β-catenin do not localize with WNT destruction complex components in tankyrase inhibitor resistant HCT-15 colorectal cancer cells

Blant kaskader og signalveier i cellene har feil i WNT signalveien vist å ha stor betydning i kreftutvikling. I friske celler bytter signalveien på å være aktiv og inaktiv og regulerer på denne måten ulike systemer i cellene. Når mutasjoner oppstår medfører dette uttrykk av konstant aktiv WNT signalering. Tankyrase har vist seg å være et WNT signalaktiveringsprotein, og fungerer ved å markere AXIN1/2 for degradering. Ved å hemme tankyrase vil AXIN1/2 blir stabilisert og β-catenin proteinnivå vil synke med en følgende reduksjon av proliferasjon.Tarmkreft cellelinjen COLO 320DM har vist seg å være sensitiv mot tankyrase hemming hvor β-catenin blir merket for degradering av destruksjonskomplekset, men ikke alle tarmkreft cellelinjer er sensitive mot tankyrase hemming. Et eksempel på en resistent tarmkreft cellelinje er HCT-15. Målet med denne oppgaven er derfor å undersøke om β-catenin er lokalisert med WNT destruksjonskomplekskomponentene i HCT-15 celler, eller om separerte grupper av WNT destruksjonskomlekskomponenter holder β-catenin vekk fra komplekset, som av den grunn unngår å bli degradert.Analyser bekreftet kolokalisering mellom TNKS1/2, GSK3β og AXIN2 i cytoplasmamembranen i HCT-15 celler behandlet med tankyrase hemmende behandling, men β-catenin var ikke i disse kompleksene. Med MEK hemmende behandling ble både β-catenin og TNKS-kompleksene frigjort fra cytoplasmamembranen, og det ble observert sterk reduksjon i proliferasjonsraten.Likevel ble ikke β-catenin observert i TNKS-kompleksene, i tillegg til at protein nivået av β-catenin var upåvirket. Dette beviste at det er β-catenin uavhengig proliferasjon i HCT-15 celler, som igjen ble bekreftet ved esiRNA mediert fjerning av β-catenin. Hvilke mekanismer som kontrollerer proliferasjonen i HCT-15 celler er ikke fullstendig forstått, men resultatene i denne oppgaven gir en indikasjon på at EGFR signalveien og AXIN1/2 er involvert.

English. Among the cascades and signaling pathways inside the cells, defects found in the WNT/β-catenin signaling pathway play a significant role in human cancer. The WNT/β-catenin signaling pathway switches between an “on” and “off” state, however in cancer, mutations creates a constitutive active signaling. Over the last years researchers have drawn attention towards a poly-ADP ribose polymerase called tankyrase, which are found to activate the WNT/β-catenin signaling pathway through degradation of AXIN1/2 proteins. By inhibiting tankyrase, stabilization of AXIN1/2 decreases β-catenin protein levels with subsequent reduction in proliferation of many colorectal cancer cell lines.The COLO 320DM colorectal cancer cell line has shown to be sensitive to tankyrase inhibition (TNKSi), where β-catenin is subsequently targeted for degradation by the destruction complex. However, there are several colorectal cancer cell lines that are insensitive to TNKSi, where neither β-catenin nor proliferation is affected. The HCT- 15 colorectal cancer cell line is one such TNKSi resistant cell line. The aim of this thesis was therefore to investigate whether β-catenin is localized with WNT destruction complex components in HCT-15 cells, or whether separate pools of destruction complex components protect β-catenin from degradation.Analysis confirmed co-localization between TNKS1/2, GSK3β and AXIN2 in the cytoplasmic membrane upon TNKSi in HCT-15 cells. However, β-catenin was not under any tested condition co-localized with the destruction complex. Upon inhibition of MEK, a release of both TNKS1/2 containing complexes and β-catenin from the cell membrane occurred, with subsequent strong reduction in proliferation rate. However, β-catenin did not co-localize with the TNKS1/2 containing complexes. β-catenin protein levels were not affected by the MEKi, confirming a β-catenin independent proliferation, which was also confirmed by knock down of β-catenin. Which mechanisms controlling proliferation rate of HCT-15 cells are not fully understood, however results indicate that the EGFR-pathway and AXIN1/2 are involved.

submittedVersion

M-BIOTEK