en els gens de presenilines (PS) són la principal causa d'Alzheimer familiar hereditari. Aquestes mutacions alteren el metabolisme de l'APP i la generació del pèptid &#946;-amiloide, el qual s'acumula en forma de plaques en el cervell dels malalts d´Alzheimer. Les PS són les unitats catalítiques del complex enzimàtic &#947;-secretasa, responsable de la proteòlisi de proteïnes tipus I, entre elles l'APP i Notch. A més del seu important paper en la patologia de la malaltia d´Alzheimer, les PS regulen processos de proliferació ja que la seva inactivació produeix tumors epitelials en ratolins a través de mecanismes moleculars poc coneguts. Degut a l'important paper del receptor d'EGF (EGFR) en processos oncogènics, varem hipotetitzar que les PS podien alterar la transformació cel·lular en part mitjançant la regulació de la via de senyalització de l´EGFR.<br/>Els resultats obtinguts indiquen que la inactivació de les PS en fibroblasts causa transformació cel·lular que és específicament bloquejada amb un inhibidor de l'EGFR. Observarem un increment en l'expressió i senyalització de l'EGFR degut a un retard en la degradació a causa d'alteracions en els processos d'ubiquitinització/deubiquitinització d'aquest receptor. La regulació de PS sobre EGFR depèn de l'activitat de la E3 ubiquitina lligasa Fbw7. En aquest treball hem descrit per primera vegada que la pèrdua de funció de PS ocasiona un excés en la transcripció gènica de Fbw7, el qual regula positivament els nivells d'EGFR. Aquests resultats són innovadors ja que, tot i que Fbw7 actua com gen supressor de tumors en altres teixits, en aquest cas està promovent transformació cel·lular sent la primera vegada que es descriu un increment en els nivells de Fbw7 en un procés tumoral epitelial. Aquests resultats són corroborats en un model de ratolí induïble amb deficiència específica d'ambdues PS en pell (ePS cDKO), que ha estat generat en el desenvolupament d'aquest treball. Els ratolins ePS cDKO desenvolupen espontàniament tumors escatosos (SCC) a la pell del coll i presenten susceptibilitat a desenvolupar tumors en front a l'exposició a agents citotòxics.<br/>En aquesta tesi doctoral s'ha descrit que la pèrdua de funció de PS en pell té greus conseqüències en l'homeòstasi epitelial ja que l'absència de PS produeix el desenvolupament de SCC que porta a la mort dels animals a una edat màxima de 2.5-3 mesos d'edat. Aquest fenotip és degut a la desregulació de la via de senyalització de Notch, &#946;-catenina i EGFR, tenint aquest últim un paper cabdal segons els resultats obtinguts en aquest treball. El paper central de PS en la regulació de les diferents vies de senyalització esmentades suggereix que PS és un important gen supressor de tumors.

Dominant autosomic mutations of presenilin (PS) genes are the most important cause of familiar Alzheimer disease. These mutations modify APP metabolism and &#946;-amiloid peptide generation, which is accumulated forming plaques on the brain of Alzheimer disease patients. Presenilins are the catalytic unit of &#947;-secretase enzymatic complex, responsible of proteins type I proteolysis, such as APP and Notch. Besides their important role on Alzheimer disease, PS regulate proliferation processes since its inactivation on mice leads to development of epithelial tumor through poor understood molecular mechanisms. Due to the important role of EGF receptor (EGFR) on tumoral processes we hypothesized that presenilin could be involved on cellular transformation in part by regulating EGFR signaling pathway. <br/>Results obtained in this work indicate that inactivation of PS in fibroblasts cause cellular transformation that is specifically blocked by using an EGFR inhibitor. We observed an increase of EGFR expression and signaling due to a delayed degradation caused by an alteration of ubiquitination and de-ubiquitination processes. Regulation of EGFR by PS is depending of E3 ubiquitin ligase Fbw7 activity. This work describes for first time that lost of PS function leads to increased transcription of Fbw7, which positively regulates EGFR levels. These results are pioneering since, whereas Fbw7 is a tumor suppressor gene in other tissues, in skin it promotes cellular transformation being the first time that is described an increase of Fbw7 levels in skin tumor. These results are corroborated in a mice model inducible and conditional with PS deletion in skin (ePS cDKO), which has been generated during the development of this study. <br/>ePS cDKO mice develop spontaneously squamous cell carcinoma (SCC) in neck skin area and show increased tumor susceptibility in front of cytotoxic agents. <br/>This thesis has described that lost of PS function in skin has drastic consequences on epithelial homeostasis since PS deficiency leads to development of SCC and causes death of animals at 2.5-3 moths of age. This phenotype is due to a deregulation of Notch, &#946;-catenin and EGFR signaling pathways, where the last one has the most important role in accordance to the results obtained in this study. Key role of PS in regulation of several pathways suggest PS as an important tumor suppressor gene.