[en] Calpain-2 belongs to a family of pleiotropic Cys-proteases with modulatory rather than degradative functions. Calpain overexpression has been controversially correlated with poor prognosis in several cancer types, including colorectal carcinoma. However, the mechanisms of substrate-recognition, calpain-2 regulation/ deregulation and specific functions in colorectal carcinoma remain elusive. Herein, calpain subcellular distribution was studied as a key event for substrate-recognition and consequently, for calpain-mediated function. We describe a new localization for calpain-2 in the nucleoli of colorectal carcinoma cells. Calpain-2 nucleolar distribution resulted dependent on its enzymatic activity and on the mutational status of KRAS. In KRAS WT/- cells serum-starvation induced calpain-2 expression, nucleolar accumulation and increased binding to the rDNA-core promoter and intergenic spacer, concomitant with a reduction in pre-rRNA levels. Depletion of calpain-2 by specific siRNA prevented pre-rRNA down-regulation after serum removal. Conversely, ribosomal biogenesis proceeded in the absence of serum in unresponsive KRAS G13D/- cells whose calpain-2 expression, nucleolar localization and rDNA-occupancy remained unchanged during the time-course of serum starvation. We propose here that nucleolar calpain-2 might be a KRAS-dependent sensor to repress ribosomal biogenesis in growth limiting conditions. Under constitutive activation of the pathway commonly found in colorectal carcinoma, calpain-2 is deregulated and tumor cells become insensitive to the extracellular microenvironment.

[es] La calpaína 2 pertenece a una familia de Cys-proteasas pleiotrópicas que no son consideradas como un sistema degradativo, sino que "procesan" sus sustratos. La sobreexpresión de las calpaínas se ha relacionado con mal pronóstico en varios tipos de cáncer, incluyendo el cáncer colorrectal. Sin embargo, los mecanismos de reconocimiento de sustrato, de regulación/desregulación y las funciones específicas en el cáncer colorrectal permanecen sin resolver. En este trabajo, se estudió la distribución subcelular de la calpaína como mecanismo clave en el reconocimiento de sustratos y, en consecuencia, para la propia actividad calpaína. En concreto, demostramos una nueva localización de la calpaína 2 en el nucleolo de células de cáncer colorrectal. Observamos que la distribución nucleolar de la calpaína 2 es dependiente de su actividad enzimática y del estado mutacional de KRAS. En células KRAS WT/-, la ausencia de suero induce la expresión de la calpaína 2, su acumulación nucleolar y un aumento de su unión al promotor del rDNA y al espaciador intergénico, al tiempo que disminuyen los niveles de pre-rRNA. La ausencia de calpaína 2 por siRNA específico previene la disminución en los niveles de 47s pre-rRNA tras la retirada de suero. Por el contrario, la biogénesis ribosomal se mantiene inalterada en células KRAS G13D/- en las que la expresión, localización nucleolar y unión al rDNA de la calpaína 2 permanece sin cambios durante el crecimiento en ausencia de suero. Proponemos que la calpaína 2 nucleolar podría ser un sensor dependiente de KRAS para reprimir la biogénesis ribosomal en condiciones de crecimiento limitante. En condiciones de activación constitutiva de las vías de señalización como las que comúnmente se encuentran en el cáncer colorrectal, la calpaína 2 está desregulada y las células tumorales se vuelven insensibles al entorno extracelular.