NO1, a New Sigma 2 Receptor/TMEM97 Fluorescent Ligand, Downregulates SOCE and Promotes Apoptosis in the Triple Negative Breast Cancer Cell Lines

Abstract

ANTECEDENTES: Recientemente se ha publicado la estructura del receptor Sigma 2/TMEM97 (σ2RTMEM97). (2, 3)

MÉTODOS Y RESULTADOS: Utilizamos enfoques genéticos y bioquímicos para identificar el mecanismo molecular aguas abajo de σ2R/TMEM97. El nuevo ligando fluorescente σ2R/TMEM97, NO1, redujo la proliferación y la supervivencia de las líneas celulares de cáncer de mama triple negativo (TNBC: líneas celulares MDA-MB-231 y MDA-MB-468), debido a la apoptosis inducida por NO1. También se demostró una mayor bioacumulación y una captación más rápida de NO1 en las células MDA-MB-231 en comparación con las líneas celulares MCF10A o MCF7. En consecuencia, la elevada expresión de σ2R/TMEM97 se confirmó mediante Western blotting. A diferencia de NO1, otros ligandos σ2R/TMEM97, como SM21 y PB28, potenciaron la proliferación y migración de las células MDA-MB-231. La entrada de calcio operada por almacenamiento (SOCE) es crucial para diferentes características del cáncer. Aquí demostramos que NO1, pero no otros ligandos σ2R/TMEM97, redujo la SOCE en células MDA-MB-231. Del mismo modo, el silenciamiento de TMEM97 en células MDA-MB-231 también afectó a SOCE. La administración de NO1 redujo la interacción STIM1-Orai1, probablemente al afectar al efecto regulador positivo de σ2R/TMEM97 sobre STIM1, ya que no pudimos detectar interacción con Orai1. (4)

CONCLUSIONES: σ2R/TMEM97 es una proteína clave para la supervivencia de las células de cáncer de mama triple negativo mediante la promoción de SOCE; por lo tanto, NO1 puede convertirse en una buena herramienta farmacológica para evitar su proliferación.

BACKGROUND: The structure of the Sigma 2 receptor/TMEM97 (σ2RTMEM97) has recently been reported. (2, 3)

METHODS AND RESULTS: We used genetic and biochemical approaches to identify the molecular mechanism downstream of σ2R/TMEM97. The novel σ2R/TMEM97 fluorescent ligand, NO1, reduced the proliferation and survival of the triple negative breast cancer cell lines (TNBC: MDA-MB-231 and MDA-MB-468 cell lines), due to NO1-induced apoptosis. Greater bioaccumulation and faster uptake of NO1 in MDA-MB-231 cells compared to MCF10A or MCF7 cell lines were also shown. Accordingly, elevated σ2R/TMEM97 expression was confirmed by Western blotting. In contrast to NO1, other σ2R/TMEM97 ligands, such as SM21 and PB28, enhanced MDA-MB-231 cell proliferation and migration. Store-operated calcium entry (SOCE) is crucial for different cancer hallmarks. Here, we show that NO1, but not other σ2R/TMEM97 ligands, reduced SOCE in MDA-MB-231 cells. Similarly, TMEM97 silencing in MDA-MB-231 cells also impaired SOCE. NO1 administration downregulated STIM1-Orai1 interaction, probably by impairing the positive regulatory effect of σ2R/TMEM97 on STIM1, as we were unable to detect interaction with Orai1. (4)

CONCLUSION: σ2R/TMEM97 is a key protein for the survival of triple negative breast cancer cells by promoting SOCE; therefore, NO1 may become a good pharmacological tool to avoid their proliferation.