Aneuploidy, whole chromosome or chromosome arm imbalance, is a near-universal characteristic of human cancers. In 10,522 cancer genomes from The Cancer Genome Atlas, aneuploidy was correlated with TP53 mutation, somatic mutation rate, and expression of proliferation genes. Aneuploidy was anti-correlated with expression of immune signaling genes, due to decreased leukocyte infiltrates in high-aneuploidy samples. Chromosome arm-level alterations show cancer-specific patterns, including loss of chromosome arm 3p in squamous cancers. We applied genome engineering to delete 3p in lung cells, causing decreased proliferation rescued in part by chromosome 3 duplication. This study defines genomic and phenotypic correlates of cancer aneuploidy and provides an experimental approach to study chromosome arm aneuploidy.

Summary

 DNA damage repair (DDR) pathways modulate cancer risk, progression, and therapeutic response. We systematically analyzed somatic alterations to provide a comprehensive view of DDR deficiency across 33 cancer types. Mutations with accompanying loss of heterozygosity were observed in over 1/3 of DDR genes, including TP53 and BRCA1/2. Other prevalent alterations included epigenetic silencing of the direct repair genes EXO5, MGMT, and ALKBH3 in ∼20% of samples. Homologous recombination deficiency (HRD) was present at varying frequency in many cancer types, most notably ovarian cancer. However, in contrast to ovarian cancer, HRD was associated with worse outcomes in several other cancers. Protein structure-based analyses allowed us to predict functional consequences of rare, recurrent DDR mutations. A new machine-learning-based classifier developed from gene expression data allowed us to identify alterations that phenocopy deleterious TP53 mutations. These frequent DDR gene alterations in many human cancers have functional consequences that may determine cancer progression and guide therapy.

Summary

 Comprehensive multiplatform analysis of 80 uveal melanomas (UM) identifies four molecularly distinct, clinically relevant subtypes: two associated with poor-prognosis monosomy 3 (M3) and two with better-prognosis disomy 3 (D3). We show that BAP1 loss follows M3 occurrence and correlates with a global DNA methylation state that is distinct from D3-UM. Poor-prognosis M3-UM divide into subsets with divergent genomic aberrations, transcriptional features, and clinical outcomes. We report change-of-function SRSF2 mutations. Within D3-UM, EIF1AX- and SRSF2/SF3B1-mutant tumors have distinct somatic copy number alterations and DNA methylation profiles, providing insight into the biology of these low- versus intermediate-risk clinical mutation subtypes.

We conducted the largest investigation of predisposition variants in cancer to date, discovering 853 pathogenic or likely pathogenic variants in 8% of 10,389 cases from 33 cancer types. Twenty-one genes showed single or cross-cancer associations, including novel associations of SDHA in melanoma and PALB2 in stomach adenocarcinoma. The 659 predisposition variants and 18 additional large deletions in tumor suppressors, including ATM, BRCA1, and NF1, showed low gene expression and frequent (43%) loss of heterozygosity or biallelic two-hit events. We also discovered 33 such variants in oncogenes, including missenses in MET, RET, and PTPN11 associated with high gene expression. We nominated 47 additional predisposition variants from prioritized VUSs supported by multiple evidences involving case-control frequency, loss of heterozygosity, expression effect, and co-localization with mutations and modified residues. Our integrative approach links rare predisposition variants to functional consequences, informing future guidelines of variant classification and germline genetic testing in cancer.

We analyzed molecular data on 2,579 tumors from The Cancer Genome Atlas (TCGA) of four gynecological types plus breast. Our aims were to identify shared and unique molecular features, clinically significant subtypes, and potential therapeutic targets. We found 61 somatic copy-number alterations (SCNAs) and 46 significantly mutated genes (SMGs). Eleven SCNAs and 11 SMGs had not been identified in previous TCGA studies of the individual tumor types. We found functionally significant estrogen receptor-regulated long non-coding RNAs (lncRNAs) and gene/lncRNA interaction networks. Pathway analysis identified subtypes with high leukocyte infiltration, raising potential implications for immunotherapy. Using 16 key molecular features, we identified five prognostic subtypes and developed a decision tree that classified patients into the subtypes based on just six features that are assessable in clinical laboratories.

Objective

 To investigate the potential contribution of germline sequence alterations in the BAP1 gene in uveal melanoma (UM) patients with possible predisposition to hereditary cancer. 

Design

 A total of 53 unrelated UM patients with high risk for hereditary cancer and five additional family members of one proband were studied. Mutational screening was carried out by direct sequencing. 

Results

 Of the 53 UM patients studied, a single patient was identified with a germline BAP1 truncating mutation, c. 799 C→T (p.Q267X), which segregated in several family members and was associated with UM and other cancers. Biallelic inactivation of BAP1 and decreased BAP1 expression were identified in the UM, lung adenocarcinoma and meningioma tumours from three family members with this germline BAP1 mutation. Germline BAP1 variants of uncertain significance, likely non-pathogenic, were also identified in two additional UM patients. 

Conclusion

 This study reports a novel hereditary cancer syndrome caused by a germline BAP1 mutation that predisposes patients to UM, lung carcinoma, meningioma, and possibly other cancers. The results indicate that BAP1 is the candidate gene in only a small subset of hereditary UM, suggesting the contribution of other candidate genes.

This integrated, multiplatform PanCancer Atlas study co-mapped and identified distinguishing molecular features of squamous cell carcinomas (SCCs) from five sites associated with smoking and/or human papillomavirus (HPV). SCCs harbor 3q, 5p, and other recurrent chromosomal copy-number alterations (CNAs), DNA mutations, and/or aberrant methylation of genes and microRNAs, which are correlated with the expression of multi-gene programs linked to squamous cell stemness, epithelial-to-mesenchymal differentiation, growth, genomic integrity, oxidative damage, death, and inflammation. Low-CNA SCCs tended to be HPV(+) and display hypermethylation with repression of TET1 demethylase and FANCF, previously linked to predisposition to SCC, or harbor mutations affecting CASP8, RAS-MAPK pathways, chromatin modifiers, and immunoregulatory molecules. We uncovered hypomethylation of the alternative promoter that drives expression of the ΔNp63 oncogene and embedded miR944. Co-expression of immune checkpoint, T-regulatory, and Myeloid suppressor cells signatures may explain reduced efficacy of immune therapy. These findings support possibilities for molecular classification and therapeutic approaches.

Abstract Ibudilast, an inhibitor of macrophage migration inhibitory factor (MIF) and phosphodiesterase (PDE), has been recently shown to have neuroprotective effects in a variety of neurologic diseases. We utilize a chick excitotoxic retinal damage model to investigate ibudilast’s potential to protect retinal neurons. Using single cell RNA-sequencing (scRNA-seq), we find that MIF, putative MIF receptors CD74 and CD44, and several PDEs are upregulated in different retinal cells during damage. Intravitreal ibudilast is well tolerated in the eye and causes no evidence of toxicity. Ibudilast effectively protects neurons in the inner nuclear layer from NMDA-induced cell death, restores retinal layer thickness on spectral domain optical coherence tomography, and preserves retinal neuron function, particularly for the ON bipolar cells, as assessed by electroretinography. PDE inhibition seems essential for ibudilast’s neuroprotection, as AV1013, the analogue that lacks PDE inhibitor activity, is ineffective. scRNA-seq analysis reveals upregulation of multiple signaling pathways, including mTOR, in damaged Müller glia (MG) with ibudilast treatment compared to AV1013. Components of mTORC1 and mTORC2 are upregulated in both bipolar cells and MG with ibudilast. The mTOR inhibitor rapamycin blocked accumulation of pS6 but did not reduce TUNEL positive dying cells. Additionally, through ligand-receptor interaction analysis, crosstalk between bipolar cells and MG may be important for neuroprotection. We have identified several paracrine signaling pathways that are known to contribute to cell survival and neuroprotection and might play essential roles in ibudilast function. These findings highlight ibudilast’s potential to protect inner retinal neurons during damage and show promise for future clinical translation. Graphical Abstract Main Points - Ibudilast, a MIF and PDE inhibitor, preserves the form and function of the retina, especially bipolar cells, during excitotoxic damage - Ibudilast upregulates multiple signaling pathways, including mTOR, in damaged Müller glia and bipolar cells