Orai2 modulates store-operated Ca2+ entry and cell cycle progression in breast cancer cells

Abstract

El cáncer de mama es una enfermedad heterogénea desde el punto de vista histológico y de expresión molecular, y esta heterogeneidad determina la agresividad del cáncer. La entrada de Ca2+ operada por almacenamiento (SOCE), un mecanismo importante para la entrada de Ca2+ en células no excitables, se remodela significativamente en las células cancerosas y desempeña un papel importante en el desarrollo y el apoyo de diferentes características del cáncer. Los canales CRAC (Ca2+ release-activated Ca2+) operados por almacenamiento están compuestos predominantemente por Orai1, pero se ha descrito que la participación de las subunidades Orai2 y Orai3 modula la magnitud de las respuestas de Ca2+. Aquí aportamos pruebas de una expresión heterogénea de Orai2 entre diferentes líneas celulares de cáncer de mama. En las líneas celulares de cáncer de mama HER2 y triple negativo SKBR3 y BT20, respectivamente, donde la expresión de Orai2 fue mayor, Orai2 modula la magnitud de SOCE y sostiene las oscilaciones de Ca2+ en respuesta al carbachol. Curiosamente, en estas células Orai2 modula la activación de NFAT1 y NFAT4 en respuesta a concentraciones altas y bajas de agonista. Finalmente, hemos encontrado que, en células con alta expresión de Orai2, el knockdown de Orai2 conduce a la detención del ciclo celular en la fase G0-G1 y disminuye la resistencia a la apoptosis tras el tratamiento con cisplatino. En conjunto, estos hallazgos indican que, en células de cáncer de mama con una alta expresión de Orai2, Orai2 desempeña un papel funcional relevante en las señales de Ca2+ evocadas por agonistas, la proliferación celular y la resistencia a la apoptosis.

Breast cancer is a heterogeneous disease from the histological and molecular expression point of view, and this heterogeneity determines cancer aggressiveness. Store-operated Ca2+ entry (SOCE), a major mechanism for Ca2+ entry in non-excitable cells, is significantly remodeled in cancer cells and plays an important role in the development and support of different cancer hallmarks. The store-operated CRAC (Ca2+ release-activated Ca2+) channels are predominantly comprised of Orai1 but the participation of Orai2 and Orai3 subunits has been reported to modulate the magnitude of Ca2+ responses. Here we provide evidence for a heterogeneous expression of Orai2 among different breast cancer cell lines. In the HER2 and triple negative breast cancer cell lines SKBR3 and BT20, respectively, where the expression of Orai2 was greater, Orai2 modulates the magnitude of SOCE and sustain Ca2+ oscillations in response to carbachol. Interestingly, in these cells Orai2 modulates the activation of NFAT1 and NFAT4 in response to high and low agonist concentrations. Finally, we have found that, in cells with high Orai2 expression, Orai2 knockdown leads to cell cycle arrest at the G0-G1 phase and decreases apoptosis resistance upon cisplatin treatment. Altogether, these findings indicate that, in breast cancer cells with a high Orai2 expression, Orai2 plays a relevant functional role in agonist-evoked Ca2+ signals, cell proliferation and apoptosis resistance.