The Biomarker-integrated Approaches of Targeted Therapy for Lung Cancer Elimination (BATTLE) trial represents the first completed prospective, biopsy-mandated, biomarker-based, adaptively randomized study in 255 pretreated lung cancer patients. Following an initial equal randomization period, chemorefractory non-small cell lung cancer (NSCLC) patients were adaptively randomized to erlotinib, vandetanib, erlotinib plus bexarotene, or sorafenib, based on relevant molecular biomarkers analyzed in fresh core needle biopsy specimens. Overall results include a 46% 8-week disease control rate (primary end point), confirm prespecified hypotheses, and show an impressive benefit from sorafenib among mutant-KRAS patients. BATTLE establishes the feasibility of a new paradigm for a personalized approach to lung cancer clinical trials.The BATTLE study is the first completed prospective, adaptively randomized study in heavily pretreated NSCLC patients that mandated tumor profiling with "real-time" biopsies, taking a substantial step toward realizing personalized lung cancer therapy by integrating real-time molecular laboratory findings in delineating specific patient populations for individualized treatment.

EGFR gene mutations and increased EGFR copy number have been associated with favorable response to epidermal growth factor receptor (EGFR) tyrosine kinase inhibitors (EGFR-TKI) in patients with non-small-cell lung cancer (NSCLC). In contrast, KRAS mutation has been shown to predict poor response to such therapy. We tested the utility of combinations of these three markers in predicting response and survival in patients with NSCLC treated with EGFR-TKIs.Patients with advanced NSCLC treated with EGFR-TKI with available archival tissue specimens were included. EGFR and KRAS mutations were analyzed using PCR-based sequencing. EGFR copy number was analyzed using fluorescence in situ hybridization.The study included 73 patients, 59 of whom had all three potential markers successfully analyzed. EGFR mutation was detected in 7 of 71 patients (9.8%), increased EGFR copy number in 32 of 59 (54.2%), and KRAS mutation in 16 of 70 (22.8%). EGFR mutation (P<0.0001) but not increased EGFR copy number (P=0.48) correlated with favorable response. No survival benefit was detected in patients with either of these features. KRAS mutation correlated with progressive disease (P=0.04) and shorter median time to progression (P=0.0025) but not with survival. Patients with both EGFR mutation and increased EGFR copy number had a >99.7% chance of objective response, whereas patients with KRAS mutation with or without increased EGFR copy number had a >96.5% chance of disease progression.KRAS mutation should be included as indicator of resistance in the panel of markers used to predict response to EGFR-TKIs in NSCLC.

KRAS is one of the most commonly mutated oncogenes in human cancer. Mutant KRAS aberrantly regulates metabolic networks. However, the contribution of cellular metabolism to mutant KRAS tumorigenesis is not completely understood. We report that mutant KRAS regulates intracellular fatty acid metabolism through Acyl-coenzyme A (CoA) synthetase long-chain family member 3 (ACSL3), which converts fatty acids into fatty Acyl-CoA esters, the substrates for lipid synthesis and β-oxidation. ACSL3 suppression is associated with depletion of cellular ATP and causes the death of lung cancer cells. Furthermore, mutant KRAS promotes the cellular uptake, retention, accumulation, and β-oxidation of fatty acids in lung cancer cells in an ACSL3-dependent manner. Finally, ACSL3 is essential for mutant KRAS lung cancer tumorigenesis in vivo and is highly expressed in human lung cancer. Our data demonstrate that mutant KRAS reprograms lipid homeostasis, establishing a metabolic requirement that could be exploited for therapeutic gain.

Abstract STAT3 function in hematopoietic stem and progenitor cells (HSPCs) has been difficult to discern as Stat3 deficiency in the hematopoietic system induces systemic inflammation, which can impact HSPC activity. To address this, we established mixed bone marrow (BM) chimeric mice with CreER-mediated Stat3 deletion in 20% of the hematopoietic compartment. Stat3 -deficient HSPCs had impaired hematopoietic activity and failed to undergo expansion in BM in contrast to Stat3 -sufficient (CreER) controls. Single-cell RNA sequencing of Lin − ckit + Sca1 + BM cells revealed altered transcriptional responses in Stat3 -deficient hematopoietic stem cells (HSCs) and multipotent progenitors, including intrinsic activation of cell cycle, stress response, and interferon signaling pathways. Consistent with their deregulation, Stat3 -deficient Lin − ckit + Sca1 + cells accumulated γH2AX over time. Following secondary BM transplantation, Stat3 -deficient HSPCs failed to reconstitute peripheral blood effectively, indicating a severe functional defect in the HSC compartment. Our results reveal essential roles for STAT3 in HSCs and suggest the potential for using targeted synthetic lethal approaches with STAT3 inhibition to remove defective or diseased HSPCs. Key Points STAT3 is critical for hematopoietic activity and hematopoietic stem cell maintenance in non-inflammatory conditions STAT3 has a cell-intrinsic role in the suppression of interferon signaling and myeloid-skewed transcription in hematopoietic stem cells

Transcriptomic deconvolution in cancer and other heterogeneous tissues remains challenging. Available methods lack the ability to estimate both component-specific proportions and expression profiles for individual samples. We present DeMixT, a new tool to deconvolve high dimensional data from mixtures of more than two components. DeMixT implements an iterated conditional mode algorithm and a novel gene-set-based component merging approach to improve accuracy. In a series of experimental validation studies and application to TCGA data, DeMixT showed high accuracy. Improved deconvolution is an important step towards linking tumor transcriptomic data with clinical outcomes. An R package, scripts and data are available: https://github.com/wwylab/DeMixT/.

Abstract Background: Datopotamab deruxtecan (Dato-DXd), is a humanized anti-TROP2 IgG1 monoclonal antibody linked to a potent topoisomerase I inhibitor payload (DXd). Dato-DXd has already shown antitumor activity in breast cancer; however, the determinants of response, including the importance of TROP2 expression, remain unclear. We tested the activity of Dato-DXd in a panel of breast cancer patient-derived xenografts (BCXs) varying in TROP2 expression. Methods: The antitumor activity of Dato-DXd and isotype-control-DXd (IgG-DXd) was assessed against 11 BCXs varying in TROP2 expression, 10 representing tumors post-neoadjuvant chemotherapy. Pharmacodynamic effects were assessed at 24 and 72 hours. The effects of TROP2 expression on Dato-DXd activity was assessed in vitro and in vivo using viral overexpression in BCX-derived cell lines. Results: Models differed in their sensitivity to both Dato-DXd and IgG-DXd. Dato-DXd (10 mg/kg) led to objective response in 4 (36%) models and statistically significant prolongation of event-free survival (EFS) in 8 (73%) models while IgG-DXd (10 mg/kg) led to response in 1 (9%) and prolonged EFS in 3 (27%) models. TROP2 RNA and protein was significantly higher in Dato-DXd-sensitive models. In isogenic cell lines derived from Dato-DXd-resistant BCXs, overexpression of TROP2 conferred Dato-DXd antitumor activity in vitro and in vivo. Dato-DXd increased γH2AX and phospho-KAP1 in the 2 Dato-DXd-sensitive BCXs but not in a Dato-DXd-resistant BCX. In Dato-DXd-sensitive models, antitumor activity was enhanced in combination with PARP inhibitor, olaparib. Conclusion: Dato-DXd is active in breast cancer models. Dato-DXd has TROP2 dependent and independent mediators of activity; however, high TROP2 expression enhances Dato-DXd antitumor activity.