Large panels of comprehensively characterized human cancer models, including the Cancer Cell Line Encyclopedia (CCLE), have provided a rigorous framework with which to study genetic variants, candidate targets, and small-molecule and biological therapeutics and to identify new marker-driven cancer dependencies. To improve our understanding of the molecular features that contribute to cancer phenotypes, including drug responses, here we have expanded the characterizations of cancer cell lines to include genetic, RNA splicing, DNA methylation, histone H3 modification, microRNA expression and reverse-phase protein array data for 1,072 cell lines from individuals of various lineages and ethnicities. Integration of these data with functional characterizations such as drug-sensitivity, short hairpin RNA knockdown and CRISPR–Cas9 knockout data reveals potential targets for cancer drugs and associated biomarkers. Together, this dataset and an accompanying public data portal provide a resource for the acceleration of cancer research using model cancer cell lines. The original Cancer Cell Line Encyclopedia (CCLE) is expanded with deeper characterization of over 1,000 cell lines, including genomic, transcriptomic, and proteomic data, and integration with drug-sensitivity and gene-dependency data.

Abstract Ex vivo systems that incorporate features of the tumor microenvironment and model the dynamic response to immune checkpoint blockade (ICB) may facilitate efforts in precision immuno-oncology and the development of effective combination therapies. Here, we demonstrate the ability to interrogate ex vivo response to ICB using murine- and patient-derived organotypic tumor spheroids (MDOTS/PDOTS). MDOTS/PDOTS isolated from mouse and human tumors retain autologous lymphoid and myeloid cell populations and respond to ICB in short-term three-dimensional microfluidic culture. Response and resistance to ICB was recapitulated using MDOTS derived from established immunocompetent mouse tumor models. MDOTS profiling demonstrated that TBK1/IKKϵ inhibition enhanced response to PD-1 blockade, which effectively predicted tumor response in vivo. Systematic profiling of secreted cytokines in PDOTS captured key features associated with response and resistance to PD-1 blockade. Thus, MDOTS/PDOTS profiling represents a novel platform to evaluate ICB using established murine models as well as clinically relevant patient specimens. Significance: Resistance to PD-1 blockade remains a challenge for many patients, and biomarkers to guide treatment are lacking. Here, we demonstrate feasibility of ex vivo profiling of PD-1 blockade to interrogate the tumor immune microenvironment, develop therapeutic combinations, and facilitate precision immuno-oncology efforts. Cancer Discov; 8(2); 196–215. ©2017 AACR. See related commentary by Balko and Sosman, p. 143. See related article by Deng et al., p. 216. This article is highlighted in the In This Issue feature, p. 127

Abstract Inhibition of immune checkpoints, including cytotoxic T-lymphocyte antigen-4 (CTLA-4), programmed death-1 (PD-1), and its ligand PD-L1, has demonstrated exciting and durable remissions across a spectrum of malignancies. Combinatorial regimens blocking complementary immune checkpoints further enhance the therapeutic benefit. The activity of these agents for patients with glioblastoma, a generally lethal primary brain tumor associated with significant systemic and microenvironmental immunosuppression, is not known. We therefore systematically evaluated the antitumor efficacy of murine antibodies targeting a broad panel of immune checkpoint molecules, including CTLA-4, PD-1, PD-L1, and PD-L2 when administered as single-agent therapy and in combinatorial regimens against an orthotopic, immunocompetent murine glioblastoma model. In these experiments, we observed long-term tumor-free survival following single-agent anti–PD-1, anti–PD-L1, or anti–CTLA-4 therapy in 50%, 20%, and 15% of treated animals, respectively. Combination therapy of anti–CTLA-4 plus anti–PD-1 cured 75% of the animals, even against advanced, later-stage tumors. In long-term survivors, tumor growth was not seen upon intracranial tumor rechallenge, suggesting that tumor-specific immune memory responses were generated. Inhibitory immune checkpoint blockade quantitatively increased activated CD8+ and natural killer cells and decreased suppressive immune cells in the tumor microenvironment and draining cervical lymph nodes. Our results support prioritizing the clinical evaluation of PD-1, PD-L1, and CTLA-4 single-agent targeted therapy as well as combination therapy of CTLA-4 plus PD-1 blockade for patients with glioblastoma. Cancer Immunol Res; 4(2); 124–35. ©2015 AACR.

Summary

 Eradicating tumor dormancy that develops following epidermal growth factor receptor (EGFR) tyrosine kinase inhibitor (TKI) treatment of EGFR-mutant non-small cell lung cancer, is an attractive therapeutic strategy but the mechanisms governing this process are poorly understood. Blockade of ERK1/2 reactivation following EGFR TKI treatment by combined EGFR/MEK inhibition uncovers cells that survive by entering a senescence-like dormant state characterized by high YAP/TEAD activity. YAP/TEAD engage the epithelial-to-mesenchymal transition transcription factor SLUG to directly repress pro-apoptotic BMF, limiting drug-induced apoptosis. Pharmacological co-inhibition of YAP and TEAD, or genetic deletion of YAP1, all deplete dormant cells by enhancing EGFR/MEK inhibition-induced apoptosis. Enhancing the initial efficacy of targeted therapies could ultimately lead to prolonged treatment responses in cancer patients.

ABSTRACT Wilms tumor (WT) is the most common renal malignancy of childhood. Despite improvements in the overall survival, relapse occurs in ~15% of patients with favorable histology WT (FHWT). Half of these patients will succumb to their disease. Identifying novel targeted therapies in a systematic manner remains challenging in part due to the lack of faithful preclinical in vitro models. We established ten short-term patient-derived WT cell lines and characterized these models using low-coverage whole genome sequencing, whole exome sequencing and RNA-sequencing, which demonstrated that these ex-vivo models faithfully recapitulate WT biology. We then performed targeted RNAi and CRISPR-Cas9 loss-of-function screens and identified the nuclear export genes ( XPO1 and KPNB1 ) as strong vulnerabilities. We observed that these models are sensitive to nuclear export inhibition using the FDA approved therapeutic agent, selinexor (KPT-330). Selinexor treatment of FHWT suppressed TRIP1 3 expression, which was required for survival. We further identified in vitro and in vivo synergy between selinexor and doxorubicin, a chemotherapy used in high risk FHWT. Taken together, we identified XPO1 inhibition with selinexor as a potential therapeutic option to treat FHWTs and in combination with doxorubicin, leads to durable remissions in vivo .

Epithelial ovarian cancer (EOC) remains one of the most lethal gynecological cancers. Cytokine-induced memory–like (CIML) natural killer (NK) cells have shown promising results in preclinical and early-phase clinical trials. In the current study, CIML NK cells demonstrated superior antitumor responses against a panel of EOC cell lines, increased expression of activation receptors, and up-regulation of genes involved in cell cycle/proliferation and down-regulation of inhibitory/suppressive genes. CIML NK cells transduced with a chimeric antigen receptor (CAR) targeting the membrane-proximal domain of mesothelin (MSLN) further improved the antitumor responses against MSLN-expressing EOC cells and patient-derived xenograft tumor cells. CAR arming of the CIML NK cells subtanstially reduced their dysfunction in patient-derived ascites fluid with transcriptomic changes related to altered metabolism and tonic signaling as potential mechanisms. Lastly, the adoptive transfer of MSLN-CAR CIML NK cells demonstrated remarkable inhibition of tumor growth and prevented metastatic spread in xenograft mice, supporting their potential as an effective therapeutic strategy in EOC.

Brown and brown-like adipose tissues have attracted significant attention for their role in metabolism and therapeutic potential in diabetes and obesity. Despite compelling evidence of an interplay between adipocytes and lymphocytes, the involvement of these tissues in immune responses remains largely unexplored. This study explicates a newfound connection between neuroinflammation and brown- and bone marrow adipose tissue. Leveraging the use of [

Cancer cell proliferation requires precise control of E2F1 activity; excess activity promotes apoptosis. Here, we developed cell-permeable and bioavailable macrocycles that selectively kill small cell lung cancer (SCLC) cells with inherent high E2F1 activity by blocking RxL-mediated interactions of cyclin A and cyclin B with select substrates. Genome-wide CRISPR/Cas9 knockout and random mutagenesis screens found that cyclin A/B RxL macrocyclic inhibitors (cyclin A/Bi) induced apoptosis paradoxically by cyclin B- and Cdk2-dependent spindle assembly checkpoint activation (SAC). Mechanistically, cyclin A/Bi hyperactivate E2F1 and cyclin B by blocking their RxL-interactions with cyclin A and Myt1, respectively, ultimately leading to SAC activation and mitotic cell death. Base editor screens identified cyclin B variants that confer cyclin A/Bi resistance including several variants that disrupted cyclin B:Cdk interactions. Unexpectedly but consistent with our base editor and knockout screens, cyclin A/Bi induced the formation of neo-morphic Cdk2-cyclin B complexes that promote SAC activation and apoptosis. Finally, orally-bioavailable cyclin A/Bi robustly inhibited tumor growth in chemotherapy-resistant patient-derived xenograft models of SCLC. This work uncovers gain-of-function mechanisms by which cyclin A/Bi induce apoptosis in cancers with high E2F activity, and suggests cyclin A/Bi as a therapeutic strategy for SCLC and other cancers driven by high E2F activity.

Renal medullary carcinoma (RMC) is a rare and deadly kidney cancer in patients of African descent with sickle cell trait. Through direct-to-patient outreach, we developed genomically faithful patient-derived models of RMC. Using whole genome sequencing, we identified intronic fusion events in one SMARCB1 allele with concurrent loss of the other allele, confirming that SMARCB1 loss occurs in RMC. Biochemical and functional characterization of these RMC models revealed that RMC depends on the loss of SMARCB1 for survival and functionally resemble other cancers that harbor loss of SMARCB1, such as malignant rhabdoid tumors or atypical teratoid rhabdoid tumors. We performed RNAi and CRISPR-Cas9 loss of function genetic screens and a small-molecule screen and identified UBE2C as an essential gene in SMARCB1 deficient cancers. We found that the ubiquitin-proteasome pathway was essential for the survival of SMARCB1 deficient cancers in vitro and in vivo. Genetic or pharmacologic inhibition of this pathway leads to G2/M arrest due to constitutive accumulation of cyclin B1. These observations identify a synthetic lethal relationship that may serve as a therapeutic approach for patients with SMARCB1 deficient cancers.