Cell-free circulating tumour DNA (ctDNA) in plasma has been shown to be informative of the genomic alterations present in tumours and has been used to monitor tumour progression and response to treatments. However, patients with brain tumours do not present with or present with low amounts of ctDNA in plasma precluding the genomic characterization of brain cancer through plasma ctDNA. Here we show that ctDNA derived from central nervous system tumours is more abundantly present in the cerebrospinal fluid (CSF) than in plasma. Massively parallel sequencing of CSF ctDNA more comprehensively characterizes the genomic alterations of brain tumours than plasma, allowing the identification of actionable brain tumour somatic mutations. We show that CSF ctDNA levels longitudinally fluctuate in time and follow the changes in brain tumour burden providing biomarkers to monitor brain malignancies. Moreover, CSF ctDNA is shown to facilitate and complement the diagnosis of leptomeningeal carcinomatosis.

Actionable driver mutations account for 40-50% of NSCLC cases, and their identification clearly affects treatment choices and outcomes. Conversely, non-actionable mutations are genetic alterations that do not currently have established treatment implications. Among co-occurring alterations, the identification of concurrent actionable genomic alterations is a rare event, potentially impacting prognosis and treatment outcomes.

Abstract Estrogen receptor positive (ER+) breast cancer is one of the most common causes of cancer-related death in women. Mortality is largely driven by recurrence of treatment-resistant disease after many years of apparent response, making the molecular events that cause recurrence a critical area of investigation. Loss of expression of MLH1 , a tumor suppressor best studied in its role in mismatch repair, induces resistance of ER+ breast cancer cells to standard estrogen-targeting therapies. It does so by delinking cell cycle progression from estrogen regulation, a role distinct from its function in mismatch repair. MLH1 loss, as currently clinically diagnosed by detecting genomic instability or by immunohistochemistry for absence of protein, occurs in 12-15% of all cancers. Here, we demonstrate that sub-clonal, patient-derived mutations in MLH1 , which neither impact protein abundance nor contribute sufficiently to genomic instability to be detected diagnostically, seed endocrine treatment resistance by enabling estrogen-independent growth in vitro , ex vivo in patient-derived organoids (p=0.005) and in vivo (p=0.0001). The mechanism underlying this endocrine treatment resistance is aberrant localization of MLH1 to the cytoplasm in vitro and in vivo (p=0.04), which precludes cell cycle arrest in response to endocrine therapy while simultaneously rendering cells acutely dependent on CDK4/6 activity. Consequently, administration of CDK4/6 inhibitors causes extreme regression in cells with cytoplasmic MLH1 compared to control cell populations with nuclear localization of MLH1 in vitro (p=0.00000009), ex vivo (p=0.01) and in vivo (p=0.01). As aberrant cytoplasmic localization occurs in an additional ∼12% of ER+ breast cancer patients, it constitutes a new, major contributor to MLH1 dysregulation. The potential applicability of cytoplasmic MLH1 as a predictor of responsiveness to existing targeted therapies in a hard-to-treat breast cancer subtype posits an update of current clinical diagnostic criteria and therapeutic strategies. This is particularly important in the adjuvant setting where identification of biomarkers predicting responsiveness to CDK4/6 inhibitors remains an urgent, unmet clinical need.

Abstract For patients with hormone receptor-positive, early breast cancer without HER2 amplification, multigene expression assays including Oncotype DX ® recurrence score (RS) have been clinically validated to identify patients who stand to derive added benefit from adjuvant cytotoxic chemotherapy. However, cost and turnaround time have limited its global adoption despite recommendation by practice guidelines. We investigated if routinely available hematoxylin and eosin (H&E)-stained pathology slides could act as a surrogate triaging data substrate by predicting RS using machine learning methods. We trained and validated a multimodal transformer model, Orpheus, using 6,203 patients across three independent cohorts, taking both H&E images and their corresponding synoptic text reports as input. We showed accurate inference of recurrence score from whole-slide images (r = 0.63 (95% C.I. 0.58 - 0.68); n = 1,029), the raw text of their corresponding reports (r = 0.58 (95% C.I. 0.51 - 0.64); n = 972), and their combination (r = 0.68 (95% C.I. 0.64 - 0.73); n = 964) as measured by Pearson’s correlation. To predict high-risk disease (RS>25), our model achieved an area under the receiver operating characteristic curve (AUROC) of 0.89 (95% C.I. 0.83 - 0.94), and area under the precision recall curve (AUPRC) of 0.64 (95% C.I. 0.60 - 0.82), compared to 0.49 (95% C.I. 0.36 - 0.64) for an existing nomogram based on clinical and pathologic features. Moreover, our model generalizes well to external international cohorts, effectively identifying recurrence risk (r = 0.61, p < 10 -4 , n = 452; r = 0.60, p < 10 -4 , n = 575) and high-risk status (AUROC = 0.80, p < 10 -4 , AUPRC = 0.68, p < 10 -4 , n = 452; AUROC = 0.83, p < 10 -4 , AUPRC = 0.73, p < 10 -4 , n = 575) from whole-slide images. Probing the biologic underpinnings of the model decisions uncovered tumor cell size heterogeneity, immune cell infiltration, a proliferative transcription program, and stromal fraction as correlates of higher-risk predictions. We conclude that at an operating point of 94.4% precision and 33.3% recall, this model could help increase global adoption and shorten lag between resection and adjuvant therapy.

Platinum-based chemotherapy represents the standard first-line treatment for biliary tract cancers (BTC). Deficits in genes involved in the homologous recombination (HR) and DNA damage response (DDR) may confer higher sensitivity to platinum agents.

e23522 Background: Malignant phyllodes tumors of the breast (B-MPT) are supposed to arise de novo or to derive from a fibroadenoma/benign phyllodes tumor ("secondary"), through a MED12-dependent pathway. Secondary B-MPTs may be associated to better outcomes: both the history of previous fibroadenomas and the presence of MED12 mutations were demonstrated to be associated to improved recurrence-free survival, in small case series. We assessed the prevalence and the prognostic value of fibroadenoma-like areas (FLA) in the context of B-MPTs, which were described as potentially associated with MED12 mutations (Pareja, 2017). Methods: Single-center, retrospective, translational study conducted at European Institute of Oncology. Consecutive patients aged 18 years old or more, with non-metastatic B-MPT, who underwent surgery from Jan 2000 to Dec 2021, were included. FLA were defined as intracanalicular, pericanalicular or myxoid areas of low stromal cellularity, lacking cytologic atypia and mitotic activity. All specimens were reviewed by three pathologists. The endpoints were the cumulative incidences of distant and local recurrences. Results: 89 patients were included (Table). After a median follow-up of 6.4 years, 18 and 14 local and distant recurrences were registered, respectively. The cumulative incidences at 5-years of local and distant recurrences were 19% (95% Confidence Interval [CI], 11–28%) and 11% (95%CI, 5–18%). 47% of tumors had FLA, which were associated with lower ( < 15/10HPF) mitoses (p = 0.05). No pathologic feature was associated with distant or local relapse. The presence of FLA areas was associated with fewer local recurrences, without reaching the statistical significance (p = 0.14); no difference in terms of distant recurrences emerged (p = 0.61). Conclusions: 47% of B-MPTs are characterized by FLAs, which are associated with a lower mitotic count. The association between FLAs and fewer local recurrences did not reach the threshold for statistical significance, probably due to the small number of events. The prognostic role of FLAs needs to be assessed in a larger cohort and may potentially enhance the selection of patients deserving postoperative treatment intensification. [Table: see text]