Please cite this article in press as: Moncharmont C, et al. Radiation-enhanced cell migration/invasion process: A review. Crit Rev Oncol/Hematol (2014), http://dx.doi.org/10.1016/j.critrevonc.2014.05.006 ARTICLE IN PRESS ONCH-1859; No. of Pages 10 Critical Reviews in Oncology/Hematology xxx (2014) xxx–xxx Radiation-enhanced cell migration/invasion process: A review Coralie Moncharmont a,b , Antonin Levy c , Jean-Baptiste Guy b , Alexander T. Falk d , Matthieu Guilbert e , Jane-Chloé Trone a , Gersende Alphonse a , Marion Gilormini a , Dominique Ardail a , Robert-Alain Toillon e , Claire Rodriguez-Lafrasse a , Nicolas Magné a,b,∗ a Laboratoire de Radiobiologie Cellulaire et Moléculaire, EMR3738, Faculté de Médecine Lyon Sud, 69921 Oullins, France b Department of Radiotherapy, Institut de Cancérologie de la Lucien Neuwirth, St Priest en Jarez, France c Department of Radiotherapy, GustaveRoussy, Villejuif, France d Department of Radiotherapy, Centre Antoine Lacassagne, Nice, France e INSERM U908, Growth Factor Signalling in Breast Cancer, Functional Proteomics, University Lille 1, IFR-147, 59000 Villeneuve d’Ascq, France Accepted 9 May 2014 Contents 1. Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 00 2. Molecular mechanisms implicated in the radiation-enhanced cell invasion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 00 2.1. Irradiation promotes EMT. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 00 2.2. Interaction with stromal environment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 00 2.3. Contradictory effects of ionizing radiation on cell-to-ECM and cell-to-cell adherences . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 00 2.4. Irradiation modulate matrix-degrading enzymes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 00 3. Therapeutic strategies to counter invasion after radiotherapy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 00 3.1. Targeting the MMPs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 00 3.2. Others implicated molecular pathways . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 00 3.3. Carbon ion beam . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 00 4. Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 00 Conflict of interest . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 00 Reviewers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 00 References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 00 Biographies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 00 Abstract Radiation therapy is a keystone treatment in cancer. Photon radiation has proved its benefits in overall survival in many clinical studies. However, some patients present local recurrences or metastases when cancer cells survive to treatment. Metastasis is a process which includes adhesion of the cell to the extracellular matrix, degradation of the matrix by proteases, cell motility, intravasation in blood or lymphatic vessels, extravasation in distant parenchyma and development of cell colonies. Several studies demonstrated that ionizing radiation might promote migration and invasion of tumor cells by intricate implications in the micro-environment, cell–cell junctions, extracellular matrix junctions, proteases secretion, and induction of epithelial–mesenchymal transition. This review reports various cellular pathways involved in the photon-enhanced cell invasion process for which potential therapeutic target ∗ Corresponding author at: Département de Radiothérapie, Institut de Cancérologie Lucien Neuwirth, 108 bis, avenue Albert Raimond – BP 60008, 42271 St Priest en Jarez cedex, France. Tel.: +33 04 77 91 74 34; fax: +33 04 77 91 71 97. E-mail addresses: nicolas.magne@icloire.fr, alexander.falk.fr@gmail.com, falk.a@chu-nice.fr (N. Magné). http://dx.doi.org/10.1016/j.critrevonc.2014.05.006 1040-8428/© 2014 Elsevier Ireland Ltd. All rights reserved.