Abstract Pancreatic ductal adenocarcinoma (PDAC) is associated with mutations in Kras, a known oncogenic driver of PDAC; and the KRAS G12D mutation is present in nearly half of PDAC patients. Recently, a non-covalent small molecule inhibitor (MRTX1133) was identified with specificity to the Kras G12D mutant protein. Here we explore the impact of Kras G12D inhibition by MRTX1133 on advanced PDAC and its influence on the tumor microenvironment. Employing different orthotopic xenograft and syngeneic tumor models, eight different PDXs, and two different autochthonous genetic models, we demonstrate that MRTX1133 reverses early PDAC growth, increases intratumoral CD8 + effector T cells, decreases myeloid infiltration, and reprograms cancer associated fibroblasts. Autochthonous genetic mouse models treated with MRTX1133 leads to regression of both established PanINs and advanced PDAC. Regression of advanced PDAC requires CD8 + T cells and immune checkpoint blockade therapy (iCBT) synergizes with MRTX1133 to eradicate PDAC and prolong overall survival. Mechanistically, inhibition of mutant Kras in advanced PDAC and human patient derived organoids (PDOs) induces Fas expression in cancer cells and facilitates CD8 + T cell mediated death. These results demonstrate the efficacy of MRTX1133 in different mouse models of PDAC associated with reprogramming of stromal fibroblasts and a dependency on CD8 + T cell mediated tumor clearance. Collectively, this study provides a rationale for a synergistic combination of MRTX1133 with iCBT in clinical trials.

Abstract With the continuous evolution of SARS-CoV-2, variants of concern (VOCs) and their mutations are a focus of rapid assessment. Vital mutations in the VOC are found in spike protein, particularly in the receptor binding domain (RBD), which directly interacts with ACE2 on the host cell membrane, a key determinant of the binding affinity and cell entry. With the reporting of the most recent VOC, omicron, we performed amino acid sequence alignment of the omicron spike protein with that of the wild type and other VOCs. Although it shares several conserved mutations with other variants, we found that omicron has a large number of unique mutations. We applied the Hopp-Woods scale to calculate the hydrophilicity scores of the amino acid stretches of the RBD and the entire spike protein, and found 3 new hydrophilic regions in the RBD of omicron, implying exposure to water, with the potential to bind proteins such as ACE2 increasing transmissibility and infectivity. However, careful analysis reveals that most of the exposed domains of spike protein can serve as antigenic epitopes for generating B cell and T cell-mediated immune responses. This suggests that in the collection of polyclonal antibodies to various epitopes generated after multiple doses of vaccination, some can likely still bind to the omicron spike protein and the RBD to prevent severe clinical disease. In summary, while the omicron variant might result in more infectivity, it can still bind to a reasonable repertoire of antibodies generated by multiple doses of current vaccines likely preventing severe disease. Effective vaccines may not universally prevent opportunistic infections but can prevent the sequelae of severe disease, as observed for the delta variant. This might still be the case with the omicron variant, albeit, with increased frequency of infection.

Inflammation and tissue damage associated with pancreatitis can precede or occur concurrently with pancreatic ductal adenocarcinoma (PDAC). We demonstrate that in PDAC coupled with pancreatitis (ptPDAC), antigen-presenting type-I conventional dendritic cells (cDC1s) are specifically activated. Immune checkpoint blockade therapy (iCBT) leads to cytotoxic CD8 + T cell activation and eradication of ptPDAC with restoration of lifespan even upon PDAC re-challenge. Such eradication of ptPDAC was reversed following specific depletion of dendritic cells. Employing PDAC antigen-loaded cDC1s as a vaccine, immunotherapy-resistant PDAC was rendered sensitive to iCBT with a curative outcome. Analysis of the T-cell receptor (TCR) sequences in the tumor infiltrating CD8 + T cells following cDC1 vaccination coupled with iCBT identified unique CDR3 sequences with potential therapeutic significance. Our findings identify a fundamental difference in the immune microenvironment and adaptive immune response in PDAC concurrent with, or without pancreatitis, and provides a rationale for combining cDC1 vaccination with iCBT as a potential treatment option.

Non-invasive early cancer diagnosis remains challenging due to the low sensitivity and specificity of current diagnostic approaches. Exosomes are membrane-bound nanovesicles secreted by all cells that contain DNA, RNA, and proteins that are representative of the parent cells. This property, along with the abundance of exosomes in biological fluids makes them compelling candidates as biomarkers. However, a rapid and flexible exosome-based diagnostic method to distinguish human cancers across cancer types in diverse biological fluids is yet to be defined. Here, we describe a novel machine learning-based computational method to distinguish cancers using a panel of proteins associated with exosomes. Employing datasets of exosome proteins from human cell lines, tissue, plasma, serum and urine samples from a variety of cancers, we identify Clathrin Heavy Chain (CLTC), Ezrin, (EZR), Talin-1 (TLN1), Adenylyl cyclase-associated protein 1 (CAP1) and Moesin (MSN) as highly abundant universal biomarkers for exosomes and define three panels of pan-cancer exosome proteins that distinguish cancer exosomes from other exosomes and aid in classifying cancer subtypes employing random forest models. All the models using proteins from plasma, serum, or urine-derived exosomes yield AUROC scores higher than 0.91 and demonstrate superior performance compared to Support Vector Machine, K Nearest Neighbor Classifier and Gaussian Naive Bayes. This study provides a reliable protein biomarker signature associated with cancer exosomes with scalable machine learning capability for a sensitive and specific non-invasive method of cancer diagnosis.