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Demonstrating a role of paxillin in adherens junction strengthening and in premalignant to malignant progression

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Abstract(s)

Breast cancer poses a substantial threat to women worldwide, often preceded by premalignant lesions that hold potential for progression to invasive cancer. However, accurately predicting which premalignant lesions will progress remains a significant challenge. This study addresses this issue by unravelling the intricate interplay between adherens junctions (AJs) and focal adhesions (FAs) in the progression of premalignant breast cells to invasive cancer. Both AJs and FAs are complex, multifunctional protein assemblies linked to the actin cytoskeleton. Recent advancements in mass spectrometry and adhesion-specific enrichment techniques have elucidated hundreds of proteins constituting integrin and cadherin adhesomes. Nevertheless, these adhesomes compositions are highly variable across cell types and experimental conditions. Despite their traditional distinction, AJs and FAs share numerous signalling molecules, including Paxillin, and are mechanosensitive structures, capable of transducing mechanical cues into transcriptional regulation of cellular processes. Utilizing a human mammary epithelial cell line with conditional Src protooncogene activation, which recapitulates molecular processes in breast cancer progression, the CRC group demonstrated that before undergoing Epithelial to Mesenchymal transition, premalignant MCF10A-ER-Src cells experience a transient state characterized by actomyosin stress fiber accumulation associated with larger FAs, exclusively to cells with E-cadherin/P-cadherin-positive adherens junctions. This mechanical stiffening promotes cell proliferation and amplifies Src activation, propelling cells toward a fully transformed state. In this project we aimed to investigate the influence of Src activation on FA dynamics in premalignant MCF10A-ER-Src cells connected through AJs and to investigate the role of FA component Paxillin, in the progression from premalignant to malignant. The findings obtained are directly aligned with our previous research as the measurements performed on FAs unveils that Src activation triggers the assembly of larger FAs associated with polarized stress fibers in premalignant MCF10A-ER-Src cells connected through AJs. Alongside, we showed that knocking down Paxillin could be an effective tool to weaken FAs strengthening.
O Cancro de Mama representa uma ameaça significativa para as mulheres em todo o mundo, frequentemente precedido por lesões pré-malignas que têm o potencial de progredir para cancro invasivo. Contudo, prever com precisão quais destas lesões pré-malignas irão progredir continua a ser um desafio. Este estudo aborda esta questão desvendando a complexa interação entre junções aderentes (AJs do inglês adherens junctions) e as adesões focais (FAs do inglês focal adhesions) na progressão de pré-malignidade para malignidade em células mamárias. Tanto AJs como FAs são complexos proteicos multifuncionais interligados pelo citoesqueleto de actina. Avanços recentes em técnicas de espectrometria de massa assim como métodos de enriquecimento específicos de aderência têm elucidado centenas de proteínas que constituem os adessomas de integrinas e caderinas. No entanto, a composição destes adessomas varia significamente entre tipos de células e condições experimentais. Apesar de serem tradicionalmente distintos, AJs e FAs partilham numerosas moléculas de sinalização, incluindo a Paxilina, e são complexos mecano-sensiveis, capazes de transduzir sinais mecânicos na regulação transcriptional de processos celulares. Utilizando uma linha de células epiteliais mamárias humanas com ativação conditional do proto-oncogene Src, que recapitula os processos moleculares na progressão do cancro de mama, o grupo CRC demonstrou que, antes de passar pela transição epitelial para mesenquimal, as células pré-malignas MCF10A-ERSrc passam por um estado transitório caracterizado pela acumulação de fibras de stress de actomiosina associadas a FAs de maiores dimensões, exclusivamente em células com unidas por AJs positivas para E-caderina e P-caderina. Este comportamento foi associado a aumento de rigidez celular que por consequência promove a proliferação celular e amplificação da ativação de Src, impulsionando a as células para um estado completamente transformado. Neste projecto, tivemos como objetivo investigar a influência da ativação de Src na dinâmica das FAs em células pré-malignas MCF10A-ER-Src conectadas através de AJs e o papel do componente das FAs, Paxilina, na progressão de pré-maligno para maligno. Os resultados obtidos estão alinhados com observações anteriores, uma vez que as medições realizadas nas FAs revelam que a ativação de Src desencadeia a montagem de FAs de maiores dimensões associadas a fibras de stress polarizadas em células pré-malignas MCF10A-ER-Src interligadas por AJs. Além disso, demonstramos que a inibição de Paxilina poderá ser uma ferramenta eficaz para afetar a resistência das FAs.

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Cancro de mama Celulas pre-malignas Adesões focais Juncões aderentes Mecanotransducao Paxilina

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