Prostate cancer is frequently multifocal. Although there may be morphological variation, the genetic underpinnings of each tumor are not clearly understood. To assess the inter and intra tumor molecular heterogeneity in prostate biopsy samples, we developed a combined immunohistochemistry and RNA in situ hybridization method for the simultaneous evaluation of ERG, SPINK1, ETV1, and ETV4. Screening of 601 biopsy cores from 120 consecutive patients revealed multiple alterations in a mutually exclusive manner in 37% of patients, suggesting multifocal tumors with considerable genetic differences. Furthermore, the incidence of molecular heterogeneity was higher in African Americans patients compared to Caucasian American patients. About 47% of the biopsy cores with discontinuous tumor foci showed clonal differences with distinct molecular aberrations. ERG positivity occurred predominantly in low Gleason grade cancer, whereas ETV4 expression was observed mostly in high Gleason grade cancer. Further studies revealed correlation between the incidence of molecular markers and clinical and pathologic findings, suggesting potential implications for diagnostic pathology practice, such as defining dominant tumor nodules and discriminating juxtaposed but molecularly different tumors of different grade patterns.

Abstract Introduction Reprogramming of pancreas cell fate drives development of pancreatic ductal adenocarcinoma (PDAC). Acinar cells, the most probable origin of pancreatic cancer, undergo a rapid cell identity switch towards a duct-like phenotype upon KrasG12D expression and when combined with pancreatitis or the loss of acinar differentiation factors. Metaplastic and neoplastic duct-like cells are heterogeneous with a proportion acquiring features reminiscent of gastric lineages. While some gastric signatures are maintained in the classical PDAC subtype, they are eroded in the more aggressive, basal-like PDAC. Since subtype identity has a major impact on prognosis and therapeutic targetability, druggable targets that regulate cellular reprogramming in pancreatic cancer can be exploited to increase sensitivity to therapy. Methods To elucidate mechanisms responsible for early reprogramming, pancreatic tissue of mice with conditional KrasG12D expression and loss of Pdx1 was analyzed by single-nucleus ATAC-seq. Expression of identified target genes was studied in precancerous lesions and PDAC by using multiplex RNAscope and IHC staining. Computational analyses of publicly available sequencing data were used to establish correlation to PDAC subtype identity. Genes were functionally studied in PDAC cell lines. Results By performing snATAC-seq and RNA-seq of early transformed pancreatic tissue, we discovered that acinar cells with the combined expression of KrasG12D and loss of Pdx1 activate expression of a gastric metaplastic gene signature accompanied by elevated levels of the receptor kinase Ror2. Ror2 is also highly expressed in distinct subpopulations of metaplastic and neoplastic cells, associated with a gastric neck cell phenotype and enhanced proliferative capacity. In contrast, Ror2Low lesions are characterized by a gastric pit cell-like and a senescent phenotype. Genetic ablation of Ror2 resulted in a shift in lesion identity, enriching those with a pit cell and senescent identity. In PDAC, we found that Ror2 anti-correlates with a similar gastric pit cell phenotype that is maintained in the classical subtype PDAC, but is strongly associated with the more aggressive basal-like subtype. Overexpression of ROR2 in human PDAC cell lines with a classical differentiation induced loss of the classical gene signature as well as epithelial-to-mesenchymal transition. Moreover, ROR2 enforces a strong dependency on AKT signaling, causing increased vulnerability of ROR2-expressing cells to AKT inhibition, but increased resistance to the KRAS inhibitor MRTX1133. Conclusions We discovered Ror2 as a critical determinant of precancerous lesion as well as PDAC subtype identity. Its role in driving an aggressive PDAC phenotype that is inherently resistant to Kras inhibition suggests that inhibiting this receptor tyrosine kinase will enhance sensitivity to the new generation of targeted therapies. Citation Format: Simone Benitz, Alec Steep, Malak Nasser, Jonathan Preall, Ujjwal Mukund Mahajan, Holly McQuithey, Ian Loveless, Erick T. Davis, Hui-Ju Wen, Daniel W. Long, Thomas Metzler, Samuel Zwernik, Michaela Louw, Donald Rempinski, Daniel Salas-Escabillas, Sydney Brender, Linghao Song, Ling Huang, Brian K. Theisen, Zhenyu Zhang, Nina G. Steele, Ivonne Regel, Filip Bednar, Howard C. Crawford. Ror2, a Novel Key Regulator Driving Cell Fate Decisions throughout Pancreatic Carcinogenesis [abstract]. In: Proceedings of the AACR Special Conference in Cancer Research: Advances in Pancreatic Cancer Research; 2024 Sep 15-18; Boston, MA. Philadelphia (PA): AACR; Cancer Res 2024;84(17 Suppl_2):Abstract nr C075.

Abstract As a chronic joint disease, osteoarthritis (OA) is a major contributor to pain and disability worldwide, and yet there are currently no validated soluble biomarkers or disease-modifying treatments. Since microRNAs are promising mechanistic biomarkers that can be therapeutically targeted, we aimed to prioritize reproducible circulating microRNAs in knee OA. We performed secondary analysis on two microRNA-sequencing datasets and found circulating miR-126-3p to be elevated in radiographic knee OA compared to non-OA individuals. This finding was validated in an independent cohort (N=145), where miR-126-3p showed an area under the receiver operating characteristic curve of 0.91 for distinguishing knee OA. Measuring miR-126-3p in six primary human knee OA tissues, subchondral bone, fat pad and synovium exhibited the highest levels, and cartilage the lowest. Following systemic miR-126-3p mimic treatment in a surgical mouse model of knee OA, we found reduced disease severity. Following miR-126-3p mimic treatment in human knee OA tissue explants, we found direct inhibition of genes associated with angiogenesis and indirect inhibition of genes associated with osteogenesis, adipogenesis, and synovitis. These findings suggest miR-126-3p becomes elevated during knee OA and mitigates disease processes to attenuate severity.

Cellular plasticity is a hallmark of pancreatic ductal adenocarcinoma (PDAC) starting from the conversion of normal cells to precancerous lesions to the progression of carcinoma subtypes associated with aggressiveness and therapeutic response. We found that normal acinar cell differentiation, maintained by the transcription factor Pdx1, suppresses a broad gastric cell identity that is maintained in metaplasia, neoplasia, and the classical subtype of PDAC. We have identified the receptor tyrosine kinase Ror2 as marker of a gastric metaplasia (SPEM)-like identity. Ablation of Ror2 in a mouse model of pancreatic tumorigenesis promoted a switch to a gastric pit cell identity that was largely persistent upon progression to carcinoma. In both human and mouse pancreatic cancer, ROR2 activity continued to antagonize the gastric pit cell identity, strongly promoting an epithelial mesenchymal transition, conferring resistance to KRAS inhibition, and vulnerability to AKT inhibition.

Abstract Large scale meta-analyses of genomics and genetics have spurred research in a number of fields, such as cancer, genetics and immunology. Publicly available ‘omics databases provide valuable hypothesis generating and validation tools. To date, no such initiative has been undertaken for Hidradenitis Suppurativa (HS), an inflammatory skin disease of unknown etiology. We present here, a longitudinal initiative seeking to aggregate publicly available ‘omics data to enhance research efforts in HS. In its first iteration, we include bulk and single-cell RNA sequencing data from untreated HS patients. Our data, aggregated from publicly available GEO datasets provides a tool to profile gene expression in specific tissue types (i.e. lesional, perilesional, nonlesional and healthy skin) as well as map cell-specific gene expression on single-cell data from HS lesions.

Hidradenitis suppurativa (HS) is a multifactorial, inflammatory skin disease. Increased systemic inflammatory comorbidities and serum cytokines highlight systemic inflammation as a feature of HS. However, the specific immune cell subsets contributing to systemic and cutaneous inflammation have not been resolved.Identify features of peripheral and cutaneous immune dysregulation.Here, we generated whole-blood immunomes by mass cytometry. We performed a meta-analysis of RNA-seq data, immunohistochemistry, and imaging mass cytometry to characterize the immunological landscape of skin lesions and perilesions from patients with HS.Blood from patients with HS exhibited lower frequencies of natural killer cells, dendritic cells, and classical (CD14+CD16-) and nonclassical (CD14-CD16+) monocytes, as well as higher frequencies of Th17 cells and intermediate (CD14+CD16+) monocytes than blood from healthy controls. Classical and intermediate monocytes from patients with HS had increased expression of skin-homing chemokine receptors. Furthermore, we identified a CD38+ intermediate monocyte subpopulation that was more abundant in the immunome of blood from patients with HS. Meta-analysis of RNA-seq data found higher CD38 expression in lesional HS skin than in perilesional skin, and markers of classical monocyte infiltration. Imaging mass cytometry showed that CD38+ classical monocytes and CD38+ monocyte-derived macrophages were more abundant in lesional HS skin.Overall, we report targeting CD38 may be worth pursuing in clinical trials.3.Monocyte subsets express markers of activation in circulation and HS lesionsTargeting CD38 may be a viable strategy for treating systemic and cutaneous inflammation in patients with HS.4.Dysregulated immune cells in patients with HS express CD38 and may be targeting by anti-CD38 immunotherapy.

Pancreatic ductal adenocarcinoma (PDAC) patients with tumors enriched for the basal-like molecular subtype exhibit enhanced resistance to standard of care treatments and have significantly worse overall survival (OS) compared to patients with classical subtype enriched tumors. It is important to develop genomic resources, enabling identification of novel putative targets in a statistically rigorous manner.