Abstract Immune checkpoint inhibitor (ICI) treatment has thus far shown limited efficacy in triple-negative breast cancer (TNBC) patients, presumably due to sparse or unresponsive tumor-infiltrating lymphocytes. We reveal a strong correlation between MYC expression and loss of immune signatures in human TNBC. In mouse models of BRCA1-proficient and -deficient TNBC, MYC overexpression dramatically decreased lymphocyte infiltration in tumors, along with immune signature loss. Likewise, MYC overexpression suppressed inflammatory signaling induced by BRCA1/2 inactivation in human TNBC cell lines. Moreover, MYC overexpression prevented the recruitment and activation of lymphocytes in co-cultures with human and mouse TNBC models. Chromatin immunoprecipitation (ChIP)-sequencing revealed that MYC directly binds promoters of multiple interferon-signaling genes, which were downregulated upon MYC expression. Finally, MYC overexpression suppressed induction of interferon signaling and tumor growth inhibition by a Stimulator of Interferon Genes (STING) agonist. Together, our data reveal that MYC suppresses innate immunity and facilitates immune escape, explaining the poor immunogenicity of MYC-overexpressing TNBCs. Statement of Significance MYC suppresses recruitment and activation of immune cells in TNBC by repressing the transcription of interferon genes. These findings provide a mechanistic rationale for the association of high MYC expression levels with immune exclusion in human TNBCs, which might underlie the relatively poor response of many TNBCs to ICI.

SUMMARY Inhibitors of poly(ADP-ribose) (PAR) polymerase (PARPi) have entered the clinic for the treatment of homologous recombination (HR)-deficient cancers. Despite the success of this approach, preclinical and clinical research with PARPi has revealed multiple resistance mechanisms, highlighting the need for identification of novel functional biomarkers and combination treatment strategies. Functional genetic screens performed in cells and organoids that acquired resistance to PARPi by loss of 53BP1 identified loss of LIG3 as an enhancer of PARPi toxicity in BRCA1-deficient cells. Enhancement of PARPi toxicity by LIG3 depletion is dependent on BRCA1 deficiency but independent of the loss of 53BP1 pathway. Mechanistically, we show that LIG3 loss promotes formation of MRE11-mediated post-replicative ssDNA gaps in BRCA1-deficient and BRCA1/53BP1 double-deficient cells exposed to PARPi, leading to an accumulation of chromosomal abnormalities. LIG3 depletion also enhances efficacy of PARPi against BRCA1-deficient mammary tumors in mice, suggesting LIG3 as a potential therapeutic target.

SUMMARY BRCA1 and BRCA2 both function in DNA double-strand break repair by homologous recombination (HR). Due to their HR-defect, BRCA1/2-deficient cancers are sensitive to poly(ADP-ribose) polymerase inhibitors (PARPi) but they eventually acquire resistance. Preclinical studies yielded several PARPi resistance mechanisms that do not involve BRCA1/2 reactivation, but their relevance in the clinic remains elusive. To investigate which BRCA1/2-independent mechanisms drive spontaneous resistance in vivo , we combined molecular profiling with functional analysis of the HR status of matched PARPi-naïve and PARPi-resistant mouse mammary tumors harboring large intragenic deletions that prevent functional restoration of BRCA1/2. We observed restoration of HR in 64% of PARPi-resistant BRCA1-deficient tumors but none in the PARPi-resistant BRCA2-deficient tumors. Moreover, we found that 53BP1 loss is the prevalent resistance mechanism in HR-proficient BRCA1-deficient tumors, whereas resistance in BRCA2-deficient tumors is mainly induced by the loss of PARG. Our combined multi-omics analysis catalogued additional genes and pathways potentially involved in modulating PARPi response.