Involvement of Galectin-3 in cellular trafficking of transmembrane mucin MUC1 and its associated receptor EGFR in pancreatic cancer cells

L’adénocarcinome pancréatique canalaire est un cancer de mauvais pronostic avec une survie à 5 ans inférieure à 5% et une médiane de survie d’environ 6 mois. Dès les stades précoces de la carcinogenèse pancréatique, la mucine membranaire MUC1, glycoprotéine de haute masse moléculaire, est surexprimée et présente des anomalies de distribution cellulaire, essentiellement une délocalisation membranaire vers le pôle basolatéral et une rétention à l’intérieur de la cellule. Sachant que MUC1 est capable d’interagir avec l’EGFR et de jouer un rôle sur la transduction des signaux, cette séquestration pourrait être à l’origine de signaux oncogéniques et est utilisée par les pathologistes comme indicateur de malignité après ponction sur des lésions pancréatiques. Cependant, les mécanismes permettant cette rétention cytoplasmique ne sont pas connus. Des études antérieures du laboratoire ont montré que le trafic de certaines glycoprotéines vers la membrane apicale des cellules épithéliales était dépendant de la Galectine 4. Dans ce travail, nous nous intéresserons à la Galectine 3, lectine endogène susceptible d’interagir avec les motifs glycanniques des mucines et aussi des récepteurs membranaires. Cette Galectine est surexprimée dans le cancer pancréatique et son expression est corrélée à une forte agressivité tumorale dans d’autres cancers. Le but de ce travail a été dans un premier temps de mettre au point des lignées cellulaires pancréatiques polarisées CAPAN-1 Knocked-down pour la Galectine-3. Dans un second temps d’étudier l’implication de la Galectine-3 : (i) dans le trafic intracellulaire de MUC1 et l’EGFR (ii) dans l’interaction entre MUC1 et l’EGFR (iii) sur les voies de signalisation de l’EGFR.Les résultats montrent que les cellules tumorales pancréatiques CAPAN-1 présentent les anomalies de distribution cellulaire de MUC1 observées dans les tumeurs pancréatiques humaines, notamment la rétention de MUC1 à l’intérieur des cellules. Le silencing de la Galectine-3 entraîne la disparition de cette anomalie de distribution cellulaire, MUC1 retrouvant la distribution membranaire normale. Nous avons montré que l’inhibition de l’expression de la Galectine-3 est associée (i) à une augmentation de la translocation nucléaire de l’EGFR (ii) à une inhibition de l’endoyctose de MUC1 et de l’EGFR en condition de sevrage. Ce phénomène s’accompagne d’une augmentation de l’interaction entre MUC1 et l’EGFR et d’une activation accrue de ce récepteur tyrosine kinase lorsqu’il est soumis à l’EGF : augmentation de la phosphorylation de l’EGFR et augmentation de la phosphorylation des MAPK Erk1 et 2. Mots clés : Galectine, Mucine, EGFR, cancer, endocytose, translocation nucléairePancreatic ductal adenocarcinoma (PDAC) is thought to derive from the epithelial ductal cells. In physiological state, the transmembrane mucin MUC1 is expressed at the apical pole where it protects the cell, senses the environment and modulates signal transduction notably by interacting with EGFR. In tumor cells, the localization of MUC1 is modified. MUC1 expression at the membrane becomes circumferential and accumulates in the cytoplasm. This sequestration is thought to deliver oncogenic signals to the cell, and is used by pathologists as an indicator of malignancy. Since it was previously demonstrated that endogenous lectins, especially galectin-3 (Gal-3) and -4, control the apical targeting of glycoproteins in epithelial cells, our aim was to study the role of Gal-3 in the control of MUC1 expression topography in PDAC, and in the cell invasiveness in vitro. Results/expected results: In control cells, we observed a strong MUC1 labeling in cytoplasm as in pathologic conditions. MUC1 was partially co-localized with M6PR in late endosomes. In KD cells, invalidation of Gal-3 led to a strong decrease of MUC1 cytoplasmic labeling. Gal-3 down-regulation is associated with a decrease of both MUC1 and EGFR protein levels by WB. However, KD Gal-3 cells expressed 2-fold higher levels of phosphoY1173EGFR in response to EGF treatment. Preliminary results showed that KD Gal-3 cells lost their in vitro invasive phenotype.Conclusions: Our data showed that Gal-3 is responsible for MUC1 cytoplasmic retention in pancreatic tumor cells. Silencing of Gal-3 promotes MUC1 localization at the cell membrane, and increases EGF-induced EGFR phosphorylation.keywords : Galectine, Mucine, EGFR, cancer, endocytose, translocation nucléair