A Ror2/Snail1 signaling axis controls colorectal tumor formation and chemoresistance

Abstract

El factor de transcripció Snail1 és un dels reguladors més importants de la EMT i controla la invasió i la quimioresistència de cèl·lules tumorals. L’expressió d’Snail1 en cèl·lules tumorals ha estat associada a una mala prognosi i un augment de la resistència a quimioteràpia. La exacta regulació d’Snail1 en cèl·lules tumorals no ha estat encara identificada, tot i que l’expressió d’Snail1 pot induir-se en cèl·lules tumorals i fibroblasts per diferents factors extracel·lulars, com ara TGF-β o factors Wnt. Les vies Wnt canònica i no canònica s’activen pels factors Wnt, que poden diferenciar-se en canònics o no canònics. Ambdues vies usen un receptor comú, Fz, però difereixen en el co-receptor, LRP5/6 per la canònica i Ror2 per la no canònica. Ambdues vies utilitzen també efectors downstream comuns, com ara Dvl2 o Fyn, tot i que la resposta final és diferent. Mentre la via canònica promou l’estabilització de β-catenina, la no canònica promou la seva degradació. Tot i això, resultats previs del nostre laboratori han demostrat que ambdues vies, canònica i no canònica, regulen un grup comú de gens associats a EMT, incloent Snail1. En aquest estudi, hem trobat que la via de Wnt no canònica, i no TGF-β, regula l’expressió d’Snail1 en cèl·lules tumorals de colon. Com a conseqüència, el knock-down de Ror2 redueix l’expressió d’Snail1, reduint la transcripció i l’estabilitat de la proteïna. Ror2 i Snail1 participen en un loop positiu d’activació, ja que la depleció de Ror2 també redueix la producció de Wnt5a. A més, l’estimulació amb Wnt5a indueix l’expressió de Wnt5a, Ror2, Snail1 i Fz2. Aquest loop d’autoactivació format per Ror2 i Snail1 controla la invasió, el creixement tumoral i la quimioresistència a cisplatí. La inhibició de la senyalització per Wnt5a amb inhibidors de la Porcupina redueixen els nivells d’Snail1, Ror2 i Wnt5a i bloqueja la resistència a cisplatí en cèl·lules que expressen Snail1. Aquests resultats descriuen que l’expressió d’Snail1 en cèl·lules tumorals de colon està controlada per un loop d’autoactivació de la senyalització no canònica de Wnt que també controla la invasió tumoral i la quimioresistència. Per tant, inhibidors d’aquesta via podrien ser útils per prevenir la progressió del càncer de colon, la metàstasis i la quimioresistència.

El factor de transcripción Snail1 es uno de los principales reguladores de la EMT y controla la invasión y la quimioresistencia de células tumorales. La expresión de Snail1 en células tumorales ha sido asociada a mala prognosis y un augmento de la resistencia a quimioterapia. La exacta regulación de Snail1 en células tumorales no ha sido aun identificada, aunque la expresión de Snail1 puede inducirse en células tumorales y fibroblastos por distintos factores extracelulares, como TGF-β o factores Wnt. Las vías Wnt canónica y no canónica se activan por factores Wnt, que pueden diferenciarse en canónicos o no canónicos. Ambas vías usan un receptor común, Fz, pero difieren en el co-receptor, LRP5/6 para la canónica y Ror2 para la no canónica. Ambas vías usan también efectores downstream comunes, como Dvl2 o Fyn, aunque la respuesta final es diferente. Mientras la vía canónica promueve la estabilización de β-catenina, la no canónica promueve su degradación. Aun así, resultados previos de nuestro laboratorio han demostrado que ambas vías, canónica y no canónica, regulan un grupo común de genes relacionados con EMT, incluyendo Snail1. En este estudio hemos encontrado que la vía de Wnt no canónica, y no TGF-β, regula la expresión de Snail1 en células tumorales de colon. Como consecuencia, el knock-down de Ror2 reduce la expresión de Snail1, reduciendo la transcripción y la estabilidad de la proteína. Ror2 y Snail1 participan en un loop positivo de activación, ya que la depleción de Ror2 también reduce la producción de Wnt5a. Además, la estimulación con Wnt5a induce la expresión de Wnt5a, Ror2, Snail1 y Fz2. Este loop de autoactivación formado por Rro2 y Snail1 controla la invasión, el crecimiento tumoral y la quimioresistencia a cisplatino. La inhibición de la señalización por Wnt5a con inhibidores de la Porcupina reducen los niveles de Snail1, Ror2 y Wnt5a y bloquea la resistencia a cisplatino en células que expresan Snail1. Estos resultados describen que la expresión de Snail1 en células tumorales de colon está controlada por un loop de autoactivación de la señalización no canónica de Wnt que también controla la invasión tumoral y la quimioresistencia. Por tanto, inhibidores de esta vía podrían ser útiles para prevenir la progresión del cáncer de colon, la metástasis y la quimioresistencia.

Snail1 transcriptional factor is a key driver of EMT and controls invasion and chemo-resistance of cancer cells. Snail1 expression in tumor cells has been associated to a poor prognosis and increased resistance to chemotherapy. The exactly regulation of Snail1 in tumor cells has not been identified although several extracellular factors can induce Snail1 expression in different tumor cells and fibroblasts, such as TGF-β or Wnt factors. Canonical and non-canonical Wnt pathways are activated by Wnt factors, that can be differentiated between canonical and non-canonical Wnts. Both use a common receptor, Fz, but differ in the co-receptor, LRP5/6 for the canonical and Ror2 in the non-canonical. Both pathways also us common downstream effectors, such as Dvl2 or Fyn, although the final response is totally different. While canonical pathway promotes the stabilization of β-catenin, non-canonical Wnts promote its degradation. However, previous results of our lab have demonstrated that both, canonical and non-canonical Wnt pathways regulate a common subset of genes associated to EMT, including Snail1. In this work we have found that non-canonical Wnt pathway, and not TGF- β, is regulating Snail1 expression in colon tumor cells. Accordingly, Ror2 knock-down decreases Snail1 expression, reducing transcription and protein stability. Ror2 and Snail1 participate in a positive feedback loop, since Ror2 depletion decreases Wnt5a production. By itself, Wnt5a induces the expression of Wnt5a, Ror2, Snail1and Fz2. This Ror2/Snail1 autoactivation loop controls invasion, tumor growth and chemoresistance to cisplatin. Inhibition of Wnt5a signaling with Porcupine inhibitors decreases Snail1, Ror2 and Wnt5a expression and reduces the resistance to cisplatin in Snail1-expressing cells. Together, these results described that Snail1 expression in colon tumor cells is controlled by an autoactivated non-canonical Wnt signaling that also controls invasion and chemoresistance. Thus, inhibitors of this pathway may be useful to prevent colon tumor progression, metastasis and chemoresistance.