Abstract Tissue-resident macrophages exert critical but conflicting effects on the progression of coronavirus infections by secreting both anti-viral type I Interferons and tissue-damaging inflammatory cytokines. Steroids, the only class of host-targeting drugs approved for Covid19, indiscriminately suppress both responses, possibly impairing viral clearance, and provide limited clinical benefit. Here we set up a mouse in vitro co-culture system that reproduces the macrophage response to SARS-CoV2 seen in patients and allows quantitation of inflammatory and antiviral activities. We show that the NFKB-dependent inflammatory response can be selectively inhibited by ablating the lysine-demethylase LSD1, which additionally unleashed interferon-independent ISG activation and blocked viral egress through the lysosomal pathway. These results provide a rationale for repurposing LSD1 inhibitors, a class of drugs extensively studied in oncology, for Covid-19 treatment. One-Sentence Summary Targeting a chromatin-modifying enzyme in coronavirus infections curbs tissue-damage without affecting antiviral response

ABSTRACT MYC is a key oncogenic driver and an adverse prognostic factor in multiple types of cancer, including diffuse large B-cell lymphoma (DLBCL). Yet, MYC activation also endows cancer cells with a series of metabolic dependencies, which can provide strategic points for targeted pharmacological intervention. We recently reported that targeting the mitochondrial electron transport chain (ETC) complex I with the small molecule inhibitor IACS-010759 selectively killed MYC-overexpressing lymphoid cells. Here, we unravel the mechanistic basis for this synthetic-lethal interaction and exploit it to improve the anti-tumoral effects of ETC inhibition. In a mouse B-cell line, MYC hyperactivation and IACS-010759 treatment added up to induce oxidative stress, with consequent depletion of reduced glutathione and lethal disruption of redox homeostasis. This effect could be enhanced by targeted pharmacological intervention, with either inhibitors of NADPH production through the pentose phosphate pathway, or with ascorbate (vitamin C), known to contribute pro-oxidant effects when administered at high doses. In these conditions, ascorbate synergized with IACS-010759 to kill MYC-overexpressing cells in vitro and reinforced its therapeutic action against human B-cell lymphoma xenografts. Hence, ETC inhibition and high-dose ascorbate might improve the outcome of patients affected by high-grade lymphomas and other MYC-driven cancers. Key point #1 MYC and the ETC complex I inhibitor IACS-010759 elicit different reactive oxygen species (ROS) that cooperate to disrupt redox homeostasis. Key point #2 Further boosting of oxidative stress with high doses of ascorbate increases the killing of MYC-driven lymphoma xenografts by IACS-010759.

Abstract BAP1 is recurrently mutated or deleted in a large number of diverse cancer types, including mesothelioma, uveal melanoma and hepatocellular cholangiocarcinoma. BAP1 is the catalytic subunit of the Polycomb Repressive De-Ubiquitination complex (PR-DUB) which removes PRC1 mediated H2AK119ub1. We and others have shown that H2AK119ub1 is essential for maintaining transcriptional repression and contributes to PRC2 chromatin recruitment. However, the precise relationship between BAP1 and PRC1 remains mechanistically elusive. Using embryonic stem cells, we show that a major function of BAP1 is to restrict H2AK119ub1 deposition to target sites. This increases the stability of PcG complexes with their targets and prevents diffuse accumulation of H2AK119ub1 and H3K27me3 modifications. Loss of BAP1 results in a broad increase in H2AK119ub1 levels that are primarily dependent on PCGF3/5-PRC1 complexes with a mechanism that is reminiscent of X-chromosome inactivation. Increased genome-wide H2AK119ub1 levels titrates away PRC2 from its targets and stimulates diffuse H3K27me3 accumulation across the genome. This decreases the activity of PcG repressive machineries at physiological targets and induces a general compaction of the entire chromatin. Our findings provide evidences for a unifying model that resolves the apparent contradiction between BAP1 catalytic activity and its role in vivo , uncovering molecular vulnerabilities that could be useful for BAP1-related pathologies.

Summary Understanding the details of the cell cycle at the level of individual cells is critical for both cellular biology and cancer research. While existing methods using specific fluorescent markers have advanced our ability to study the cell cycle in cells that adhere to surfaces, there is a clear gap when it comes to non-adherent cells. In this study, we combine a specialized surface to improve cell attachment, the genetically-encoded FUCCI(CA)2 sensor, an automated image processing and analysis pipeline, and a custom machine-learning algorithm. This combined approach allowed us to precisely measure the duration of different cell cycle phases in non-adherent cells. Our method provided detailed information from hundreds of cells under different experimental conditions in a fully automated manner. We validated this approach in two different Acute Myeloid Leukemia (AML) cell lines, NB4 and Kasumi-1, which have unique cell cycle characteristics. Additionally, we tested the impact of drugs affecting the cell cycle in NB4 cells. Importantly, our cell cycle analysis system is freely available and has also been validated for use with adherent cells. In summary, this report introduces a comprehensive, automated method for studying the cell cycle in both adherent and non-adherent cells, offering a valuable tool for cancer research and drug development.

ABSTRACT Bladder cancer (BCa) is one of the most challenging and costly cancers to treat, yet little progress has been made on the development of predictive biomarkers and targeted therapies. Here, we uncover a critical function of Numb as a tumor suppressor in the bladder, identifying loss of Numb expression as a causal alteration in BCa that underlies biological aggressiveness and disease progression. Through retrospective cohort studies, we established that a Numb-deficient tumor status correlates with worse overall survival in post-cystectomy muscle-invasive bladder cancer (MIBC) patients and increased risk of MIBC progression in non-muscle-invasive bladder cancer (NMIBC) patients. The prognostic value of Numb loss can be attributed to its crucial role as a determinant of aggressive bladder tumorigenesis, as demonstrated in mouse and human models. Targeted Numb ablation in the basal layer of the urothelium was alone sufficient to trigger spontaneous bladder tumorigenesis and drive progression from preneoplastic to preinvasive and, ultimately, overtly invasive tumors. Additionally, Numb ablation sensitized the urothelium to other oncogenic insults, accelerating tumor onset and progression. Using 3D-Matrigel organoid cultures to recapitulate bladder tumorigenesis in vitro , we found that Numb loss heightens the proliferative and invasive potential of both mouse and human BCa cells. Integrative transcriptomic and functional analyses revealed that downregulation of the canonical Hippo pathway, resulting in enhanced YAP transcriptional activity, underlies the biological aggressiveness of Numb-deficient BCa. These molecular events are dependent on the activation of RhoA/ROCK signaling subsequent to Numb loss. Thus, a dysfunctional Numb–RhoA/ROCK–Hippo/YAP regulatory network is at play in aggressive Numb-deficient BCa and represents a therapeutic vulnerability. A 27-gene prognostic signature capable of identifying high-risk Numb-deficient patients could provide the basis of a clinical tool to stratify patients for innovative RhoA/ROCK/YAP targeted therapies. One Sentence Summary Numb loss-directed hyperactivation of RhoA/ROCK/YAP underlies aggressive bladder cancer biology.

Metastasis represents the deadliest outcome in cancer, leading to the vast majority of cancer-related deaths. Understanding the progression from micro-to macro-metastasis might improve future therapeutic strategies aimed at blocking metastatic disease. However, the difficulty of investigating vital, clinically undetectable, micro-metastases hindered our capacity to unravel phenotypic determinants of micro-metastases. In this work, we leveraged indocyanine green (ICG) dye to detect small sized liver micro-metastases across several cancer models. We exploited a method for infrared fluorescence scanning of fresh tissue and coring of cancer micro-metastases and succeeded in processing them for single-cell RNA sequencing. Our analysis revealed that distinct liver micro-metastases upregulate both shared and specific genes that can successfully predict breast cancer patient prognosis. Moreover, the ontology classification of these genes allowed the validation of several pathways, namely interferon response, extracellular matrix remodeling, and antioxidant response in metastatic progression. Ultimately, we showed that ICG can be successfully used to quantify breast cancer micro- and macro-metastases to lungs, which we showed to be abrogated through inhibition of H 2 O 2 -producing enzyme monoamine oxidase. Therefore, the ICG approach allowed us to identify not only determinant of breast cancer metastatization, but also to assess the therapeutic efficacy of targeting these genes which can be further investigated in clinic.

Abstract Multiple molecular features, such as activation of specific oncogenes (e. g. MYC , BCL2 ) or a variety of gene expression signatures, have been associated with disease course in diffuse large B-cell lymphoma (DLBCL). Understanding the relationships between these features and their possible exploitation toward disease classification and therapy remains a major priority in the field. Here, we report that MYC activity in DLBCL is closely correlated with – and most likely a driver of – gene signatures related to Oxidative Phosphorylation (OxPhos). On this basis, we hypothesized that enzymes involved in Oxidative Phosphorylation, and in particular electron-transport chain (ETC) complexes, might constitute tractable therapeutic targets in MYC-associated lymphoma. Indeed, our data show that MYC sensitizes B-cells to IACS-010759, a selective inhibitor of ETC complex I. Mechanistically, IACS-010759 activates an ATF4-driven Integrated Stress Response (ISR), engaging the intrinsic apoptosis pathway through the transcription factor CHOP. In line with these findings, IACS-010759 shows synergy with the BCL2 inhibitor venetoclax against double-hit lymphoma (DHL), a high-grade form of DLBCL with concurrent activation of MYC and BCL2 . Similarly, in BCL2-negative lymphoma cell lines, inhibition of the BCL2-related protein Mcl-1 potentiates killing by IACS-010759. Altogether, ETC complex I inhibition engages the ISR to lower the apoptotic threshold in MYC-driven lymphomas and, in combination with select BCL2-family inhibitors, provides a novel therapeutic principle against this aggressive DLBCL subset. Statement of significance This work points to OxPhos as a key MYC-activated process and a tractable therapeutic target toward personalized treatment of high-grade DLBCL, providing strong context-dependent cooperation with BH3-mimetic compounds.

Weaver syndrome (WS) is a developmental overgrowth and intellectual disability disorder caused by heterozygous mutations in EZH2. EZH2 encodes the enzymatic subunit of Polycomb Repressive Complex 2 (PRC2) which mediates methylation of histone H3 lysine residue 27 (H3K27). Although PRC2 has been extensively studied at the molecular level, the effects of WS-associated EZH2 mutations on cells remain poorly understood. In this study, we expressed WS-associated EZH2 variants in mouse embryonic stem cells and found that they have dominant negative effects on Polycomb repressive function. These EZH2 variants decrease H3K27me2/3 and increase H3K27ac levels at intergenic regions, causing global chromatin decompaction and transcriptional upregulation of sensitive Polycomb target genes. Interestingly, a contrasting EZH2 variant linked to growth restriction caused opposing changes in H3K27 methylation and acetylation, and repressed the same cohort of Polycomb target genes. Our study provides insights into the molecular mechanisms of EZH2-mutant human growth disorders, revealing the opposing changes in chromatin and transcription associated with Weaver syndrome and growth restriction, respectively.

Abstract The gene neurofibromatosis 1 (NF1) is increasingly recognized as a key somatic driver of cancerogenesis, in addition to its well-known role as the germline determinant of the onco-developmental syndrome Neurofibromatosis. NF1 is best characterized as a negative regulator of RAS activation, but several lines of evidence suggest that it may have additional, poorly characterized functions. In breast cancer, NF1 loss is known to be associated with resistance to endocrine and HER2-targeted therapy. Here, using HER2+ breast cancer cell lines engineered to ablate NF1 by CRISPR-Cas9 and in vitro reductionist models, we show that NF1 is a bona fide Microtubule-Associated Protein (MAP) with a novel, RAS-independent role in regulating dynamic instability and intra-lattice repair of microtubules. We show that loss of NF1 results in multiple mitotic defects (enlarged mitotic plate, delayed mitotic exit, supranumerary centrosomes and chromosome misalignment) that generate a low-grade aneuploidy that can also be measured as increased aneuploidy score in breast cancer patients bearing pathogenic NF1 mutations. Loss of NF1 leads to increased sensitivity to the approved Antibody-Drug Conjugate T-DM1 and in particular to its payload of the maytansin family, thus representing the first payload-specific predictive biomarker. These findings highlight a novel function for an established tumor suppressor and support the assessment of NF1 status to guide tailored treatment decision in breast cancer