Role of EphB receptors in intestinal epithelial cell positioning and colorectal cancer progression

Abstract

In the intestinal epithelium, Wnt signaling drives the expression of the genes encoding tyrosine kinase receptors EphB2 and EphB3 and represses the expression of their membrane-tethered ligands, ephrin-Bs. Eph-ephrin interactions result in cellular repulsion and are involved in boundary formation. The project of this thesis is to understand the mechanism by which EphB−ephrin-B signals restrict cell positioning of cell types (cell sorting) in the normal intestinal epithelium and suppress colorectal cancer (CRC) progression beyond the earliest stages. We have demonstrated that at the onset of CRC EphB receptors impair the expansion of tumor cells through a mechanism dependent on E-cadherin–mediated adhesion. We show that EphB-mediated compartmentalization restricts the spreading of EphB+ tumor cells into ephrin-B1+ territories in vitro and in vivo. Our results indicate that CRC cells must silence EphB expression to avoid repulsive interactions imposed by normal ephrin-B1+ intestinal cells at the onset of tumorigenesis. We have discovered that cell sorting is the outcome of two integrated mechanisms: cell contraction/repulsion and differential cell adhesion. The latter is the driving force to induce EphB/ephrin-B−mediated cell compartmentalization. We have developed in vitro models to analyze the mechanisms that induce E-cadherin remodeling upon EphB activation. We found RhoA, p120-catenin and the metalloproteinase ADAM10 as downstream effectors of EphB signaling involved in the control of cell sorting in CRC cells.

A l'epiteli intestinal, la ruta de senyalització Wnt indueix l'expressió dels gens que codifiquen per als receptors tirosina kinasa EphB2 i EphB3 i reprimeixen la dels seus lligands transmembrana, efrines de tipus B. Les interaccions Eph-efrina causen repulsió cel·lular i estan implicades en la formació de fronteres entre compartiments. La finalitat d'aquesta tesi és entendre el mecanisme pel qual la senyalització per EphB−efrina-B restringeix el posicionament dels diferents tipus cel·lulars a l'epiteli intestinal normal i suprimeix la progressió del càncer colorectal (CRC) en els primer estadis. Hem demostrat que, a l’inici del CRC, els receptors EphB restringeixen l'expansió de les cèl·lules tumorals a través d'un mecanisme depenent d'adhesió intercel·lular a través d’E-cadherina. En aquest treball es mostra in vitro i in vivo que la compartimentalització mitjançada per la senyalització dels receptors EphB restringeix l’invasió de les cèl·lules tumorals EphB+ als territoris efrina-B+. Aquests resultats indiquen que les cèl·lules de CRC han de silenciar l’expressió d'EphB per evitar les interaccions repulsives imposades per les cèl·lules intestinals normals efrina-B+ circumdants al començament del procés de tumorigènesi. Hem pogut discernir que el reordenament cel·lular per senyals EphB−efrina-B és el resultat de dos mecanismes integrats: la contracció/repulsió intercel·lular i l’adhesió diferencial entre diferents poblacions cel·lulars. Aquesta última és la força principal que condueix a la compartimentalització cel·lular mitjançada per EphB−efrina-B. Hem desenvolupat models in vitro per analitzar els mecanismes que provoquen el remodelament de la E-cadherina sota la senyalització per EphB. Presentem RhoA, p120-catenina i ADAM10 com a efectors de la senyalització de la ruta EphB implicats en el control de la compartimentalització cel·lular en el CRC.

Programa de doctorat en Biomedicina