eLife (Jan 2021)
Ral GTPases promote breast cancer metastasis by controlling biogenesis and organ targeting of exosomes
- Shima Ghoroghi,
- Benjamin Mary,
- Annabel Larnicol,
- Nandini Asokan,
- Annick Klein,
- Naël Osmani,
- Ignacio Busnelli,
- François Delalande,
- Nicodème Paul,
- Sébastien Halary,
- Frédéric Gros,
- Laetitia Fouillen,
- Anne-Marie Haeberle,
- Cathy Royer,
- Coralie Spiegelhalter,
- Gwennan André-Grégoire,
- Vincent Mittelheisser,
- Alexandre Detappe,
- Kendelle Murphy,
- Paul Timpson,
- Raphaël Carapito,
- Marcel Blot-Chabaud,
- Julie Gavard,
- Christine Carapito,
- Nicolas Vitale,
- Olivier Lefebvre,
- Jacky G Goetz,
- Vincent Hyenne
Affiliations
- Shima Ghoroghi
- ORCiD
- INSERM UMR_S1109, Tumor Biomechanics, Strasbourg, France; Université de Strasbourg, Strasbourg, France; Fédération de Médecine Translationnelle de Strasbourg (FMTS), Strasbourg, France
- Benjamin Mary
- ORCiD
- INSERM UMR_S1109, Tumor Biomechanics, Strasbourg, France; Université de Strasbourg, Strasbourg, France; Fédération de Médecine Translationnelle de Strasbourg (FMTS), Strasbourg, France
- Annabel Larnicol
- INSERM UMR_S1109, Tumor Biomechanics, Strasbourg, France; Université de Strasbourg, Strasbourg, France; Fédération de Médecine Translationnelle de Strasbourg (FMTS), Strasbourg, France
- Nandini Asokan
- ORCiD
- INSERM UMR_S1109, Tumor Biomechanics, Strasbourg, France; Université de Strasbourg, Strasbourg, France; Fédération de Médecine Translationnelle de Strasbourg (FMTS), Strasbourg, France
- Annick Klein
- INSERM UMR_S1109, Tumor Biomechanics, Strasbourg, France; Université de Strasbourg, Strasbourg, France; Fédération de Médecine Translationnelle de Strasbourg (FMTS), Strasbourg, France
- Naël Osmani
- ORCiD
- INSERM UMR_S1109, Tumor Biomechanics, Strasbourg, France; Université de Strasbourg, Strasbourg, France; Fédération de Médecine Translationnelle de Strasbourg (FMTS), Strasbourg, France
- Ignacio Busnelli
- INSERM UMR_S1109, Tumor Biomechanics, Strasbourg, France; Université de Strasbourg, Strasbourg, France; Fédération de Médecine Translationnelle de Strasbourg (FMTS), Strasbourg, France
- François Delalande
- ORCiD
- Laboratoire de Spectrométrie de Masse BioOrganique (LSMBO), IPHC UMR 7178, CNRS, Université de Strasbourg, Strasbourg, France
- Nicodème Paul
- ORCiD
- Université de Strasbourg, Strasbourg, France; Fédération de Médecine Translationnelle de Strasbourg (FMTS), Strasbourg, France; INSERM UMR_S1109, Genomax, Strasbourg, France
- Sébastien Halary
- CNRS, UMR 7245 MCAM, Muséum National d’Histoire Naturelle de Paris, Paris, France
- Frédéric Gros
- ORCiD
- INSERM UMR_S1109, Tumor Biomechanics, Strasbourg, France; Université de Strasbourg, Strasbourg, France; Fédération de Médecine Translationnelle de Strasbourg (FMTS), Strasbourg, France
- Laetitia Fouillen
- ORCiD
- Université de Bordeaux, CNRS, Laboratoire de Biogenèse Membranaire, UMR 5200, Villenave d'Ornon, France
- Anne-Marie Haeberle
- Centre National de la Recherche Scientifique, Université de Strasbourg, Institut des Neurosciences Cellulaires et Intégratives, Strasbourg, France
- Cathy Royer
- Plateforme Imagerie In Vitro, CNRS UPS 3156, Strasbourg, France
- Coralie Spiegelhalter
- ORCiD
- IGBMC Imaging Center CNRS (UMR7104)/ INSERM (U1258)/ Université de Strasbourg, Illkirch, France
- Gwennan André-Grégoire
- Team SOAP, CRCINA, INSERM, CNRS, Université de Nantes, Université d’Angers, Nantes, France; Integrated Center for Oncology, ICO, St-Herblain, France
- Vincent Mittelheisser
- INSERM UMR_S1109, Tumor Biomechanics, Strasbourg, France; Université de Strasbourg, Strasbourg, France; Fédération de Médecine Translationnelle de Strasbourg (FMTS), Strasbourg, France; Nanotranslational laboratory, Institut de Cancérologie Strasbourg Europe, Strasbourg, France
- Alexandre Detappe
- ORCiD
- Nanotranslational laboratory, Institut de Cancérologie Strasbourg Europe, Strasbourg, France; Équipe de synthèse pour l’analyse (SynPA), Institut Pluridisciplinaire Hubert Curien (IPHC), UMR7178, CNRS/Université de Strasbourg, Strasbourg, France
- Kendelle Murphy
- Vincent's Clinical School, Faculty of Medicine, University of New South Wales, Sydney, Australia; The Kinghorn Cancer Centre, Garvan Institute of Medical Research, Sydney, Australia
- Paul Timpson
- Vincent's Clinical School, Faculty of Medicine, University of New South Wales, Sydney, Australia; The Kinghorn Cancer Centre, Garvan Institute of Medical Research, Sydney, Australia
- Raphaël Carapito
- Université de Strasbourg, Strasbourg, France; Fédération de Médecine Translationnelle de Strasbourg (FMTS), Strasbourg, France; INSERM UMR_S1109, Genomax, Strasbourg, France
- Marcel Blot-Chabaud
- C2VN, INSERM 1263, Inrae 1260, Aix-Marseille Université, Marseille, France
- Julie Gavard
- ORCiD
- Team SOAP, CRCINA, INSERM, CNRS, Université de Nantes, Université d’Angers, Nantes, France; Integrated Center for Oncology, ICO, St-Herblain, France
- Christine Carapito
- ORCiD
- Laboratoire de Spectrométrie de Masse BioOrganique (LSMBO), IPHC UMR 7178, CNRS, Université de Strasbourg, Strasbourg, France
- Nicolas Vitale
- Centre National de la Recherche Scientifique, Université de Strasbourg, Institut des Neurosciences Cellulaires et Intégratives, Strasbourg, France
- Olivier Lefebvre
- ORCiD
- INSERM UMR_S1109, Tumor Biomechanics, Strasbourg, France; Université de Strasbourg, Strasbourg, France; Fédération de Médecine Translationnelle de Strasbourg (FMTS), Strasbourg, France
- Jacky G Goetz
- ORCiD
- INSERM UMR_S1109, Tumor Biomechanics, Strasbourg, France; Université de Strasbourg, Strasbourg, France; Fédération de Médecine Translationnelle de Strasbourg (FMTS), Strasbourg, France
- Vincent Hyenne
- ORCiD
- INSERM UMR_S1109, Tumor Biomechanics, Strasbourg, France; Université de Strasbourg, Strasbourg, France; Fédération de Médecine Translationnelle de Strasbourg (FMTS), Strasbourg, France; CNRS SNC5055, Strasbourg, France
- DOI
- https://doi.org/10.7554/eLife.61539
- Journal volume & issue
-
Vol. 10
Abstract
Cancer extracellular vesicles (EVs) shuttle at distance and fertilize pre-metastatic niches facilitating subsequent seeding by tumor cells. However, the link between EV secretion mechanisms and their capacity to form pre-metastatic niches remains obscure. Using mouse models, we show that GTPases of the Ral family control, through the phospholipase D1, multi-vesicular bodies homeostasis and tune the biogenesis and secretion of pro-metastatic EVs. Importantly, EVs from RalA or RalB depleted cells have limited organotropic capacities in vivoand are less efficient in promoting metastasis. RalA and RalB reduce the EV levels of the adhesion molecule MCAM/CD146, which favors EV-mediated metastasis by allowing EVs targeting to the lungs. Finally, RalA, RalB, and MCAM/CD146, are factors of poor prognosis in breast cancer patients. Altogether, our study identifies RalGTPases as central molecules linking the mechanisms of EVs secretion and cargo loading to their capacity to disseminate and induce pre-metastatic niches in a CD146-dependent manner.
Keywords