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Jerabkova-Roda K, Peralta M, Huang KJ, Mousson A, Bourgeat Maudru C, Bochler L, Busnelli I, Karali R, Justiniano H, Lisii LM, Carl P, Mittelheisser V, Asokan N, Larnicol A, Lefebvre O, Lachuer H, Pichot A, Stemmelen T, Molitor A, Scheid L, Frenger Q, Gros F, Hirschler A, Delalande F, Sick E, Carapito R, Carapito C, Lipsker D, Schauer K, Rondé P, Hyenne V, Goetz JG. Peripheral positioning of lysosomes supports melanoma aggressiveness. Nat Commun 2025; 16:3375. [PMID: 40204688 PMCID: PMC11982396 DOI: 10.1038/s41467-025-58528-5] [Citation(s) in RCA: 0] [Impact Index Per Article: 0] [Reference Citation Analysis] [Abstract] [Key Words] [MESH Headings] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 09/10/2024] [Accepted: 03/25/2025] [Indexed: 04/11/2025] Open
Abstract
Emerging evidence suggests that the function and position of organelles are pivotal for tumor cell dissemination. Among them, lysosomes stand out as they integrate metabolic sensing with gene regulation and secretion of proteases. Yet, how their function is linked to their position and how this controls metastasis remains elusive. Here, we analyze lysosome subcellular distribution in patient-derived melanoma cells and patient biopsies and show that lysosome spreading scales with melanoma aggressiveness. Peripheral lysosomes promote matrix degradation and cell invasion which is directly linked to the lysosomal and cell transcriptional programs. Using chemo-genetical control of lysosome positioning, we demonstrate that perinuclear clustering impairs lysosome secretion, matrix degradation and invasion. Impairing lysosome spreading significantly reduces invasive outgrowth in two in vivo models, mouse and zebrafish. Our study provides a direct demonstration that lysosome positioning controls cell invasion, illustrating the importance of organelle adaptation in carcinogenesis and suggesting its potential utility for diagnosis of metastatic melanoma.
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Affiliation(s)
- Katerina Jerabkova-Roda
- Tumor Biomechanics, Strasbourg, France.
- INSERM UMR_S1109, Strasbourg, France.
- Université de Strasbourg, Strasbourg, France.
- Fédération de Médecine Translationnelle de Strasbourg (FMTS), Strasbourg, France.
- Equipe Labellisée Ligue Contre le Cancer, Strasbourg, France.
- Institut Curie, PSL, CNRS, UMR144, Paris, France.
| | - Marina Peralta
- Tumor Biomechanics, Strasbourg, France
- INSERM UMR_S1109, Strasbourg, France
- Université de Strasbourg, Strasbourg, France
- Fédération de Médecine Translationnelle de Strasbourg (FMTS), Strasbourg, France
- Equipe Labellisée Ligue Contre le Cancer, Strasbourg, France
- Epigenetics and Neurobiology Unit, European Molecular Biology Laboratory, 00015, Rome, Italy
| | - Kuang-Jing Huang
- Tumor Biomechanics, Strasbourg, France
- INSERM UMR_S1109, Strasbourg, France
- Université de Strasbourg, Strasbourg, France
- Fédération de Médecine Translationnelle de Strasbourg (FMTS), Strasbourg, France
- Equipe Labellisée Ligue Contre le Cancer, Strasbourg, France
| | - Antoine Mousson
- Université de Strasbourg, Strasbourg, France
- CNRS UMR7021, Faculté de Pharmacie, Illkirch, France
| | - Clara Bourgeat Maudru
- Tumor Biomechanics, Strasbourg, France
- INSERM UMR_S1109, Strasbourg, France
- Université de Strasbourg, Strasbourg, France
- Fédération de Médecine Translationnelle de Strasbourg (FMTS), Strasbourg, France
- Equipe Labellisée Ligue Contre le Cancer, Strasbourg, France
| | - Louis Bochler
- Tumor Biomechanics, Strasbourg, France
- INSERM UMR_S1109, Strasbourg, France
- Université de Strasbourg, Strasbourg, France
- Fédération de Médecine Translationnelle de Strasbourg (FMTS), Strasbourg, France
- Equipe Labellisée Ligue Contre le Cancer, Strasbourg, France
| | - Ignacio Busnelli
- Tumor Biomechanics, Strasbourg, France
- INSERM UMR_S1109, Strasbourg, France
- Université de Strasbourg, Strasbourg, France
- Fédération de Médecine Translationnelle de Strasbourg (FMTS), Strasbourg, France
- Equipe Labellisée Ligue Contre le Cancer, Strasbourg, France
| | - Rabia Karali
- Université de Strasbourg, Strasbourg, France
- CNRS UMR7021, Faculté de Pharmacie, Illkirch, France
| | - Hélène Justiniano
- Université de Strasbourg, Strasbourg, France
- CNRS UMR7021, Faculté de Pharmacie, Illkirch, France
| | - Lucian-Mihai Lisii
- Université de Strasbourg, Strasbourg, France
- CNRS UMR7021, Faculté de Pharmacie, Illkirch, France
| | - Philippe Carl
- Université de Strasbourg, Strasbourg, France
- CNRS UMR7021, Faculté de Pharmacie, Illkirch, France
| | - Vincent Mittelheisser
- Tumor Biomechanics, Strasbourg, France
- INSERM UMR_S1109, Strasbourg, France
- Université de Strasbourg, Strasbourg, France
- Fédération de Médecine Translationnelle de Strasbourg (FMTS), Strasbourg, France
- Equipe Labellisée Ligue Contre le Cancer, Strasbourg, France
| | - Nandini Asokan
- Tumor Biomechanics, Strasbourg, France
- INSERM UMR_S1109, Strasbourg, France
- Université de Strasbourg, Strasbourg, France
- Fédération de Médecine Translationnelle de Strasbourg (FMTS), Strasbourg, France
- Equipe Labellisée Ligue Contre le Cancer, Strasbourg, France
| | - Annabel Larnicol
- Tumor Biomechanics, Strasbourg, France
- INSERM UMR_S1109, Strasbourg, France
- Université de Strasbourg, Strasbourg, France
- Fédération de Médecine Translationnelle de Strasbourg (FMTS), Strasbourg, France
- Equipe Labellisée Ligue Contre le Cancer, Strasbourg, France
| | - Olivier Lefebvre
- Tumor Biomechanics, Strasbourg, France
- INSERM UMR_S1109, Strasbourg, France
- Université de Strasbourg, Strasbourg, France
- Fédération de Médecine Translationnelle de Strasbourg (FMTS), Strasbourg, France
- Equipe Labellisée Ligue Contre le Cancer, Strasbourg, France
| | - Hugo Lachuer
- Institut Curie, PSL, CNRS, UMR144, Paris, France
- Institut Gustave Roussy, INSERM UMR1279, Université Paris-Saclay, Villejuif, France
- Université de Paris, CNRS, Institut Jacques Monod, 75013, Paris, France
| | - Angélique Pichot
- INSERM UMR_S1109, Strasbourg, France
- Université de Strasbourg, Strasbourg, France
- Fédération de Médecine Translationnelle de Strasbourg (FMTS), Strasbourg, France
- Plateforme GENOMAX, Institut thématique interdisciplinaire (ITI) de Médecine de Précision de Strasbourg Transplantex NG, Fédération Hospitalo-Universitaire OMICARE, Strasbourg, France
| | - Tristan Stemmelen
- INSERM UMR_S1109, Strasbourg, France
- Université de Strasbourg, Strasbourg, France
- Fédération de Médecine Translationnelle de Strasbourg (FMTS), Strasbourg, France
- Plateforme GENOMAX, Institut thématique interdisciplinaire (ITI) de Médecine de Précision de Strasbourg Transplantex NG, Fédération Hospitalo-Universitaire OMICARE, Strasbourg, France
| | - Anne Molitor
- INSERM UMR_S1109, Strasbourg, France
- Université de Strasbourg, Strasbourg, France
- Fédération de Médecine Translationnelle de Strasbourg (FMTS), Strasbourg, France
- Plateforme GENOMAX, Institut thématique interdisciplinaire (ITI) de Médecine de Précision de Strasbourg Transplantex NG, 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
| | - Léa Scheid
- Faculté de Médecine, Université de Strasbourg et Clinique Dermatologique, Hôpitaux Universitaires de Strasbourg, Strasbourg, France
| | - Quentin Frenger
- INSERM UMR_S1109, Strasbourg, France
- Université de Strasbourg, Strasbourg, France
- Fédération de Médecine Translationnelle de Strasbourg (FMTS), Strasbourg, France
| | - Frédéric Gros
- INSERM UMR_S1109, Strasbourg, France
- Université de Strasbourg, Strasbourg, France
- Fédération de Médecine Translationnelle de Strasbourg (FMTS), Strasbourg, France
| | - Aurélie Hirschler
- Laboratoire de Spectrométrie de Masse Bio-Organique (LSMBO), IPHC, UMR 7178, CNRS, Université de Strasbourg, Infrastructure Nationale de Protéomique ProFI, FR2048, Strasbourg, France
| | - François Delalande
- Laboratoire de Spectrométrie de Masse Bio-Organique (LSMBO), IPHC, UMR 7178, CNRS, Université de Strasbourg, Infrastructure Nationale de Protéomique ProFI, FR2048, Strasbourg, France
| | - Emilie Sick
- Université de Strasbourg, Strasbourg, France
- CNRS UMR7021, Faculté de Pharmacie, Illkirch, France
| | - Raphaël Carapito
- INSERM UMR_S1109, Strasbourg, France
- Université de Strasbourg, Strasbourg, France
- Fédération de Médecine Translationnelle de Strasbourg (FMTS), Strasbourg, France
- Plateforme GENOMAX, Institut thématique interdisciplinaire (ITI) de Médecine de Précision de Strasbourg Transplantex NG, 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
| | - Christine Carapito
- Laboratoire de Spectrométrie de Masse Bio-Organique (LSMBO), IPHC, UMR 7178, CNRS, Université de Strasbourg, Infrastructure Nationale de Protéomique ProFI, FR2048, Strasbourg, France
| | - Dan Lipsker
- Faculté de Médecine, Université de Strasbourg et Clinique Dermatologique, Hôpitaux Universitaires de Strasbourg, Strasbourg, France
| | - Kristine Schauer
- Institut Curie, PSL, CNRS, UMR144, Paris, France.
- Institut Gustave Roussy, INSERM UMR1279, Université Paris-Saclay, Villejuif, France.
| | - Philippe Rondé
- Université de Strasbourg, Strasbourg, France.
- CNRS UMR7021, Faculté de Pharmacie, Illkirch, France.
| | - Vincent Hyenne
- Tumor Biomechanics, Strasbourg, France.
- INSERM UMR_S1109, Strasbourg, France.
- Université de Strasbourg, Strasbourg, France.
- Fédération de Médecine Translationnelle de Strasbourg (FMTS), Strasbourg, France.
- Equipe Labellisée Ligue Contre le Cancer, Strasbourg, France.
- CNRS, SNC5055, Strasbourg, France.
| | - Jacky G Goetz
- Tumor Biomechanics, Strasbourg, France.
- INSERM UMR_S1109, Strasbourg, France.
- Université de Strasbourg, Strasbourg, France.
- Fédération de Médecine Translationnelle de Strasbourg (FMTS), Strasbourg, France.
- Equipe Labellisée Ligue Contre le Cancer, Strasbourg, France.
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