The nucleosome remodeling factor BPTF is required for the deployment of the MYC-driven transcriptional program. Deletion of one

Abstract Background Neuroblastoma is a heterogeneous disease with adrenergic (ADRN)- and therapy resistant mesenchymal (MES)-like cells driven by distinct transcription factor networks. Here, we investigate the expression of immunotherapeutic targets in each neuroblastoma subtype and propose pan-neuroblastoma and cell state specific targetable cell-surface proteins. Methods We characterized cell lines, patient-derived xenografts, and patient samples as ADRN-dominant or MES- dominant to define subtype-specific and pan-neuroblastoma gene sets. Targets were validated with ChIP- sequencing, immunoblotting, and flow cytometry in neuroblastoma cell lines and isogenic ADRN-to-MES transition cell line models. Finally, we evaluated the activity of MES-specific agents in vivo and in vitro . Results Most immunotherapeutic targets being developed for neuroblastoma showed significantly higher expression in the ADRN subtype with limited expression in MES-like tumor cells. In contrast, CD276 (B7-H3) and L1CAM maintained expression across both ADRN and MES states. We identified several receptor tyrosine kinases (RTKs) enriched in MES-dominant samples and showed that AXL targeting with ADCT-601 was potently cytotoxic in MES-dominant cell lines and showed specific anti-tumor activity in a MES cell line-derived xenograft. Conclusions Immunotherapeutic strategies for neuroblastoma must address the potential of epigenetic downregulation of antigen density as a mechanism for immune evasion. We identified several RTKs as candidate MES-specific immunotherapeutic target proteins for the elimination of therapy-resistant cells. We hypothesize that the phenomena of immune escape will be less likely when targeting pan-neuroblastoma cell surface proteins such as B7-H3 and L1CAM, and/or dual targeting strategies that consider both the ADRN- and MES-cell states. Key Points Cellular plasticity influences the abundance of immunotherapeutic targets. Subtype-specific targets may be susceptible to epigenetically-mediated downregulation. Immunotherapeutic targets in development, B7-H3 and L1CAM, show “pan-subtype” expression. Importance of Study Neuroblastoma is a lethal childhood malignancy that shows cellular plasticity in response to anti-cancer therapies. Several plasma membrane proteins are being developed as immunotherapeutic targets in this disease. Here we define which cell surface proteins are susceptible to epigenetically regulated downregulation during an adrenergic to mesenchymal cell state switch and propose immunotherapeutic strategies to anticipate and circumvent acquired immunotherapeutic resistance.

Abstract Immunotherapy has revolutionized cancer treatment, but many cancers are not impacted by currently available immunotherapeutic strategies. Here, we investigated inflammatory signaling pathways in neuroblastoma, a classically “cold” pediatric cancer. By testing the functional response of a panel of 20 diverse neuroblastoma cell lines to three different inflammatory stimuli, we found that all cell lines have intact interferon signaling and all but one lack functional cGAS-STING signaling. However, toll-like receptor (TLR) signaling, particularly through TLR3, was heterogeneous. Six cell lines showed robust response, five of which are in the mesenchymal epigenetic state, while all 14 unresponsive cell lines are in the adrenergic state. Genetically switching the adrenergic BE2(c) cell line towards the mesenchymal state fully restored TLR responsiveness. In responsive cells, TLR3 activation results in the secretion of pro-inflammatory cytokines, enrichment of inflammatory transcriptomic signatures, and increased tumor killing by T-cells in vitro . Using single cell RNA sequencing data, we show that human neuroblastoma cells with stronger mesenchymal signatures have a higher basal inflammatory state, demonstrating intra-tumoral heterogeneity in inflammatory signaling that has significant implications for immunotherapeutic strategies in this aggressive childhood cancer.