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Chavrier P, Mamessier É, Aulas A. [Stress granules, emerging players in cancer research]. Med Sci (Paris) 2021; 37:735-741. [PMID: 34491181 DOI: 10.1051/medsci/2021109] [Citation(s) in RCA: 1] [Impact Index Per Article: 0.3] [Reference Citation Analysis] [Abstract] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Indexed: 11/14/2022] Open
Abstract
Cancer cells are submitted to numerous stresses during tumor development, such as hypoxia, lack of nutrient, oxidative stress, or mechanical constriction. A complex mechanism termed the integrated stress response (ISR) occurs allowing cell survival. This mechanism leads to the formation of membraneless cytoplasmic structures called stress granules. The hypothesis that these structures play a major role during tumorigenesis has recently emerged. Here, we describe the biological function of stress granules and of proteins that their formation. We also present the current evidences for their involvement in the development of tumors and in the tumor resistance to cancer drugs. Finally, we discuss the interest of targeting stress granule formation to enhance treatment efficiency in order to delay tumor progression.
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Affiliation(s)
- Pauline Chavrier
- Laboratoire d'oncologie prédictive, Centre de recherche en cancérologie de Marseille (CRCM), Unité mixte de rechercheInserm 1068, CNRS UMR7258, Institut Paoli-Calmettes, Aix-Marseille Université, 27 boulevard Leï Roure, 13009 Marseille, France
| | - Émilie Mamessier
- Laboratoire d'oncologie prédictive, Centre de recherche en cancérologie de Marseille (CRCM), Unité mixte de rechercheInserm 1068, CNRS UMR7258, Institut Paoli-Calmettes, Aix-Marseille Université, 27 boulevard Leï Roure, 13009 Marseille, France
| | - Anaïs Aulas
- Laboratoire d'oncologie prédictive, Centre de recherche en cancérologie de Marseille (CRCM), Unité mixte de rechercheInserm 1068, CNRS UMR7258, Institut Paoli-Calmettes, Aix-Marseille Université, 27 boulevard Leï Roure, 13009 Marseille, France
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Adjibade P, Simoneau B, Ledoux N, Gauthier WN, Nkurunziza M, Khandjian EW, Mazroui R. Treatment of cancer cells with Lapatinib negatively regulates general translation and induces stress granules formation. PLoS One 2020; 15:e0231894. [PMID: 32365111 PMCID: PMC7197775 DOI: 10.1371/journal.pone.0231894] [Citation(s) in RCA: 14] [Impact Index Per Article: 3.5] [Reference Citation Analysis] [Abstract] [MESH Headings] [Grants] [Track Full Text] [Download PDF] [Figures] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 01/31/2020] [Accepted: 04/02/2020] [Indexed: 12/22/2022] Open
Abstract
Stress granules (SG) are cytoplasmic RNA granules that form during various types of stress known to inhibit general translation, including oxidative stress, hypoxia, endoplasmic reticulum stress (ER), ionizing radiations or viral infection. Induction of these SG promotes cell survival in part through sequestration of proapoptotic molecules, resulting in the inactivation of cell death pathways. SG also form in cancer cells, but studies investigating their formation upon treatment with chemotherapeutics are very limited. Here we identified Lapatinib (Tykerb / Tyverb®), a tyrosine kinase inhibitor used for the treatment of breast cancers as a new inducer of SG in breast cancer cells. Lapatinib-induced SG formation correlates with the inhibition of general translation initiation which involves the phosphorylation of the translation initiation factor eIF2α through the kinase PERK. Disrupting PERK-SG formation by PERK depletion experiments sensitizes resistant breast cancer cells to Lapatinib. This study further supports the assumption that treatment with anticancer drugs activates the SG pathway, which may constitute an intrinsic stress response used by cancer cells to resist treatment.
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Affiliation(s)
- Pauline Adjibade
- Département de Biologie Moléculaire, Biochimie Médicale et Pathologie, Centre de Recherche en Cancérologie, Centre de Recherche du CHU de Québec, Faculté de Médecine, Université Laval, Québec, Parti Québécois, Canada
| | - Bryan Simoneau
- Département de Biologie Moléculaire, Biochimie Médicale et Pathologie, Centre de Recherche en Cancérologie, Centre de Recherche du CHU de Québec, Faculté de Médecine, Université Laval, Québec, Parti Québécois, Canada
| | - Nassim Ledoux
- Département de Biologie Moléculaire, Biochimie Médicale et Pathologie, Centre de Recherche en Cancérologie, Centre de Recherche du CHU de Québec, Faculté de Médecine, Université Laval, Québec, Parti Québécois, Canada
| | - William-Naud Gauthier
- Département de Biologie Moléculaire, Biochimie Médicale et Pathologie, Centre de Recherche en Cancérologie, Centre de Recherche du CHU de Québec, Faculté de Médecine, Université Laval, Québec, Parti Québécois, Canada
| | - Melisse Nkurunziza
- Département de Biologie Moléculaire, Biochimie Médicale et Pathologie, Centre de Recherche en Cancérologie, Centre de Recherche du CHU de Québec, Faculté de Médecine, Université Laval, Québec, Parti Québécois, Canada
| | - Edouard W. Khandjian
- Département de Psychiatrie et de Neurosciences, Centre de Recherche, Institut Universitaire en Santé mentale de Québec, Faculté de Médecine, Université Laval, Québec, Parti Québécois, Canada
| | - Rachid Mazroui
- Département de Biologie Moléculaire, Biochimie Médicale et Pathologie, Centre de Recherche en Cancérologie, Centre de Recherche du CHU de Québec, Faculté de Médecine, Université Laval, Québec, Parti Québécois, Canada
- * E-mail:
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Adjibade P, St-Sauveur VG, Quevillon Huberdeau M, Fournier MJ, Savard A, Coudert L, Khandjian EW, Mazroui R. Sorafenib, a multikinase inhibitor, induces formation of stress granules in hepatocarcinoma cells. Oncotarget 2016; 6:43927-43. [PMID: 26556863 PMCID: PMC4791277 DOI: 10.18632/oncotarget.5980] [Citation(s) in RCA: 60] [Impact Index Per Article: 7.5] [Reference Citation Analysis] [Abstract] [Key Words] [Track Full Text] [Download PDF] [Figures] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 07/13/2015] [Accepted: 10/04/2015] [Indexed: 01/14/2023] Open
Abstract
Stress granules (SGs) are cytoplasmic RNA multimeric bodies that form under stress conditions known to inhibit translation initiation. In most reported stress cases, the formation of SGs was associated with the cell recovery from stress and survival. In cells derived from cancer, SGs formation was shown to promote resistance to either proteasome inhibitors or 5-Fluorouracil used as chemotherapeutic agents. Despite these studies, the induction of SGs by chemotherapeutic drugs contributing to cancer cells resistance is still understudied. Here we identified sorafenib, a tyrosine kinase inhibitor used to treat hepatocarcinoma, as a potent chemotherapeutic inducer of SGs. The formation of SGs in sorafenib-treated hepatocarcionoma cells correlates with inhibition of translation initiation; both events requiring the phosphorylation of the translation initiation factor eIF2α. Further characterisation of the mechanism of sorafenib-induced SGs revealed PERK as the main eIF2α kinase responsible for SGs formation. Depletion experiments support the implication of PERK-eIF2α-SGs pathway in hepatocarcinoma cells resistance to sorafenib. This study also suggests the existence of an unexpected complex regulatory balance between SGs and phospho-eIF2α where SGs dampen the activation of the phospho-eIF2α-downstream ATF4 cell death pathway.
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Affiliation(s)
- Pauline Adjibade
- Centre de Recherche du toCHU de Québec, Université Laval, Québec, PQ, Canada.,Département de Biologie Moléculaire, Biochimie Médicale et Pathologie, Faculté de Médecine, Université Laval, Québec, PQ, Canada.,Centre de Recherche en Cancérologie de l'Université Laval, Université Laval, Québec, PQ, Canada
| | - Valérie Grenier St-Sauveur
- Centre de Recherche du toCHU de Québec, Université Laval, Québec, PQ, Canada.,Département de Biologie Moléculaire, Biochimie Médicale et Pathologie, Faculté de Médecine, Université Laval, Québec, PQ, Canada.,Centre de Recherche en Cancérologie de l'Université Laval, Université Laval, Québec, PQ, Canada
| | - Miguel Quevillon Huberdeau
- Centre de Recherche du toCHU de Québec, Université Laval, Québec, PQ, Canada.,Département de Biologie Moléculaire, Biochimie Médicale et Pathologie, Faculté de Médecine, Université Laval, Québec, PQ, Canada.,Centre de Recherche en Cancérologie de l'Université Laval, Université Laval, Québec, PQ, Canada
| | - Marie-Josée Fournier
- Centre de Recherche du toCHU de Québec, Université Laval, Québec, PQ, Canada.,Département de Biologie Moléculaire, Biochimie Médicale et Pathologie, Faculté de Médecine, Université Laval, Québec, PQ, Canada.,Centre de Recherche en Cancérologie de l'Université Laval, Université Laval, Québec, PQ, Canada
| | - Andreanne Savard
- Centre de Recherche du toCHU de Québec, Université Laval, Québec, PQ, Canada.,Département de Biologie Moléculaire, Biochimie Médicale et Pathologie, Faculté de Médecine, Université Laval, Québec, PQ, Canada.,Centre de Recherche en Cancérologie de l'Université Laval, Université Laval, Québec, PQ, Canada
| | - Laetitia Coudert
- Centre de Recherche du toCHU de Québec, Université Laval, Québec, PQ, Canada.,Département de Biologie Moléculaire, Biochimie Médicale et Pathologie, Faculté de Médecine, Université Laval, Québec, PQ, Canada.,Centre de Recherche en Cancérologie de l'Université Laval, Université Laval, Québec, PQ, Canada
| | - Edouard W Khandjian
- Centre de Recherche, Institut Universitaire en Santé Mentale de Québec, Université Laval, Québec, PQ, Canada.,Département de Psychiatrie et de Neurosciences, Faculté de Médecine, Université Laval, Québec, PQ, Canada
| | - Rachid Mazroui
- Centre de Recherche du toCHU de Québec, Université Laval, Québec, PQ, Canada.,Département de Biologie Moléculaire, Biochimie Médicale et Pathologie, Faculté de Médecine, Université Laval, Québec, PQ, Canada.,Centre de Recherche en Cancérologie de l'Université Laval, Université Laval, Québec, PQ, Canada
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