Background Nanoliposomal irinotecan showed activity in a phase 2 study in patients with metastatic pancreatic ductal adenocarcinoma previously treated with gemcitabine-based therapies. We assessed the effect of nanoliposomal irinotecan alone or combined with fluorouracil and folinic acid in a phase 3 trial in this population. Methods We did a global, phase 3, randomised, open-label trial at 76 sites in 14 countries. Eligible patients with metastatic pancreatic ductal adenocarcinoma previously treated with gemcitabine-based therapy were randomly assigned (1:1) using an interactive web response system at a central location to receive either nanoliposomal irinotecan monotherapy (120 mg/m2 every 3 weeks, equivalent to 100 mg/m2 of irinotecan base) or fluorouracil and folinic acid. A third arm consisting of nanoliposomal irinotecan (80 mg/m2, equivalent to 70 mg/m2 of irinotecan base) with fluorouracil and folinic acid every 2 weeks was added later (1:1:1), in a protocol amendment. Randomisation was stratified by baseline albumin, Karnofsky performance status, and ethnic origin. Treatment was continued until disease progression or intolerable toxic effects. The primary endpoint was overall survival, assessed in the intention-to-treat population. The primary analysis was planned after 305 events. Safety was assessed in all patients who had received study drug. This trial is registered at ClinicalTrials.gov, number NCT01494506. Findings Between Jan 11, 2012, and Sept 11, 2013, 417 patients were randomly assigned either nanoliposomal irinotecan plus fluorouracil and folinic acid (n=117), nanoliposomal irinotecan monotherapy (n=151), or fluorouracil and folinic acid (n=149). After 313 events, median overall survival in patients assigned nanoliposomal irinotecan plus fluorouracil and folinic acid was 6·1 months (95% CI 4·8–8·9) vs 4·2 months (3·3–5·3) with fluorouracil and folinic acid (hazard ratio 0·67, 95% CI 0·49–0·92; p=0·012). Median overall survival did not differ between patients assigned nanoliposomal irinotecan monotherapy and those allocated fluorouracil and folinic acid (4·9 months [4·2–5·6] vs 4·2 months [3·6–4·9]; 0·99, 0·77–1·28; p=0·94). The grade 3 or 4 adverse events that occurred most frequently in the 117 patients assigned nanoliposomal irinotecan plus fluorouracil and folinic acid were neutropenia (32 [27%]), diarrhoea (15 [13%]), vomiting (13 [11%]), and fatigue (16 [14%]). Interpretation Nanoliposomal irinotecan in combination with fluorouracil and folinic acid extends survival with a manageable safety profile in patients with metastatic pancreatic ductal adenocarcinoma who previously received gemcitabine-based therapy. This agent represents a new treatment option for this population. Funding Merrimack Pharmaceuticals.

Initiation of pancreatic ductal adenocarcinoma (PDA) is definitively linked to activating mutations in the KRAS oncogene. However, PDA mouse models show that mutant Kras expression early in development gives rise to a normal pancreas, with tumors forming only after a long latency or pancreatitis induction. Here, we show that oncogenic KRAS upregulates endogenous EGFR expression and activation, the latter being dependent on the EGFR ligand sheddase, ADAM17. Genetic ablation or pharmacological inhibition of EGFR or ADAM17 effectively eliminates KRAS-driven tumorigenesis in vivo. Without EGFR activity, active RAS levels are not sufficient to induce robust MEK/ERK activity, a requirement for epithelial transformation.

The bromodomain and extraterminal (BET) inhibitor JQ1 synergizes with the histone deacetylase inhibitor SAHA to suppress tumor growth in mouse models of pancreatic cancer. Pancreatic ductal adenocarcinoma (PDAC) is one of the most lethal human cancers and shows resistance to any therapeutic strategy used. Here we tested small-molecule inhibitors targeting chromatin regulators as possible therapeutic agents in PDAC. We show that JQ1, an inhibitor of the bromodomain and extraterminal (BET) family of proteins, suppresses PDAC development in mice by inhibiting both MYC activity and inflammatory signals. The histone deacetylase (HDAC) inhibitor SAHA synergizes with JQ1 to augment cell death and more potently suppress advanced PDAC. Finally, using a CRISPR-Cas9–based method for gene editing directly in the mouse adult pancreas, we show that de-repression of p57 (also known as KIP2 or CDKN1C) upon combined BET and HDAC inhibition is required for the induction of combination therapy–induced cell death in PDAC. SAHA is approved for human use, and molecules similar to JQ1 are being tested in clinical trials. Thus, these studies identify a promising epigenetic-based therapeutic strategy that may be rapidly implemented in fatal human tumors.

ABSTRACT Immune evasion is indispensable for cancer initiation and progression, although its underlying mechanisms in pancreatic ductal adenocarcinoma (PDAC) remain elusive. Here, we unveiled a cancer cell-autonomous function of PGRN in driving immune evasion in primary PDAC. Tumor- but not macrophage-derived PGRN was associated with poor overall survival in PDAC. Multiplex immunohistochemistry revealed low MHC class I (MHCI) expression and lack of CD8+ T cells infiltration in PGRN-high tumors. Inhibition of PGRN abrogated autophagy-dependent MHCI degradation and restored MHCI expression on PDAC cells. Antibody-based blockade of PGRN in a genetic PDAC mouse model remarkably decelerated tumor initiation and progression. Notably, tumors expressing LCMV-gp33 as model antigen were sensitized towards cytotoxic gp33-TCR transgenic T cells upon anti-PGRN antibody treatment. Overall, our study uncovered an unprecedented role of tumor-derived PGRN in regulating immunogenicity of primary PDAC. STATEMENT OF SIGNIFICANCE Immune evasion is a key property of PDAC, rendering it refractory to immunotherapy. Here we demonstrate that tumor-derived PGRN promotes autophagy-dependent MHCI degradation, while anti-PGRN increases intratumoral CD8 infiltration and blocks tumor progression. With recent advances in T cell-mediated approaches, PGRN represents a pivotal target to enhance tumor antigen-specific cytotoxicity.

Abstract Pancreatic ductal adenocarcinoma (PDAC) is an aggressive cancer with poor prognosis. Drug resistance is the major cause for therapeutic failure in PDAC patients with progressive disease. The mechanisms underlying resistance formation are complex and remain poorly understood. To gain insights into molecular changes during the formation of resistance to oncogenic MAPK pathway inhibition we utilized short-term passaged primary tumor cells from ten PDACs of genetically engineered mice. We followed gain and loss of resistance upon MEK i exposure and withdrawal by longitudinal integrative analysis of whole genome sequencing, whole genome bisulfite sequencing, RNA-sequencing and mass spectrometry data. We found that resistant cell populations under increasing MEK i treatment evolved by the expansion of a single clone but were not a direct consequence of known resistance-conferring mutations. Rather, resistant cells showed adaptive DNA hypermethylation of 209 and hypomethylation of 8 genomic sites, most of which overlap with regulatory elements known to be active in murine PDAC cells. Both DNA methylation changes and MEK i resistance were transient and reversible upon drug withdrawal. The effector caspase CASP3 is one of the 114 genes for which transcriptional downregulation inversely correlated with the methylation status of the associated DNA region. CASP3 inactivation in resistant cells led to attenuation of drug-induced apoptosis which could be reversed by DNA methyltransferase inhibition with remarkable sensitivity exclusively in the resistant cells. Overall, our data provide a context for characterization and targeting of epigenetically mediated resistance mechanisms in PDAC.

Abstract Pancreatic Ductal Adenocarcinoma (PDAC) lacks targeted treatment options. Although subtypes with transcriptome-based distinct lineage and differentiation features have been identified, deduced clinically actionable targets remain elusive. We here investigate functional metabolic features of the classical and QM (quasi-mesenchymal)/basal-like PDAC subtypes potentially exploitable for non-invasive subtype differentiation and therapeutic intervention. A collection of human PDAC cell lines, primary patient derived cells (PDC), patient derived xenografts (PDX) and patient PDAC samples were transcriptionally stratified into the classical and QM subtype. Functional metabolic analyses including targeted and non-targeted metabolite profiling (matrix-assisted laser desorption/ionization mass spectrometry imaging (MALDI-MSI)), seahorse metabolic flux assays and metabolic drug targeting were performed. Hyperpolarized 13 C-magnetic resonance spectroscopy (HP-MRS) of PDAC xenografts was used for in vivo detection of intra-tumoral [1- 13 C]pyruvate and [1- 13 C]lactate metabolism. We identified glycolysis and lipid metabolism/fatty acid oxidation as transcriptionally preserved metabolic pathways in QM and classical PDAC subtype respectively. However, these metabolic cues were not unambiguously functionally linked to one subtype. Striking functional metabolic heterogeneity was observed especially in primary patient derived cells with only individual samples representing high dependence on glycolysis or mitochondrial oxidation. Of note, QM cells actively use the glycolytic product lactate as oxidative mitochondrial fuel. Using HP-MRS, we were able to non-invasively differentiate glycolytic tumor xenografts with high intratumoral [1- 13 C]pyruvate to [1- 13 C]lactate conversion in vivo . Although PDAC transcriptomes indicate molecular subtype-associated distinct metabolic pathways, we found substantial functional metabolic heterogeneity independent of the molecular subtype. Non-invasive identification of highly glycolytic tumors by [1- 13 C]pyruvate/lactate HP-MRS support individualized metabolic targeting approaches.

Biliary tract cancers (BTCs) exhibit high mortality rates and significant heterogeneity in both clinical and molecular characteristics. This study aims to molecularly characterize a cohort of patients with BTC, with a specific focus on genomic alterations within homologous recombination repair (HRR) genes in a real-world setting.

ABSTRACT Bromodomain and extra-terminal motif (BET) proteins and histone deacetylases (HDACs) are prime targets in cancer therapy. Recent research has particularly focused on the development of dual BET/HDAC inhibitors for hard-to-treat tumors such as pancreatic cancer. Here, we have developed a new series of potent dual BET/HDAC inhibitors by choosing starting scaffolds that enabled us to optimally merge the two functionalities into a single compound. Systematic structure-guided modification of both warheads then led to optimized binders that were superior in potency to both parent compounds, with the best molecules of this series binding to both BRD4 bromodomains as well as HDAC1/2 with EC 50 values in the 100-nanomolar range in cellular NanoBRET target engagement assays. Importantly, this on-target activity also translated into promising efficacy in pancreatic cancer and NUT midline carcinoma cells. Our lead molecules effectively blocked histone H3 deacetylation in pancreatic cancer cells and upregulated the tumor suppressor HEXIM1 and proapoptotic p57 , both markers of BET inhibition. In addition, they have the potential to downregulate oncogenic drivers of NUT midline carcinoma, as demonstrated for MYC and TP63 mRNA levels. Overall, this study expands the portfolio of available dual BET/class I HDAC inhibitors for future translational studies in different cancer models.

Abstract Purpose Patients with advanced pancreatic and biliary tract cancer (aPBC) frequently suffer from high symptom burden. Exercise can reduce treatment side effects and improve patient-related outcomes (PROMs). However, evidence from prospective studies regarding feasibility and efficacy in advanced settings are sparse. The primary aim of this prospective, randomized-controlled study was to evaluate the feasibility and effects of exercise (ET) in patients with aPBC. Methods Patients with aPBC beyond first-line therapy were randomized according to the minimization procedure with stratification by gender, age, and loss of body weight in the past six months. The intervention group (IG) completed 3 training units/week for 8 weeks (1x supervised strength sessions, 2x individualized home-based sessions). Control group (CG) received recommendations on physical activity during cancer. Results 41 patients (stage IV pancreatic or biliary tract cancer) were included no adverse events related to exercise occurred during the trial. Physical function increased significantly in IG in 5 out of 7 physical domains. Comparison of IG and CG at 8 weeks (t2) showed significant differences in favour of IG in leg press ( p =0.001), bench press ( p =0.011), sit-to-stand ( p =0.001) and crunch (0.006). Constipation revealed a significant difference in favour of IG at t2 ( p =0.033). Quality of life stabilized/increased in IG during the study period compared to a decrease in CG. Throughout/Over the 8 weeks, fatigue notably reduced in the IG ( p =0.028). Conclusion Exercise is safe and feasible in patients with aPBC undergoing further line therapy. Significant improvements in physical functioning and increased quality of life were achieved. German Clinical Trials Register ID: DRKS00021179; Registration date 15.05.2020

Purpose: Development of a supervised machine-learning model capable of predicting clinically relevant molecular subtypes of pancreatic ductal adenocarcinoma (PDAC) from diffusion-weighted-imaging-derived radiomic features. Methods: The retrospective observational study assessed 55 surgical PDAC patients. Molecular subtypes were defined by immunohistochemical staining of KRT81. Tumors were manually segmented and 1606 radiomic features were extracted with PyRadiomics. A gradient-boosted-tree algorithm (XGBoost) was trained on 70% of the patients (N=28) and tested on 30% (N=17) to predict KRT81+ vs. KRT81- tumor subtypes. The average sensitivity, specificity and ROC-AUC value were calculated. Chemotherapy response was assessed stratified by subtype. Radiomic feature importance was ranked. Results: The mean±STDEV sensitivity, specificity and ROC-AUC were 0.90±0.07, 0.92±0.11, and 0.93±0.07, respectively. Patients with a KRT81+ subtype experienced significantly diminished median overall survival compared to KRT81- patients (7.0 vs. 22.6 months, HR 1.44, log-rank-test P=<0.001) and a significantly improved response to gemcitabine-based chemotherapy over FOLFIRINOX (10.14 vs. 3.8 months median overall survival, HR 0.85, P=0.037) compared to KRT81- patients, who responded significantly better to FOLFIRINOX over gemcitabine-based treatment (30.8 vs. 13.4 months median overall survival, HR 0.88, P=0.027). Conclusions: The machine-learning based analysis of radiomic features enables the prediction of subtypes of PDAC, which are highly relevant for overall patient survival and response to chemotherapy.