Endothelial calcium firing mediates the extravasation of metastatic tumor cells
Marina Peralta,
Amandine Dupas,
Annabel Larnicol,
Olivier Lefebvre,
Ruchi Goswami,
Tristan Stemmelen,
Anne Molitor,
Raphael Carapito,
Salvatore Girardo,
Naël Osmani,
Jacky G. Goetz
Affiliations
Marina Peralta
Tumor Biomechanics lab, INSERM UMR_S1109, Strasbourg, France; Université de Strasbourg, Strasbourg, France; Fédération de Médecine Translationnelle de Strasbourg (FMTS), Strasbourg, France; Corresponding author
Amandine Dupas
Tumor Biomechanics lab, INSERM UMR_S1109, Strasbourg, France; Université de Strasbourg, Strasbourg, France; Fédération de Médecine Translationnelle de Strasbourg (FMTS), Strasbourg, France
Annabel Larnicol
Tumor Biomechanics lab, INSERM UMR_S1109, Strasbourg, France; Université de Strasbourg, Strasbourg, France; Fédération de Médecine Translationnelle de Strasbourg (FMTS), Strasbourg, France
Olivier Lefebvre
Tumor Biomechanics lab, INSERM UMR_S1109, Strasbourg, France; Université de Strasbourg, Strasbourg, France; Fédération de Médecine Translationnelle de Strasbourg (FMTS), Strasbourg, France
Ruchi Goswami
Max Planck Institute for the Science of Light & Max-Planck-Zentrum für Physik und Medizin, Erlangen, Germany
Tristan Stemmelen
Université de Strasbourg, Strasbourg, France; Fédération de Médecine Translationnelle de Strasbourg (FMTS), Strasbourg, France; Laboratoire d’ImmunoRhumatologie Moléculaire, Plateforme GENOMAX, Institut national de la santé et de la recherche médicale (INSERM) UMR_S 1109, Institut thématique interdisciplinaire (ITI) de Médecine de Précision de Strasbourg Transplantex NG, Faculté de Médecine, Fédération Hospitalo-Universitaire OMICARE, Strasbourg, France; Service d'Immunologie Biologique, Plateau Technique de Biologie, Pôle de Biologie, Nouvel Hôpital Civil, Hôpitaux Universitaires de Strasbourg, 1 Place de l'Hôpital, 67091 Strasbourg, France
Anne Molitor
Laboratoire d’ImmunoRhumatologie Moléculaire, Plateforme GENOMAX, Institut national de la santé et de la recherche médicale (INSERM) UMR_S 1109, Institut thématique interdisciplinaire (ITI) de Médecine de Précision de Strasbourg Transplantex NG, Faculté de Médecine, Fédération Hospitalo-Universitaire OMICARE, Strasbourg, France
Raphael Carapito
Université de Strasbourg, Strasbourg, France; Fédération de Médecine Translationnelle de Strasbourg (FMTS), Strasbourg, France; Laboratoire d’ImmunoRhumatologie Moléculaire, Plateforme GENOMAX, Institut national de la santé et de la recherche médicale (INSERM) UMR_S 1109, Institut thématique interdisciplinaire (ITI) de Médecine de Précision de Strasbourg Transplantex NG, Faculté de Médecine, Fédération Hospitalo-Universitaire OMICARE, Strasbourg, France; Service d'Immunologie Biologique, Plateau Technique de Biologie, Pôle de Biologie, Nouvel Hôpital Civil, Hôpitaux Universitaires de Strasbourg, 1 Place de l'Hôpital, 67091 Strasbourg, France
Salvatore Girardo
Max Planck Institute for the Science of Light & Max-Planck-Zentrum für Physik und Medizin, Erlangen, Germany
Naël Osmani
Tumor Biomechanics lab, INSERM UMR_S1109, Strasbourg, France; Université de Strasbourg, Strasbourg, France; Fédération de Médecine Translationnelle de Strasbourg (FMTS), Strasbourg, France; Corresponding author
Jacky G. Goetz
Tumor Biomechanics lab, INSERM UMR_S1109, Strasbourg, France; Université de Strasbourg, Strasbourg, France; Fédération de Médecine Translationnelle de Strasbourg (FMTS), Strasbourg, France; Corresponding author
Summary: Metastatic dissemination is driven by genetic, biochemical, and biophysical cues that favor the distant colonization of organs and the formation of life-threatening secondary tumors. We have previously demonstrated that endothelial cells (ECs) actively remodel during extravasation by enwrapping arrested tumor cells (TCs) and extruding them from the vascular lumen while maintaining perfusion. In this work, we dissect the cellular and molecular mechanisms driving endothelial remodeling. Using high-resolution intravital imaging in zebrafish embryos, we demonstrate that the actomyosin network of ECs controls tissue remodeling and subsequent TC extravasation. Furthermore, we uncovered that this cytoskeletal remodeling is driven by altered endothelial-calcium (Ca2+) signaling caused by arrested TCs. Accordingly, we demonstrated that the inhibition of voltage-dependent calcium L-type channels impairs extravasation. Lastly, we identified P2X4, TRP, and Piezo1 mechano-gated Ca2+ channels as key mediators of the process. These results further highlight the central role of endothelial remodeling during the extravasation of TCs and open avenues for successful therapeutic targeting.