Abstract Lipid droplet (LD) accumulation is a now well-recognised hallmark of cancer. However, the significance of LD accumulation in colorectal cancer (CRC) biology is incompletely understood under chemotherapeutic conditions. Since drug resistance is a major obstacle to treatment success, we sought to determine the contribution of LD accumulation to chemotherapy resistance in CRC. Here we show that LD content of CRC cells positively correlates with the expression of lysophosphatidylcholine acyltransferase 2 (LPCAT2), an LD-localised enzyme supporting phosphatidylcholine synthesis. We also demonstrate that LD accumulation drives cell-death resistance to 5-fluorouracil and oxaliplatin treatments both in vitro and in vivo. Mechanistically, LD accumulation impairs caspase cascade activation and ER stress responses. Notably, droplet accumulation is associated with a reduction in immunogenic cell death and CD8 + T cell infiltration in mouse tumour grafts and metastatic tumours of CRC patients. Collectively our findings highlight LPCAT2-mediated LD accumulation as a druggable mechanism to restore CRC cell sensitivity.

ABSTRACT Here, we leveraged a large neoadjuvant PD-1 blockade trial in patients with hepatocellular carcinoma (HCC) to search for correlates of response to immune checkpoint blockade (ICB) within T cell-rich tumors. We show that ICB response correlated with the clonal expansion of intratumoral CXCL13 + CH25H + IL-21 + PD-1 + CD4 T helper cells (CXCL13 + Th) and Granzyme K + PD-1 + effector-like CD8 T cells, whereas terminally exhausted CD39 hi TOX hi PD-1 hi CD8 T cells dominated in non-responders. Strikingly, most T cell receptor (TCR) clones that expanded post-treatment were found in pre-treatment biopsies. Notably, PD-1 + TCF-1 + progenitor-like CD8 T cells were present in tumors of responders and non-responders and shared clones mainly with effector-like cells in responders or terminally differentiated cells in non-responders, suggesting that local CD8 T cell differentiation occurs upon ICB. We found that these progenitor CD8 T cells interact with CXCL13 + Th cells within cellular triads around dendritic cells enriched in maturation and regulatory molecules, or “mregDC”. Receptor-ligand analysis revealed unique interactions within these triads that may promote the differentiation of progenitor CD8 T cells into effector-like cells upon ICB. These results suggest that discrete intratumoral niches that include mregDC and CXCL13 + Th cells control the differentiation of tumor-specific progenitor CD8 T cell clones in patients treated with ICB.

SUMMARY Generation of functional CD8 + T cell memory typically requires engagement of CD4 + T cells. However, in certain scenarios, such as acutely-resolving viral infections, effector (T E ) and subsequent memory (T M ) CD8 + T cell formation appear impervious to a lack of CD4 + T cell help during priming. Nonetheless, such “helpless” CD8 + T M respond poorly to pathogen rechallenge. At present, the origin and long-term evolution of helpless CD8 + T cell memory remain incompletely understood. Here, we demonstrate that helpless CD8 + T E differentiation is largely normal but a multiplicity of helpless CD8 T M defects, consistent with impaired memory maturation, emerge as a consequence of prolonged yet finite exposure to cognate antigen. Importantly, these defects resolve over time leading to full restoration of CD8 + T M potential and recall capacity. Our findings provide a unified explanation for helpless CD8 + T cell memory and emphasize an unexpected CD8 + T M plasticity with implications for vaccination strategies and beyond.