Oncogenic role of plakophilin-1 in non-small cell lung cancer

Ingles: Plakophilin 1 (PKP1) is a member of the arm-repeat (armadillo) and plakophilin gene families and it is an essential component of the desmosomes. Although desmosomes have generally been associated with tumor suppressor functions, we have consistently observed that PKP1 is among the top overexpressed proteins in squamous cell lung cancer. To explore this paradox, we developed in vivo and in vitro functional models of PKP1 gain/loss in squamous cell lung cancer. CRISPR-Cas9 PKP1 knock-out severely impaired cell proliferation, but it increased cell dissemination. In addition, PKP1 overexpression increased cell proliferation, cell survival and in vivo xenograft engraftment. We further investigated the molecular mechanism of the mainly oncogenic function of PKP1 by combining transcriptomics, proteomics and protein-nucleic acid interaction assays. Interestingly, we found that PKP1 enhances MYC translation in collaboration with the translation initiation complex by binding to the 5’-UTR of MYC mRNA. We propose PKP1 as an oncogene in SqCLC and a novel post-transcriptional regulator of MYC. PKP1 may be a valuable diagnostic biomarker and potential therapeutic target for SqCLC. Importantly, PKP1 inhibition may indirectly target MYC, a primary anti-cancer target. Espanol: La proteina plakofilina-1 (PKP1), perteneciente a la familia de plakofilinas y a la familia armadillo (caracterizada por presentar una serie de dominios repetitivos), constituye un componente esencial en la estructura de los desmosomas celulares. Por lo general, en el contexto del cancer, los desmosomas se han asociado siempre a funciones relacionadas con la supresion tumoral. Pero, segun los datos obtenidos por nuestro grupo de investigacion, tanto propios como procedentes de bases de datos publicas, se puede concluir que PKP1 es una de las proteinas mas expresadas en cancer de pulmon de celulas escamosas. Con el objetivo de explorar esta paradoja, desarrollamos una serie de modelos funcionales de perdida o ganancia de expresion de PKP1, tanto in vitro como in vivo. Los resultados correspondientes a nuestro modelo de expresion nula, “Knock-out”, obtenido mediante Crispr-Cas9, mostraron un pronunciado descenso en la proliferacion celular y un aumento de la diseminacion celular con respecto a las celulas control. Ademas, la expresion de PKP1 incremento la proliferacion, la supervivencia, y la capacidad de formar tumores in vivo. Para estudiar en mayor profundidad el mecanismo molecular por el que PKP1 ejerce esta funcion oncogenica, combinamos experimentos de transcriptomica, proteomica y ensayos de interaccion acido nucleico-proteina. Los experimentos arrojaron una serie de resultados interesantes: encontramos que PKP1 aumenta la traduccion del oncogen MYC en colaboracion con el complejo de iniciacion de la traduccion, mediante su union a la 5´UTR del RNAm de dicho oncogen. A la luz de estos resultados, en esta tesis doctoral proponemos considerar a PKP1 como un posible oncogen en cancer de pulmon de celulas escamosas, asi como un regulador post-transcripcional de MYC hasta ahora no descrito. Ademas, PKP1 puede ser un buen marcador diagnostico de esta enfermedad e, incluso, una posible diana terapeutica. Es importante resenar que la inhibicion de PKP1 puede afectar de manera indirecta la expresion de MYC, una de las principales dianas que se investiga para la lucha contra el cancer.