Abstract Extracellular vesicles (EVs), through their complex cargo, can reflect the state of their cell of origin and change the functions and phenotypes of other cells. These features indicate strong biomarker and therapeutic potential and have generated broad interest, as evidenced by the steady year‐on‐year increase in the numbers of scientific publications about EVs. Important advances have been made in EV metrology and in understanding and applying EV biology. However, hurdles remain to realising the potential of EVs in domains ranging from basic biology to clinical applications due to challenges in EV nomenclature, separation from non‐vesicular extracellular particles, characterisation and functional studies. To address the challenges and opportunities in this rapidly evolving field, the International Society for Extracellular Vesicles (ISEV) updates its ‘Minimal Information for Studies of Extracellular Vesicles’, which was first published in 2014 and then in 2018 as MISEV2014 and MISEV2018, respectively. The goal of the current document, MISEV2023, is to provide researchers with an updated snapshot of available approaches and their advantages and limitations for production, separation and characterisation of EVs from multiple sources, including cell culture, body fluids and solid tissues. In addition to presenting the latest state of the art in basic principles of EV research, this document also covers advanced techniques and approaches that are currently expanding the boundaries of the field. MISEV2023 also includes new sections on EV release and uptake and a brief discussion of in vivo approaches to study EVs. Compiling feedback from ISEV expert task forces and more than 1000 researchers, this document conveys the current state of EV research to facilitate robust scientific discoveries and move the field forward even more rapidly.

Exosomes are secreted extracellular vesicles (EVs) carrying diverse cargos, which can modulate recipient cell behaviour. They are thought to derive from intraluminal vesicles formed in late endosomal multivesicular bodies (MVBs). An alternate exosome formation mechanism, which is conserved from fly to human, is described here, with exosomes carrying unique cargos, including the GTPase Rab11, generated in Rab11-positive recycling endosomal MVBs. Release of these exosomes from cancer cells is increased by reducing Akt/mechanistic Target of Rapamycin (mTORC1) signalling or depleting the key metabolic substrate glutamine, which diverts membrane flux through recycling endosomes. The resulting vesicles promote tumour cell proliferation and turnover, and modulate blood vessel networks in xenograft mouse models in vivo. Their growth-promoting activity, which is also observed in vitro, is Rab11a-dependent, involves ERK-MAPK-signalling and is inhibited by antibodies against Amphiregulin, an EGFR ligand concentrated on these vesicles. Therefore, glutamine depletion or mTORC1 inhibition stimulates release of Rab11a-exosomes with pro-tumorigenic functions, which we propose promote stress-induced tumour adaptation.

Tumor hypoxia is associated with poor patient outcomes in estrogen receptor-alpha positive breast cancer. Hypoxia is known to affect tumor growth by reprogramming metabolism and regulating amino acid (AA) uptake. Here we show that the glutamine transporter, SNAT2, is the AA transporter most frequently induced by hypoxia in breast cancer and it is regulated by HIF1α both in-vitro and in-vivo in xenografts. SNAT2 induction in MCF7 cells was also regulated by ERα but it became predominantly a HIF-1α-dependent gene under hypoxia. Relevant to this, binding sites for both HIF-1α and ERα overlap in SNAT2 cis-regulatory elements. In addition, the downregulation of SNAT2 by the ER antagonist fulvestrant was reverted in hypoxia. Overexpression of SNAT2 in-vitro to recapitulate the levels induced by hypoxia caused enhanced growth, particularly after ERα inhibition, in hypoxia, or when glutamine levels were low. SNAT2 upregulation in-vivo caused complete resistance to anti-estrogen and, partially, anti-VEGF therapies. Finally, high SNAT2 expression levels correlate with HIF-1α and worse outcome in patients given anti-estrogen therapy. Our findings show a switch in regulation of SNAT2 between ERα and HIF-1α, leading to endocrine resistance in hypoxia. Development of drugs targeting SNAT2 may be of value for a subset of hormone-resistant breast cancer.

Abstract Rationale There is an important clinical need to improve the treatment of high risk localized and locally advanced prostate cancer (PCa), and to reduce the side effects of these treatments. We hypothesized that multi-modality therapy combining radiotherapy and vascular-targeted photodynamic therapy (VTP) could PCa tumour control compared against monotherapy with each of these treatments alone. This could provide proof-of-concept to take to the clinic. VTP is a focal therapy for localized PCa, which rapidly destroys targeted tumors through vascular disruption. Tumor vasculature is characterized by vessel immaturity, increased permeability, aberrant branching and inefficient flow. Fractionated radiotherapy (FRT) alters the tumor microenvironment and promotes transient vascular normalization. Objective We investigated whether sequential delivery of FRT followed by VTP 7 days later improves PCa tumor control compared to monotherapy with FRT or VTP alone. Findings FRT induced vascular normalization changes in PCa flank tumor allografts, improving vascular function as demonstrated using dynamic contrast enhanced magnetic resonance imaging. FRT followed by VTP significantly delayed tumor growth in flank PCa allograft pre-clinical models, compared with monotherapy with FRT or VTP alone, and improved overall survival. Conclusion Taken together, these results suggest that combining FRT and VTP could become a promising multimodal clinical strategy in PCa therapy. This provides proof-of-concept for this multi-modality therapy approach to take forward to early phase clinical trials.

Hypoxia is a common phenomenon in solid tumours and is considered a hallmark of cancer. Increasing evidence shows that hypoxia promotes local immune suppression. Type I IFN is involved in supporting cytotoxic T lymphocytes by stimulating the maturation of dendritic cells (DCs) and enhancing their capacity to process and present antigens. However, there is little information about the relationship between hypoxia and the type I interferon (IFN) pathway, which comprises the sensing of double-stranded RNA and DNA (dsRNA/dsDNA), followed by IFNα/β secretion and transcription activation of IFN-stimulated genes (ISGs). The aims of this study were to determine both the effect and mechanisms of hypoxia on the I IFN pathway in breast cancer. There was a downregulation of the type I IFN pathway expression at mRNA and protein level in cancer cell lines under hypoxia in vitro and in vivo in xenografts. This pathway was suppressed at each level of signalling, from the dsRNA sensors (RIG-I, MDA5), the adaptor (MAVS), transcription factors (IRF3, IRF7, STAT1) and several ISGs (RIG-I, IRF7, STAT1, ADAR-p150). There was also lower IFN secretion under hypoxic conditions. HIF1 and HIF2 regulation of gene expression did not explain most of the effects. However, ATAC-Seq data revealed that in hypoxia peaks with STAT1 and IRF3 motifs had decreased accessibility. Thus hypoxia leads to an overall 50% downregulation of the type I IFN pathway due to repressed transcription and lower chromatin accessibility in a HIF1/2α-independent manner, which could contribute to immunosuppression in hypoxic tumours.