3,1232,680MetricsTotal Downloads3,123Last 6 Months470Last 12 Months1,013Total Citations2,680Last 6 Months51Last 12 Months112View all metrics

Identifying tumor-associated T cell epitopes can be laborious. Robbins et al. now report that they used whole-exome sequence data to identify mutated peptides from tumor antigens that are recognized by tumor-infiltrating T cells from patients with melanoma who experienced therapy-associated tumor regressions. The method will contribute to the identification of new tumor-specific epitopes that may further the development of effective T cell therapies for the treatment of patients with melanoma as well as a variety of additional malignancies. Substantial regressions of metastatic lesions have been observed in up to 70% of patients with melanoma who received adoptively transferred autologous tumor-infiltrating lymphocytes (TILs) in phase 2 clinical trials1,2. In addition, 40% of patients treated in a recent trial experienced complete regressions of all measurable lesions for at least 5 years following TIL treatment3. To evaluate the potential association between the ability of TILs to mediate durable regressions and their ability to recognize potent antigens that presumably include mutated gene products, we developed a new screening approach involving mining whole-exome sequence data to identify mutated proteins expressed in patient tumors. We then synthesized and evaluated candidate mutated T cell epitopes that were identified using a major histocompatibility complex–binding algorithm4 for recognition by TILs. Using this approach, we identified mutated antigens expressed on autologous tumor cells that were recognized by three bulk TIL lines from three individuals with melanoma that were associated with objective tumor regressions following adoptive transfer. This simplified approach for identifying mutated antigens recognized by T cells avoids the need to generate and laboriously screen cDNA libraries from tumors and may represent a generally applicable method for identifying mutated antigens expressed in a variety of tumor types.

PIK3CA is mutated in diverse human cancers, but the functional effects of these mutations have not been defined. To evaluate the consequences of PIK3CA alterations, the two most common mutations were inactivated by gene targeting in colorectal cancer (CRC) cells. Biochemical analyses of these cells showed that mutant PIK3CA selectively regulated the phosphorylation of AKT and the forkhead transcription factors FKHR and FKHRL1. PIK3CA mutations had little effect on growth under standard conditions, but reduced cellular dependence on growth factors. PIK3CA mutations resulted in attenuation of apoptosis and facilitated tumor invasion. Treatment with the PI3K inhibitor LY294002 abrogated PIK3CA signaling and preferentially inhibited growth of PIK3CA mutant cells. These data have important implications for therapy of cancers harboring PIK3CA alterations.

The phosphatidylinositol 3-kinases (PI3Ks) are known regulators of cellular growth and proliferation. It has recently been reported that somatic mutations within the PI3K subunit p110? (PIK3CA) are present in human colorectal and other cancers. Here we show that thirteen of fifty-three breast cancers (25%) contain somatic mutations in PIK3CA, with the majority of mutations located in the kinase domain. These results demonstrate that PIK3CA is the most mutated oncogene in breast cancer and support a role for PIK3CA in epithelial carcinogenesis.

Protein kinases are enzymes that are important for controlling cellular growth and invasion, and their malfunction is implicated in the development of some tumours. We analysed human colorectal cancers for genetic mutations in 340 serine/threonine kinases and found mutations in eight genes, including in three members of the phosphatidylinositol-3-OH kinase (PI(3)K) pathway. The discovery of this mutational activation of a key cell-signalling pathway may provide new targets for therapeutic intervention.

PIK3CA , one of the two most frequently mutated oncogenes in human tumors, codes for p110α, the catalytic subunit of a phosphatidylinositol 3-kinase, isoform α (PI3Kα, p110α/p85). Here, we report a 3.0 angstrom resolution structure of a complex between p110α and a polypeptide containing the p110α-binding domains of p85α, a protein required for its enzymatic activity. The structure shows that many of the mutations occur at residues lying at the interfaces between p110α and p85α or between the kinase domain of p110α and other domains within the catalytic subunit. Disruptions of these interactions are likely to affect the regulation of kinase activity by p85 or the catalytic activity of the enzyme, respectively. In addition to providing new insights about the structure of PI3Kα, these results suggest specific mechanisms for the effect of oncogenic mutations in p110α and p85α.

Phosphatidylinositol 3-kinases (PI3Ks) are important regulators of signaling pathways. To determine whether PI3Ks are genetically altered in human cancers, we recently analyzed the sequences of the PI3K gene family and discovered that one member, the PIK3CA gene encoding the p110alpha catalytic subunit, was frequently mutated in cancers of the colon, breast, brain and lung. The majority of mutations clustered near two positions within the PI3K helical or catalytic domains and at least one hotspot mutation appeared to increase kinase activity. PIK3CA represents one of the most highly mutated oncogenes identified in human cancers and may be a useful diagnostic and therapeutic target.

Yardena Samuels and colleagues report the sequencing of 14 melanoma exomes. They identify a recurrent mutation in TRRAP in 4% of cases as well as mutations in GRIN2A in 33% of tumors. The incidence of melanoma is increasing more than any other cancer, and knowledge of its genetic alterations is limited. To systematically analyze such alterations, we performed whole-exome sequencing of 14 matched normal and metastatic tumor DNAs. Using stringent criteria, we identified 68 genes that appeared to be somatically mutated at elevated frequency, many of which are not known to be genetically altered in tumors. Most importantly, we discovered that TRRAP harbored a recurrent mutation that clustered in one position (p. Ser722Phe) in 6 out of 167 affected individuals (∼4%), as well as a previously unidentified gene, GRIN2A, which was mutated in 33% of melanoma samples. The nature, pattern and functional evaluation of the TRRAP recurrent mutation suggest that TRRAP functions as an oncogene. Our study provides, to our knowledge, the most comprehensive map of genetic alterations in melanoma to date and suggests that the glutamate signaling pathway is involved in this disease.

Tumors harbor mutations that disrupt chromatid separation during cell division, leading to chromosomal abnormalities.

Heterozygous mutation of IDH1 in cancers modifies IDH1 enzymatic activity, reprogramming metabolite flux and markedly elevating 2-hydroxyglutarate (2-HG). Here, we found that 2-HG depletion did not inhibit growth of several IDH1 mutant solid cancer types. To identify other metabolic therapeutic targets, we systematically profiled metabolites in endogenous IDH1 mutant cancer cells after mutant IDH1 inhibition and discovered a profound vulnerability to depletion of the coenzyme NAD+. Mutant IDH1 lowered NAD+ levels by downregulating the NAD+ salvage pathway enzyme nicotinate phosphoribosyltransferase (Naprt1), sensitizing to NAD+ depletion via concomitant nicotinamide phosphoribosyltransferase (NAMPT) inhibition. NAD+ depletion activated the intracellular energy sensor AMPK, triggered autophagy, and resulted in cytotoxicity. Thus, we identify NAD+ depletion as a metabolic susceptibility of IDH1 mutant cancers.