ABSTRACT SM08502 (cirtuvivint) is a novel pan CDC-like kinase (CLK) and Dual specificity tyrosine kinase (DYRK) inhibitor that targets mRNA splicing and is optimized for Wnt pathway inhibition. Previous evaluation of single agent CLK/DYRK inhibition (SM04690) demonstrated inhibition of tumor progression and β-catenin/TCF transcriptional activity in CTNNB1 -mutant endometrial cancer (EC). In-vitro analysis of SM08502 similarly decreases Wnt transcriptional activity and cellular proliferation while increasing cellular apoptosis. SM08502 is an active single-agent therapy with IC50’s in the nanomolar range for all EC cell lines evaluated. Combination of SM08502 with paclitaxel has synergistic effect in vitro , as demonstrated by Combination Index <1, and inhibits tumor progression in four endometrial cancer models (HEC265, Ishikawa, Ishikawa-S33Y, and SNGM). In our in vivo mouse models, Ishikawa demonstrated significantly lower tumor volumes of combination vs SM08502 alone (Repeated Measures one-way ANOVA, p = 0.04), but not vs paclitaxel alone. HEC265, SNGM, and Ishikawa-S33Y tumors all had significantly lower tumor volumes with combination SM08502 and paclitaxel compared to single-agent paclitaxel (Repeated Measures one-way ANOVA, p = 0.01, 0.004, and 0.0008, respectively) or single-agent SM08502 (Repeated Measures one-way ANOVA, p = 0.002, 0.005, and 0.01, respectively) alone. Mechanistically, treatment with SM08502 increases alternative splicing (AS) events compared to treatment with paclitaxel. AS regulation is an important post-transcriptional mechanism associated with the oncogenic process in many cancers, including EC. Results from these studies have led to a Phase I evaluation of this combination in recurrent EC.

Abstract Chromobox 2 (CBX2), an epigenetic reader and component of Polycomb Repressor Complex 1 (PRC1), is highly expressed in &gt;75% of high-grade serous carcinoma (HGSC). Increased CBX2 expression is associated with poorer survival, while CBX2 knockdown leads to improved chemotherapy sensitivity. In an HGSC immune competent murine model, knockdown of CBX2 decreased tumor progression. We sought to explore the impact of modulation of CBX2 on the tumor immune microenvironment (TIME), understanding that the TIME plays a critical role in disease progression and development of therapy resistance. Exploration of existing datasets demonstrated that elevated CBX2 expression significantly correlated with the specific immune cell types in the TIME. RNA-seq and pathway analysis of differentially expressed genes demonstrated immune signature enrichment. Confocal microscopy and co-culture experiments found modulation of CBX2 leads to increased recruitment and infiltration of macrophages. Flow cytometry of macrophages cultured with CBX2 overexpressing cells showed increased M2-like macrophages and decreased phagocytosis activity. Cbx2 knockdown in the Trp53, Brca2 null ID8 syngeneic murine model (ID8 Trp53-/- Brca2-/-) led to decreased tumor progression compared to control. NanoString Immuno-Oncology Panel analysis suggested knock down in Cbx2 shifts immune cell composition, with an increase in macrophages. Multispectral immunohistochemistry further confirmed an increase in macrophage infiltration. Increased CBX2 expression leads to recruitment and polarization of pro-tumor macrophages and targeting CBX2 may serve to modulate the TIME to enhance the efficacy of immune therapies.

Abstract Genome instability is key for tumor heterogeneity and derives from defects in cell division and DNA damage repair. Tumors show tolerance for this characteristic, but its accumulation is regulated somehow to avoid catastrophic chromosomal alterations and cell death. Claudin-4 is upregulated and closely associated with genome instability and worse patient outcome in ovarian cancer. This protein is commonly described as a junctional protein participating in processes such as cell proliferation and DNA repair. However, its biological association with genomic instability is still poorly-understood. Here, we used CRISPRi and a claudin mimic peptide (CMP) to modulate the cladudin-4 expression and its function, respectively in in-vitro (high-grade serous carcinoma cells) and in-vivo (patient-derived xenograft in a humanized-mice model) systems. We found that claudin-4 promotes a protective cellular-mechanism that links cell-cell junctions to genome integrity. Disruption of this axis leads to irregular cellular connections and cell cycle that results in chromosomal alterations, a phenomenon associated with a novel functional link between claudin-4 and SLC1A5/LAT1 in regulating autophagy. Consequently, claudin-4’s disruption increased autophagy and associated with engulfment of cytoplasm-localized DNA. Furthermore, the claudin-4/SLC1A5/LAT1 biological axis correlates with decrease ovarian cancer patient survival and targeting claudin-4 in-vivo with CMP resulted in increased niraparib (PARPi) efficacy, correlating with increased tumoral infiltration of T CD8+ lymphocytes. Our results show that the upregulation of claudin-4 enables a mechanism that promotes tolerance to genomic instability and immune evasion in ovarian cancer; thus, suggesting the potential of claudin-4 as a translational target for enhancing ovarian cancer treatment.

ABSTRACT Euchromatic histone lysine methyltransferases 1 and 2 (EHMT1/2), which catalyze demethylation of histone H3 lysine 9 (H3K9me2), contribute to tumorigenesis and therapy resistance through unknown mechanisms of action. In ovarian cancer, EHMT1/2 and H3K9me2 are directly linked to acquired resistance to poly-ADP-ribose polymerase (PARP) inhibitors and are correlated with poor clinical outcomes. Using a combination of experimental and bioinformatic analyses in several PARP inhibitor resistant ovarian cancer models, we demonstrate that combinatory inhibition of EHMT and PARP is effective in treating PARP inhibitor resistant ovarian cancers. Our in vitro studies show that combinatory therapy reactivates transposable elements, increases immunostimulatory dsRNA formation, and elicits several immune signaling pathways. Our in vivo studies show that both single inhibition of EHMT and combinatory inhibition of EHMT and PARP reduces tumor burden, and that this reduction is dependent on CD8 T cells. Together, our results uncover a direct mechanism by which EHMT inhibition helps to overcome PARP inhibitor resistance and shows how an epigenetic therapy can be used to enhance anti-tumor immunity and address therapy resistance.

Abstract Alterations in the interplay between the nucleus and the cell cycle during cancer development lead to a state of genomic instability, often accompanied by observable morphological aberrations. Tumor cells can regulate these aberrations to evade cell death, either by preventing or eliminating genomic instability. In epithelial ovarian cancer (EOC), overexpression of claudin-4 significantly contributes to therapy resistance through mechanisms associated with genomic instability regulation. However, the molecular mechanisms underlying claudin-4 overexpression in EOC remain poorly understood. In this study, we modified claudin-4 expression and employed a unique claudin mimic peptide (CMP) to investigate claudin-4’s function. Our findings show that claudin-4 supports ovarian cancer cell survival by stabilizing the genome through nuclear and cell cycle remodeling. Specifically, claudin-4 induced nuclear constriction by excluding lamin B1 and promoting perinuclear F-actin accumulation, thereby altering nuclear structure and dynamics. Similarly, cell cycle modifications due to claudin-4 overexpression resulted in fewer cells entering the S-phase and reduced genomic instability in tumors. Importantly, disrupting claudin-4’s biological effects using CMP and forskolin increased the efficacy of PARP inhibitor treatment, correlating with alterations in the oxidative stress response. Our data indicate that claudin-4 protects tumor genome integrity by modulating the crosstalk between the nucleus and the cell cycle, leading to resistance to genomic instability formation and the effects of genomic instability-inducing agents.