Role of SNX1 and SNX2 proteins in MET receptor signaling in colorectal cancer cells

Abstract

Abstract : The deregulation of the receptor tyrosine kinase (RTK) MET is closely related to the etiology and progression of colorectal cancer (CRC). The signaling pathways associated with MET activation promote proliferation, survival, migration, and invasion of tumor cells. Several mechanisms can contribute to deregulating MET signaling, for example, the modulation of the intracellular trafficking of the receptor. Interacting with MET in the endocytic pathway, there are the trafficking proteins sorting nexins (SNX). Recently it was demonstrated that SNX1 and SNX2 are cleaved during apoptosis, mainly by initiator caspases, which becomes a relevant event when tumoral cells are resistant to apoptosis. Consequently, we proposed that the activity of initiator caspases in apoptosis-resistant cells contributes to their tumorigenic and metastatic capacities because of the cleavage of proteins that regulate the intracellular trafficking of MET. We studied the effect of downregulating SNX1 and SNX2 (as an analogy to their cleavage) on MET signaling and the tumorigenic and metastatic features of the HCT116 CRC cell line. Our results showed that eliminating or decreasing SNX1 and SNX2 expression brought, as a consequence, an increase in MET activation after stimulation with its ligand hepatocyte growth factor (HGF). Moreover, the phosphorylation levels of the Akt kinase, a readout of its activation, were higher in the SNX1/2 KO cells, despite an activated mutation in PI3K in HCT116 cells. Thus, we attributed the MET-induced enhanced Akt phosphorylation to the disruption of regulatory mechanisms of this pathway after the KO of SNX1 and SNX2. Subtle modifications in morphology, such as the prevalence of membrane protrusions were observed in KO cells without impacting their growth rate or the migration potential. However, the growth in the absence of anchorage was partially affected, where the KO cells formed a lesser number of colonies but that were bigger. Additionally, the response to TRAIL-induced apoptosis was not modified at steady-state, but HGF stimulation had a protective effect on the KO cells. In conclusion, our results demonstrated that downregulation of the trafficking proteins SNX1 and SNX2 potentiated MET signaling, which mainly impacted the response to TRAIL-induced apoptosis of HCT116 cells.

La dérégulation du récepteur tyrosine kinase (RTK) MET est liée à l’étiologie et la progression du cancer colorectal (CCR). Les voies de signalisation associées à l’activation de MET peuvent promouvoir la prolifération, la survie, la migration et l’invasion des cellules tumorales. Un des mécanismes qui contribuent à la dérégulation de la signalisation de MET est la modulation du trafic intracellulaire du récepteur. Les protéines SNX1 et SNX2 interagissent avec MET et elles sont importantes pour le routage endocytique de celui-ci. Il a été démontré que SNX1 et SNX2 sont clivées pendant l’apoptose par les caspases initiatrices, ce qui devient un événement pertinent quand les cellules tumorales sont résistantes à ce type de mort cellulaire. Ainsi, nous proposons que l'activité des caspases initiatrices dans les cellules cancéreuses résistantes à l'apoptose favorise leur tumorigenicité et leur capacité métastatique, en clivant les protéines régulant le routage intracellulaire de MET. Nous avons étudié l’effet de réguler négativement SNX1 et SNX2 (comme une analogie à leur clivage), sur la signalisation de MET et des caractéristiques tumorigéniques et métastatiques des cellules de CCR humain, HCT116. Nos résultats ont montré que l’élimination ou la diminution de l’expression de SNX1 et SNX2 entraîne une phosphorylation plus grande de MET, à la suite de la stimulation par son ligand le facteur de croissance des hépatocytes (HGF). En aval de MET, aussi les niveaux de phosphorylation d’Akt ont été plus élevés dans les cellules SNX1/2 KO, même quand les cellules HCT116 présentent une mutation activatrice dans la protéine PI3K. Nous avons attribué cette réponse à la disruption, après le KO de SNX1 et SNX2, des mécanismes de régulation négative de cette voie de signalisation. La modification la plus remarquable dans la morphologie des cellules a été la prévalence de protrusions à la membrane des cellules KO, sans aucun impact sur la croissance des cellules et le potentiel de migration. Cependant, la croissance en absence d’ancrage a été altérée dans les cellules KO qui ont formées moins de colonies mais de plus grande taille que les colonies formées par des cellules parentales. De plus, la réponse à l’apoptose induite par TRAIL n’a pas été modifiée à l’état basal, mais la stimulation avec HGF a eu un effet protecteur dans les cellules KO. Somme toute, nos résultats ont démontré que la régulation négative des protéines SNX1 et SNX2 a renforcé la signalisation du récepteur MET, ce qui a eu un impact sur la réponse à l’apoptose induite par TRAIL dans les cellules HCT116.