Abstract Loss-of-function mutations in KMT2D are a striking feature of the germinal centre (GC) lymphomas, resulting in decreased H3K4 methylation and altered gene expression. We hypothesised that inhibition of the KDM5 family, which demethylates H3K4me3/me2, would re-establish H3K4 methylation and restore the expression of genes repressed upon loss of KMT2D . KDM5-inhibition increased H3K4me3 levels and caused an anti-proliferative response in vitro , which was markedly greater in both endogenous and CRISPR-edited KMT2D mutant DLBCL cell lines, whilst tumour growth was inhibited in KMT2D mutant xenografts in vivo . KDM5-inhibition reactivated both KMT2D-dependent and -independent genes, resulting in diminished B-cell receptor signalling and altered expression of BCL2 family members, including BCL2 itself, allowing it to synergise with agents targeting these pathways. KDM5-inhibition may offer an effective therapeutic strategy for ameliorating KMT2D loss-of-function mutations in GC-lymphomas. Statement of significance We detail a novel way of reverting the effects of loss-of-function mutations in the histone methyltransferase KMT2D by inhibiting the KDM5 demethylase family, increasing levels of H3K4me3 and restoring expression of KMT2D regulated genes.

Abstract Identification of specific and therapeutically actionable vulnerabilities in acute myeloid leukaemia (AML) is needed to improve patients’ outcome. These features should be ideally present in many patients independently of mutational background. Here we identify de novo fatty acid (FA) desaturation, specifically stearoyl-CoA desaturase (SCD) inhibition, as a therapeutic vulnerability across multiple AML models in vitro and in vivo . We use the novel clinical grade SCD inhibitor SSI-4 to show that SCD inhibition induces AML cell death via pleiotropic effects, and sensitivity is based on their dependency on FA desaturation regardless of mutational profile. SSI-4 efficacy is enhanced by driving FA biosynthesis in vitro while stroma confers protective effects that extend to in vivo models. SCD inhibition increases DNA damage and its combination with standard DNA damage-inducing chemotherapy prolongs survival in aggressive murine AML models. Our work supports developing FA desaturase inhibitors in AML while stressing the importance of identifying predictive biomarkers of response and biologically validated combination therapies to realize their therapeutic potential. One Sentence Summary SCD inhibition is toxic to AML cells with high rates of fatty acid desaturation and in combination with chemotherapy prolongs survival in murine AML models.

ABSTRACT Myelodysplastic syndromes (MDS) are hematopoietic stem cell (HSC) malignancies characterized by ineffective hematopoiesis, with increased incidence in elderly individuals. In this work, we analyzed the transcriptome of human HSCs purified from young and elderly healthy donors, as well as MDS patients, identifying transcriptional alterations following eight different patterns of expression. While aging-associated lesions seemed to predispose HSCs to myeloid transformation, disease-specific alterations may trigger MDS development. Among MDS-specific lesions, we detected the upregulation of the transcription factor DDIT3 . Overexpression of DDIT3 in human healthy HSCs induced an MDS-like transcriptional state, and a delay in erythropoiesis. Such effect was associated with downregulation of transcription factors required for normal erythropoiesis, and with a failure in the activation of their transcriptional programs. Moreover, DDIT3 knockdown in CD34 + cells from MDS patients with anemia was able to restore erythropoiesis. These results identify DDIT3 as a driver of dyserythropoiesis, and a potential therapeutic target to restore the inefficient erythropoiesis characterizing MDS patients. STATEMENT OF SIGNIFICANCE This study defines how human aging and MDS development are characterized by transcriptional alterations in HSCs that follow different patterns, some of which may contribute to myeloid transformation. Among them, we demonstrate how MDS-specific upregulation of DDIT3 in HSCs induces dyserythropoiesis, while its knockdown in HSPCs from MDS patients restores proper erythroid differentiation.

NF-κB and MYC are found co-deregulated in human B and plasma-cell cancers. In physiology, NF-κB is necessary for terminal B-to-plasma cell differentiation, whereas MYC repression is required. It is thus unclear if NF-κB/MYC co-deregulation is developmentally compatible in carcinogenesis and/or impacts cancer cell differentiation state, possibly uncovering unique sensitivities. Using a mouse system to trace cell lineage and oncogene activation we found that NF-κB/MYC co-deregulation originated cancers with a plasmablast-like phenotype, alike human plasmablastic-lymphoma and was linked to t(8;14)[MYC-IGH] multiple myeloma. Notably, in contrast to NF-κB or MYC activation alone, co-deregulation rendered cells addicted to IL6 for survival and phenotypic stability. We propose that conflicting oncogene-driven differentiation pressures can be accommodated at a cost in poorly-differentiated cancers.### Competing Interest StatementThe authors have declared no competing interest.

ABSTRACT Acute myeloid leukaemia (AML) patients harbouring certain chromosome abnormalities have particularly adverse prognosis. For these patients, targeted therapies have not yet made a significant clinical impact. To understand the molecular landscape of poor prognosis AML we profiled 74 patients from two different centres (in UK and Finland) at the proteomic, phosphoproteomic and drug response phenotypic levels. These data were complemented with transcriptomics analysis for 39 cases. Data integration highlighted a phosphoproteomics signature that define two biologically distinct groups of KMT2A rearranged leukaemia, which we term MLLGA and MLLGB. MLLGA presented increased DOT1L phosphorylation, HOXA gene expression, CDK1 activity and phosphorylation of proteins involved in RNA metabolism, replication and DNA damage when compared to MLLGB and no KMT2A rearranged samples. MLLGA was particularly sensitive to 15 compounds including genotoxic drugs and inhibitors of mitotic kinases and inosine-5-monosphosphate dehydrogenase (IMPDH) relative to other cases. Intermediate-risk KMT2A-MLLT3 cases were mainly represented in a third group closer to MLLGA than to MLLGB. The expression of IMPDH2 and multiple nucleolar proteins was higher in MLLGA and correlated with the response to IMPDH inhibition in KMT2A rearranged leukaemia, suggesting a role of the nucleolar activity in sensitivity to treatment. In summary, our multilayer molecular profiling of AML with poor prognosis and KMT2A-MLLT3 karyotypes identified a phosphoproteomics signature that defines two biologically and phenotypically distinct groups of KMT2A rearranged leukaemia. These data provide a rationale for the potential development of specific therapies for AML patients characterised by the MLLGA phosphoproteomics signature identified in this study.