Immune sensing of DNA is critical for antiviral immunity but can also trigger autoimmune diseases such as lupus erythematosus (LE). Here we have provided evidence for the involvement of a damage-associated DNA modification in the detection of cytosolic DNA. The oxidized base 8-hydroxyguanosine (8-OHG), a marker of oxidative damage in DNA, potentiated cytosolic immune recognition by decreasing its susceptibility to 3′ repair exonuclease 1 (TREX1)-mediated degradation. Oxidizative modifications arose physiologically in pathogen DNA during lysosomal reactive oxygen species (ROS) exposure, as well as in neutrophil extracellular trap (NET) DNA during the oxidative burst. 8-OHG was also abundant in UV-exposed skin lesions of LE patients and colocalized with type I interferon (IFN). Injection of oxidized DNA in the skin of lupus-prone mice induced lesions that closely matched respective lesions in patients. Thus, oxidized DNA represents a prototypic damage-associated molecular pattern (DAMP) with important implications for infection, sterile inflammation, and autoimmunity.

Abstract Despite the discovery of heterotrimeric αβγ G proteins ∼25 years ago, their selective perturbation by cell-permeable inhibitors remains a fundamental challenge. Here we report that the plant-derived depsipeptide FR900359 (FR) is ideally suited to this task. Using a multifaceted approach we systematically characterize FR as a selective inhibitor of Gq/11/14 over all other mammalian Gα isoforms and elaborate its molecular mechanism of action. We also use FR to investigate whether inhibition of Gq proteins is an effective post-receptor strategy to target oncogenic signalling, using melanoma as a model system. FR suppresses many of the hallmark features that are central to the malignancy of melanoma cells, thereby providing new opportunities for therapeutic intervention. Just as pertussis toxin is used extensively to probe and inhibit the signalling of Gi/o proteins, we anticipate that FR will at least be its equivalent for investigating the biological relevance of Gq.

Infiltration of human melanomas with cytotoxic immune cells correlates with spontaneous type I IFN activation and a favorable prognosis. Therapeutic blockade of immune-inhibitory receptors in patients with preexisting lymphocytic infiltrates prolongs survival, but new complementary strategies are needed to activate cellular antitumor immunity in immune cell-poor melanomas. Here, we show that primary melanomas in Hgf-Cdk4(R24C) mice, which imitate human immune cell-poor melanomas with a poor outcome, escape IFN-induced immune surveillance and editing. Peritumoral injections of immunostimulatory RNA initiated a cytotoxic inflammatory response in the tumor microenvironment and significantly impaired tumor growth. This critically required the coordinated induction of type I IFN responses by dendritic, myeloid, natural killer, and T cells. Importantly, antibody-mediated blockade of the IFN-induced immune-inhibitory interaction between PD-L1 and PD-1 receptors further prolonged the survival. These results highlight important interconnections between type I IFNs and immune-inhibitory receptors in melanoma pathogenesis, which serve as targets for combination immunotherapies.Using a genetically engineered mouse melanoma model, we demonstrate that targeted activation of the type I IFN system with immunostimulatory RNA in combination with blockade of immune-inhibitory receptors is a rational strategy to expose immune cell-poor tumors to cellular immune surveillance.

Abstract We explored the mechanism of action of CD39 antibodies that inhibit ectoenzyme CD39 conversion of extracellular ATP (eATP) to AMP and thus potentially augment eATP–P2-mediated proinflammatory responses. Using syngeneic and humanized tumor models, we contrast the potency and mechanism of anti-CD39 mAbs with other agents targeting the adenosinergic pathway. We demonstrate the critical importance of an eATP–P2X7–ASC–NALP3-inflammasome–IL18 pathway in the antitumor activity mediated by CD39 enzyme blockade, rather than simply reducing adenosine as mechanism of action. Efficacy of anti-CD39 activity was underpinned by CD39 and P2X7 coexpression on intratumor myeloid subsets, an early signature of macrophage depletion, and active IL18 release that facilitated the significant expansion of intratumor effector T cells. More importantly, anti-CD39 facilitated infiltration into T cell–poor tumors and rescued anti–PD-1 resistance. Anti-human CD39 enhanced human T-cell proliferation and Th1 cytokine production and suppressed human B-cell lymphoma in the context of autologous Epstein–Barr virus–specific T-cell transfer. Significance: Overall, these data describe a potent and novel mechanism of action of antibodies that block mouse or human CD39, triggering an eATP–P2X7–inflammasome–IL18 axis that reduces intratumor macrophage number, enhances intratumor T-cell effector function, overcomes anti–PD-1 resistance, and potentially enhances the efficacy of adoptive T-cell transfer. This article is highlighted in the In This Issue feature, p. 1631

Abstract Inflammation promotes phenotypic plasticity in melanoma, a source of non-genetic heterogeneity, but the molecular framework is poorly understood. Here we use functional genomic approaches and identify a reciprocal antagonism between the melanocyte lineage transcription factor MITF and c-Jun, which interconnects inflammation-induced dedifferentiation with pro-inflammatory cytokine responsiveness of melanoma cells favouring myeloid cell recruitment. We show that pro-inflammatory cytokines such as TNF-α instigate gradual suppression of MITF expression through c-Jun. MITF itself binds to the c-Jun regulatory genomic region and its reduction increases c-Jun expression that in turn amplifies TNF-stimulated cytokine expression with further MITF suppression. This feed-forward mechanism turns poor peak-like transcriptional responses to TNF-α into progressive and persistent cytokine and chemokine induction. Consistently, inflammatory MITF low /c-Jun high syngeneic mouse melanomas recruit myeloid immune cells into the tumour microenvironment as recapitulated by their human counterparts. Our study suggests myeloid cell-directed therapies may be useful for MITF low /c-Jun high melanomas to counteract their growth-promoting and immunosuppressive functions.