Summary

 There is widespread interest in macrophages as a therapeutic target in cancer. Here, we demonstrate that trabectedin, a recently approved chemotherapeutic agent, induces rapid apoptosis exclusively in mononuclear phagocytes. In four mouse tumor models, trabectedin caused selective depletion of monocytes/macrophages in blood, spleens, and tumors, with an associated reduction of angiogenesis. By using trabectedin-resistant tumor cells and myeloid cell transfer or depletion experiments, we demonstrate that cytotoxicity on mononuclear phagocytes is a key component of its antitumor activity. Monocyte depletion, including tumor-associated macrophages, was observed in treated tumor patients. Trabectedin activates caspase-8-dependent apoptosis; selectivity for monocytes versus neutrophils and lymphocytes is due to differential expression of signaling and decoy TRAIL receptors. This unexpected property may be exploited in different therapeutic strategies.

RAS mutations are frequent in human cancer, especially in pancreatic, colorectal and non-small-cell lung cancers (NSCLCs)1-3. Inhibition of the RAS oncoproteins has proven difficult4, and attempts to target downstream effectors5-7 have been hampered by the activation of compensatory resistance mechanisms8. It is also well established that KRAS-mutant tumors are insensitive to inhibition of upstream growth factor receptor signaling. Thus, epidermal growth factor receptor antibody therapy is only effective in KRAS wild-type colon cancers9,10. Consistently, inhibition of SHP2 (also known as PTPN11), which links receptor tyrosine kinase signaling to the RAS-RAF-MEK-ERK pathway11,12, was shown to be ineffective in KRAS-mutant or BRAF-mutant cancer cell lines13. Our data also indicate that SHP2 inhibition in KRAS-mutant NSCLC cells under normal cell culture conditions has little effect. By contrast, SHP2 inhibition under growth factor-limiting conditions in vitro results in a senescence response. In vivo, inhibition of SHP2 in KRAS-mutant NSCLC also provokes a senescence response, which is exacerbated by MEK inhibition. Our data identify SHP2 inhibition as an unexpected vulnerability of KRAS-mutant NSCLC cells that remains undetected in cell culture and can be exploited therapeutically.

Abstract Inflammatory mediators present in the tumor milieu may promote cancer progression and are considered promising targets of novel biological therapies. We previously reported that the marine antitumor agent trabectedin, approved in Europe in 2007 for soft tissue sarcomas and in 2009 for ovarian cancer, was able to downmodulate the production of selected cytokines/chemokines in immune cells. Patients with myxoid liposarcoma (MLS), a subtype characterized by the expression of the oncogenic transcript FUS-CHOP, are highly responsive to trabectedin. The drug had marked antiproliferative effects on MLS cell lines at low nanomolar concentrations. We tested the hypothesis that trabectedin could also affect the inflammatory mediators produced by cancer cells. Here, we show that MLS express several cytokines, chemokines, and growth factors (CCL2, CCL3, CCL5, CXCL8, CXCL12, MIF, VEGF, SPARC) and the inflammatory and matrix-binder protein pentraxin 3 (PTX3), which build up a prominent inflammatory environment. In vitro treatment with noncytotoxic concentrations of trabectedin selectively inhibited the production of CCL2, CXCL8, IL-6, VEGF, and PTX3 by MLS primary tumor cultures and/or cell lines. A xenograft mouse model of human MLS showed marked reduction of CCL2, CXCL8, CD68+ infiltrating macrophages, CD31+ tumor vessels, and partial decrease of PTX3 after trabectedin treatment. Similar findings were observed in a patient tumor sample excised after several cycles of therapy, indicating that the results observed in vitro might have in vivo relevance. In conclusion, trabectedin has dual effects in liposarcoma: in addition to direct growth inhibition, it affects the tumor microenvironment by reducing the production of key inflammatory mediators. Cancer Res; 70(6); 2235–44

Neoantigens that arise as a consequence of tumour-specific mutations can be recognized by T lymphocytes leading to effective immune surveillance. In colorectal cancer (CRC) and other tumour types, a high number of neoantigens is associated with patient response to immune therapies. The molecular processes governing the generation of neoantigens and their turnover in cancer cells are poorly understood. We exploited CRC as a model system to understand how alterations in DNA repair pathways modulate neoantigen profiles over time. We performed Whole Exome Sequencing (WES) and RNA sequencing (RNAseq) in CRC cell lines, in vitro and vivo, and in CRC patient-derived xenografts (PDXs) to track longitudinally genomic profiles, clonal evolution, mutational signatures and predicted neoantigens. The majority of CRC models showed remarkably stable mutational and neoantigen profiles, however those carrying defects in DNA repair genes continuously diversified. Rapidly evolving and evolutionary stable CRCs displayed characteristic genomic signatures, and transcriptional profiles. Downregulation of molecules implicated in antigen presentation occurred selectively in highly mutated and rapidly-evolving CRC. These results indicate that CRC carrying alterations in DNA repair pathways display dynamic neoantigen patterns that fluctuate over time. We define CRC subsets characterized by slow and fast evolvability and link this phenotype to downregulation of antigen-presenting cellular mechanisms. Longitudinal monitoring of the neoantigen landscape could be relevant in the context of precision medicine.

Abstract Cross-presentation by type 1 cDCs (cDC1) is critical to induce and sustain antitumoral CD8 T cell responses to model antigens, in various tumor settings. However, the impact of cross-presenting cDC1 and the potential of DC-based therapies in tumors carrying varied levels of bona-fide neoantigens (neoAgs) remains unclear. Here we generated a non-small cell lung cancer model with distinct ranges of TMB and MHC-I neoepitopes to test immunogenicity and response to Flt3L+αCD40 (DC-therapy). We found that cDC1 are required to broaden the pattern of CD8 responses to basal and acquired neoAgs and DC-therapy strongly inhibits the growth of TMB high tumors. In contrast, TMB low tumors induce weaker responses that are not sufficient to block progression. scRNA transcriptional analysis, immune profiling and functional assays show that DC-therapy triggers the accumulation of lung cDC1 with increased immunostimulatory properties and CD8 T cells with enhanced cytotoxic functions and reduced exhaustion, most prominently in neoAgs high tumors. We conclude that boosting cDC1 activity is critical to broaden the diversity of anti-tumoral CD8 T cell responses and to leverage neoAgs content for therapeutic advantage.