Roles of WIP and WICH/WIRE proteins in formation and maturation of invasive protrusions in human breast cancer cells

Metastasis is a multistep process wherein cancer cells separate from the primary tumour, cross the surrounding extracellular matrix (ECM), and disperse throughout the body to reach distant tissues where they proliferate and establish themselves as a secondary tumour. Metastasis involves several intracellular processes including signal cascades, some of which reorganize the actin cytoskeleton. Matrix-cell interaction is thus essential in the first steps of cancer progression, as it adapts internal signalling pathways in response to external stimuli from the ECM, modulating cell invasiveness and motility. Cancer cells develop specialised invasive membrane protrusions to migrate across the ECM. WIP (WASP-interacting protein) is located at these protrusions and its mRNA levels correlate to poor prognosis in diverse cancer types. WIP and the closely related WICH/WIRE interact with N-WASP, to form complexes that might participate in cancer invasion. In this study, we aimed to elucidate the contribution of WIP and WICH/WIRE to this invasive behaviour by examining 2D and 3D invasion by cancer cells that lack WIP or WICH/WIRE. WIP, but not WICH/WIRE, is highly expressed in basal B breast cancer cells in contrast to luminal cells. Although both proteins play supporting roles in cancer invasion by recruiting N-WASP and Nck, WIP might replace WICH/WIRE in this process. We demonstrate here that WIP and WICH/WIRE are implicated in efficient invasion of MDA-MB-231 breast cancer cells, by regulating adhesion and ECM remodelling through FAK and Src kinases. Furthermore, we suggest that WIP constitutes a therapeutic target in metastasis-directed treatment and a prognosis marker for breast cancer patients. El proceso de metastasis se compone de varios pasos a traves de los cuales las celulas tumorales se separan del tumor inicial o primario, invaden a traves de la matriz extracelular que rodea al tumor, y se dispersan hacia tejidos distantes, donde proliferan y establecen un tumor secundario. Hay muchos procesos intracelulares que regulan la metastasis, incluyendo cascadas de senalizacion, algunas de las cuales estan implicadas en la reorganizacion del citoesqueleto de actina. Por tanto, la interaccion de la celula con la matriz extracelular es esencial en los primeros pasos de la progresion tumoral, ya que esta interaccion contribuye a la adaptacion de vias de senalizacion intracelulares en respuesta a estimulos externos procedentes de la matriz, contribuyendo asi a modular la invasividad y motilidad celulares. Las celulas tumorales desarrollan protrusiones de la membrana especializadas para invadir y migrar a traves de la matriz extracelular. WIP (del ingles ? WASP-interacting protein? ) se localiza en estas protrusiones, y los niveles de expresion de su ARN mensajero se correlacionan con una mala prognosis en varios tipos de cancer. WIP y WICH/WIRE (otro miembro de la familia WIP) interaccionan con N-WASP, formando un complejo que podria participar en el proceso de invasion tumoral. En este estudio, nos propusimos elucidar la contribucion de WIP y WICH/WIRE en el comportamiento invasivo de celulas tumorales deficientes en WIP o WICH/WIRE. Solo WIP se expresa de forma abundante en celulas de cancer de mama de fenotipo basal B, a diferencia de aquellas de fenotipo luminal. Aunque ambas proteinas contribuyen al reclutamiento de N-WASP y Nck contribuyendo asi a la invasion, WIP es capaz de reemplazar a WICH/ WIRE en este proceso. En este estudio demostramos ademas que WIP y WICH/WIRE son necesarias para que las celulas MDA-MB-231 invadan de forma eficiente, ya que a traves de las kinasas FAK y Src regulan la adhesion celular y la degradacion de la matriz extracelular. Ademas, proponemos que WIP podria utilizarse como marcador pronostico y diana terapeutica en pacientes de cancer de mama metastasico.