Cancer extracellular vesicles (EVs) mainly exert pro-tumoral functions by changing the phenotypes of stromal cells to the benefit of tumor growth and metastasis. They shuttle to distant organs and fertilize pre-metastatic niches facilitating subsequent seeding by circulating tumor cells. The levels of tumor secreted EVs correlate with tumor aggressiveness, however, the link between EV secretion mechanisms and their capacity to form pre-metastatic niches remains obscure. Here, we show that GTPases of the Ral family control, through the phospholipase D1, multi-vesicular bodies homeostasis and thereby tune the biogenesis and secretion of pro-metastatic EVs. RalA and RalB promote lung metastasis in a syngeneic mouse model. Importantly, EVs from RalA or RalB depleted cells have limited organotropic capacities in vivo and, as a consequence, are less efficient in promoting lung metastasis. RalA or RalB modulate the EV levels of the adhesion molecule MCAM/CD146, which mediates lung colonization. Finally, RalA and RalB, but also MCAM/CD146, are factors of poor prognosis in human breast cancer patients. Altogether, our study identifies Ral GTPases as central molecules linking the mechanisms of EVs secretion, cargo loading to their capacity to disseminate and induce pre-metastatic niches.

Tumor progression and metastatic dissemination are driven by cell-intrinsic and biomechanical cues that favor the growth of life-threatening secondary tumors. We recently identified prometastatic vascular regions with blood flow profiles that are permissive for the arrest of circulating tumor cells. We have further established that such flow profiles also control endothelial remodeling, which favors extravasation of arrested CTCs. Yet, how shear forces control endothelial remodeling is unknown. In the present work, we aimed at dissecting the cellular and molecular mechanisms driving blood flow-dependent endothelial remodeling. Transcriptomic analysis revealed that blood flow modulated several signaling pathways in endothelial cells. More specifically, we observed that VEGFR signaling was significantly enhanced. Using a combination of in vitro microfluidics and intravital imaging in zebrafish embryos, we now demonstrate that the early flow-driven endothelial response can be prevented with sunitinib, a pan-inhibitor of VEGFR signaling. Embryos treated with sunitinib displayed reduced endothelial remodeling and subsequent metastatic extravasation. These results confirm the importance of endothelial remodeling as a driving force of CTC extravasation and metastatic dissemination. Furthermore, the present work suggests that therapies targeting endothelial remodeling might be a relevant clinical strategy in order to impede metastatic progression. Highlights - Flow profiles that are permissive for metastasis stimulate the VEGFR pathway - Flow-dependent VEGFR signaling favors extravasation of CTCs through endothelial remodeling - Inhibition of VEGFR signaling suppresses early flow-driven endothelial response

Tumors develop in an oxidative environment characterized by peroxynitrite production and downstream protein tyrosine (Y) nitration. We showed that tyrosine nitration supports schwannoma cell proliferation and regulates cell metabolism in the inheritable tumor disorder NF2-related Schwannomatosis (NF2-SWN). Here, we identified the chaperone Heat shock protein 90 (Hsp90) as the first nitrated protein that acts as a metabolic switch to promote schwannoma cell proliferation. Doubling the endogenous levels of nitrated Hsp90 in schwannoma cells or supplementing nitrated Hsp90 into normal Schwann cells increased their proliferation. Metabolically, nitration on either Y33 or Y56 conferred Hsp90 distinct functions; nitration at Y33 (Hsp90NY33) down-regulated mitochondrial oxidative phosphorylation, while nitration at Y56 (Hsp90NY56) increased glycolysis by activating the purinergic receptor P2X7 in both schwannoma and normal Schwann cells. Hsp90NY33 and Hsp90NY56 showed differential subcellular and spatial distribution corresponding with their metabolic and proliferative functions in schwannoma three-dimensional cell culture models. Collectively, these results underscore the role of tyrosine nitration as a post-translational modification regulating critical cellular processes. Nitrated proteins, particularly nitrated Hsp90, emerge as a novel category of tumor-directed therapeutic targets.

The role of Monosodium Urate (MSU) crystals in gout pathophysiology is well described, as is the major impact of IL-1b in the inflammatory reaction that constitutes the hallmark of the disease. However, despite the discovery of the NLRP3 inflammasome and its role as a Pattern Recognition Receptor linking the detection of a danger signal (MSU) to IL-1b; secretion in vitro, the precise mechanisms leading to joint inflammation in gout patients are still poorly understood. Here, we provide an extensive clinical, biological and molecular characterization of the acute uratic inflammation mouse model induced by subcutaneous injection of MSU crystals, which accurately mimics human gout. Our work reveals several key features of MSU-dependent inflammation and identifies novel therapeutic opportunities, among which the use of topical application of imiquimod to promote interferon-dependent anti-inflammatory action maybe relevant.

Metastatic seeding is driven by cell-intrinsic and environmental cues, yet the contribution of biomechanics is poorly known. We aim to elucidate the impact of blood flow on the arrest and the extravasation of circulating tumor cells (CTCs) in vivo. Using the zebrafish embryo, we show that arrest of CTCs occurs mostly in vessels with favorable flow profiles where flow forces control the adhesion efficacy of CTCs to the endothelium. We biophysically identified the threshold values of flow and adhesion forces allowing successful arrest of CTCs. In addition, flow forces fine-tune tumor cell extravasation by impairing the remodeling properties of the endothelium. Importantly, we also observe endothelial remodeling at arrest sites of CTCs in mouse brain capillaries. Finally, we observed that human supratentorial brain metastases preferably develop in areas with low perfusion. Altogether, these results demonstrate that hemodynamic profiles at metastatic sites regulate key steps of extravasation preceding metastatic outgrowth.

Background:

 Systemic lupus erythematosus (SLE) affects mainly women of child-bearing age, and is associated with worse pregnancy and disease outcomes during pregnancy. Physiologically, pregnancy is associated with an immunotolerance state, and in other rheumatic diseases such as rheumatoid arthritis (RA) pregnancy is associated with a lower disease activity. The molecular mechanisms underlying immune differences between healthy, RA and SLE pregnancies are largely unknown. 

Objectives:

 To prospectively study the circulating monocyte mRNA and miRNA from healthy, RA and SLE women before, during and immediately after pregnancy. 

Methods:

 Patients with RA or SLE and age-matched controls were included in the study. EDTA-anticoagulated blood was drawn within 3 months before pregnancy, at the time of positive pregnancy test, month 3 and 6 of pregnancy, during delivery and 1 month and 3 of post-partum. Monocytes were sorted using CD14 magnetic sorting (Miltenyi). Total RNAs were extracted with a commercial kit (Qiagen) and the transcriptome obtained using paired-end sequencing with a new generation sequencer SOLID 5500 (Life technologies). Sequencing data was processed using the nf-core/rnaseq pipeline, version 3.10.1. Within this pipeline, STAR was used for sequence alignment, while Salmon was used for RNA quantification, resulting in an expression matrix. For miRNAs, mirdeep2 was used to generate the expression matrix. In subsequent steps, DESeq2 was used to study differential expression. For each condition (SLE, RA or control), visits in chronological order were considered as a continuous variable on which transcriptional patterns were explored. In addition, the patient ID was used as a covariate to control for individual variability in gene expression profiles. For enrichment analyses and regulator predictions, Ingenuity Pathway Analysis (IPA) software was used to decipher the expression variations observed. To link miRNAs and downstream mRNA targets, a correlation analysis was performed between mRNA and miRNA signal of the same patients. A miRNA was predicted to negatively regulate a mRNA if it was negatively correlated with that transcript across samples, and predicted as such by miRTarBase. 

Results:

 Six patients with SLE, four with RA and five healthy donors were included. During the progression of RA pregnancies, the pathway enrichments highly correlated with the ones from healthy pregnancies (r = 0.82, p = 3.28 x10^-6, Figure 1A). Conversely, the enrichments from SLE pregnancies did not correlate with healthy ones (r = 0.02, p = 0.94, Figure 1B), suggesting that SLE pregnancies have a distinct transcriptomic signature. Using pathway analysis we identified a downregulation of the interferon gamma, interleukin 1 and CD40L/CD40 pathways in both healthy and RA pregnancies during the progression of pregnancy. During SLE pregnancies, we identified an upregulation of pathways of interferon gamma, Interleukins 1, 6 and 8 and Tumor Necrosis factor. The upregulation of these inflammatory pathways remained significant after excluding visits with a clinical flare. In contrast to healthy donors and RA patients, SLE patients were characterized by a significant downregulation of miRNAs 106a-5p and 148b-5p (adjusted p-value < 0.05) predicted to control cytokine-mediated signaling pathway and neutrophils activation/degranulation (adjusted p-values < 0.001 and < 0.01, respectively). 

Conclusion:

 We identify that SLE pregnancies have a distinct monocyte transcriptomic signature which differs from healthy and RA pregnancies, that accompany increased risk of disease flares and adverse pregnancy events. Furthermore, our data suggest that miRNA may participate to this pro-inflammatory signature, which opens the way for a better understanding of SLE pregnancy and the development of biomarkers of adverse pregnancy events. 

REFERENCES:

 NIL. 

Acknowledgements:

 This project was founded by the l'ANR PRCI "SPIRALE" and by l'ITI Transplantex. The DRCI of the HUS for promoting the study. MS is supported by ATIP-AVENIR, INSERM, Fondation Bettencourt-Schueller, FOREUM Early Career Grant and Fondation Arthritis. 

Disclosure of Interests:

 Eloi Schmauch: None declared, Philippe Georgel: None declared, Raphael Carapito: None declared, Angélique Pichot: None declared, Ghada Alsaleh: None declared, Nicodème Paul: None declared, Anne Molitor: None declared, Catherine Mutter: None declared, Jacques-Eric Gottenberg: None declared, Renaud Felten: None declared, Séiamak Bahram: None declared, Jean SIBILIA: None declared, Marc SCHERLINGER Amgen, AstraZeneca, Biogen, BMS, Fresenius Kabi, Galapagos, GSK, Nordic Pharma, Novartis, Sandoz., Amgen, AstraZeneca, Biogen, BMS, Fresenius Kabi, Galapagos, GSK, Nordic Pharma, Novartis, Sandoz.