ABSTRACT Rhabdomyosarcoma (RMS) is the most frequent form of paediatric soft-tissue sarcoma and remains a medical challenge, holding in failure current therapeutic strategies. RMS shares histological features with cells of the muscle lineage and this cancer is thought to arise from malignant transformation of myogenic precursors. It has been proposed that RMS and myogenesis could represent the “Jekyll and Hyde” of skeletal muscle. The underlying idea is that some early steps of myogenic differentiation are blocked in RMS, and that understanding how the normal process has gone awry could help to decipher the biological underpinnings of tumorigenesis and tumor escape. It is widely agreed that extracellular matrix (ECM) interferes in skeletal muscle regeneration and that defects in ECM components are clinically significant. The challenge is now to decipher actors and mechanisms responsible for the transmission of signals to muscle cells and the subsequent alterations that could be associated with RMS. Using an original transgenic mice model, we show here that ADAMTSL1 is involved in skeletal muscle regeneration. As previously reported for other members of its family, ADAMTSL1 is part of the TGF-β-ECM-sequestering complex and likely positively regulates TGF-β-pathway activity. Last, we observed that ADAMTSL1 expression behaves as a strong prognostic factor in the aggressive fusion-positive RMS and correlates with a neural-like phenotype of tumor cells, resulting from gain of SMAD2/3/4 targets.

Abstract Rhabdomyosarcoma (RMS) is the main form of soft-tissue sarcoma in children and adolescents. For 20 years, and despite international clinical trials, its cure rate has not really improved, and remains stuck at 20% in case of relapse. The definition of new effective therapeutic combinations is hampered by the lack of reliable models, which complicate the transposition of promising results obtained in pre-clinical studies into efficient solutions for young patients. Inter-patient heterogeneity, particularly in the so-called fusion-negative group (FNRMS), adds an additional level of difficulty in optimizing the clinical management of children and adolescents with RMS. Here, we describe an original 3D-organoid model derived from relapsed FNRMS and show that it finely mimics the characteristics of the original tumor, including inter- and intra-tumoral heterogeneity. Moreover, we have established the proof-of-concept of their preclinical potential by re-evaluating the therapeutic opportunities of targeting apoptosis in FNRMS from a streamlined approach based on the exploitation of bulk and single-cell omics data.

Abstract Pediatric diffuse midline gliomas (pDMG) are an aggressive type of childhood cancer with a fatal outcome. Their major epigenetic determinism has become clear, notably with the identification of K27M mutations in histone H3. However, the synergistic oncogenic mechanisms that induce and maintain tumor cell phenotype have yet to be deciphered. In 20 to 30% of cases, these tumors have an altered BMP signaling pathway with an oncogenic mutation on the BMP type I receptor ALK2, encoded by ACVR1. However, the potential impact of the BMP pathway in tumors non-mutated for ACVR1 is less clear. By integrating bulk, single-cell and spatial transcriptomic data, we show here that the BMP signaling pathway is activated at similar levels between ACVR1 wild type and mutant tumors and identify BMP2 and BMP7 as putative activators of the pathway in a specific subpopulation of cells. By using both pediatric isogenic glioma lines genetically modified to overexpress H3.3K27M and patients-derived DIPG cell lines, we demonstrate that BMP2/7 synergizes with H3.3K27M to induce a transcriptomic rewiring associated with a quiescent but invasive cell state. These data suggest a generic oncogenic role for the BMP pathway in gliomagenesis of pDMG and pave the way for specific targeting of downstream effectors mediating the BMP/K27M crosstalk.