ABSTRACT The Hippo tumour suppressor pathway controls transcription by regulating nuclear abundance of YAP and TAZ, which activate transcription with the TEAD1-TEAD4 DNA-binding proteins. Recently, several small-molecule inhibitors of YAP and TEADs have been reported, with some now entering clinical trials for different cancers. Here, we investigated the cellular response to TEAD palmitoylation inhibitors, using a combination of genomic and genetic strategies. Genome-wide CRISPR/Cas9 screens identified genes that modulate the cellular response to TEAD inhibition, including members of the Hippo, MAPK and JAK-STAT signaling pathways. By exploring gene expression programs of mutant cells, we found that MAPK pathway hyperactivation confers resistance to TEAD inhibition by reinstating expression of a subset of YAP/TEAD target genes. Consistent with this, combined inhibition of TEAD and the MAPK protein MEK, synergistically blocked proliferation of several mesothelioma and lung cancer cell lines and more potently reduced the growth of patient-derived lung cancers in vivo. Collectively, we reveal mechanisms by which cells can overcome small-molecule inhibition of TEADs and potential strategies to enhance the anti-tumor activity of emerging Hippo pathway targeted therapies.

Abstract Genome-wide association studies have identified more than 220 loci associated with breast cancer susceptibility. A major challenge is now to identify the effector genes with plausible functions in the context of breast cancer risk. We have previously performed pooled CRISPR screens to identify target genes at risk loci that drive cancer hallmarks including proliferation or modulating DNA damage response. We now extend these screens to identify genes involved in response to cytotoxic T lymphocyte (CTL) killing. We performed knockout and inhibition screens to identify genes that affect the response of the MCF7 human breast cancer cell line to CTL killing in an in vitro co-culture system. We identified 33 candidate risk genes associated with resistance or sensitisation to T cell-mediated killing. Using single gene perturbation, we showed that deletion of candidate risk genes IRF1, ATF7IP, CCDC170 and CASP8 induced resistance, while ablation of CFLAR, CREBBP , and PRMT7 sensitized cells to CTL killing. We used reporter assays to show that the risk-associated alleles at rs736801 and rs3769821 reduced transactivation of the IRF1 and CASP8 promoters, respectively. We showed that pharmacological inhibition of PRMT7 rendered breast cells sensitive to CTL killing and PRMT7 levels were negatively correlated with CD8+ infiltration and patient survival in luminal A breast cancer patient cohorts. Our results demonstrate that phenotypic pooled CRISPR screens are a useful approach for high throughput functional follow-up of GWAS findings, identifying genes which alter immune responses to breast cancer which offer opportunities to enhance immunotherapy.

Summary Genome-wide association studies (GWAS) have identified >200 loci associated with breast cancer (BC) risk. The majority of candidate causal variants (CCVs) are in non-coding regions and are likely to modulate cancer risk by regulating gene expression. We recently developed a scoring system, INQUISIT, to predict candidate risk genes at BC-risk loci. Here, we used pooled CRISPR activation and suppression screens to validate INQUISIT predictions, and to define the cancer phenotypes they mediate. We measured proliferation in 2D, 3D, and in immune-deficient mice, as well as the effect on the DNA damage response. We performed 60 CRISPR screens and identified 21 high-confidence INQUISIT predictions that mediate a cancer phenotype. We validated the direct regulation of a subset of genes by BC-risk variants using HiCHIP and CRISPRqtl. Furthermore, we show the utility of expression profiling for drug repurposing against these targets. We provide a platform for identifying gene targets of risk variants, and lay a blueprint of interventions for BC risk reduction and treatment.