Abstract In the last years, several efforts have been made to classify colorectal cancer (CRC) into well-defined molecular subgroups, representing the intrinsic inter-patient heterogeneity, known as Consensus Molecular Subtypes (CMSs). In this work, we performed a meta-analysis of 1700 CRC patients stratified into four CMSs. We identified a negative correlation between a high level of anaplastic lymphoma kinase (ALK) expression and relapse-free survival, exclusively in CMS1 subtype. Stemming from this observation, we tested several CMSs in vitro models with crizotinib (CZB) or alectinib (ALC), potent ALK inhibitors, already approved for clinical use. ALK interception strongly inhibits cell proliferation already at nanomolar doses, specifically in CMS1 cell lines, while no effect was found in CMS2/3/4 groups. Furthermore, in vivo imaging identified a role for ALK in the dynamic formation of 3D spheroids, which was impaired by the pharmacological inhibition of ALK. Consistently, CZB was responsible for the dampened activation of ALK along with the downstream AKT cascade. Mechanistically, we found a specific pro-apoptotic effect of ALK inhibition in CMS1 cell lines, both in 2D and 3D. Confocal analysis suggests that inhibition in CMS1 cells enhances cell-cell adhesion when growing in 3D. In agreement with our findings, an ALK signature encompassing 65 genes statistically associated with worse relapse-free survival in CMS1 subtype. Finally, the efficacy of ALK inhibition treatment was demonstrated in patient-derived organoids. Collectively, our findings suggest that ALK inhibition may represent an attractive therapy for CRC, and CMS classification may provide a useful tool to identify patients who could benefit from this treatment. These findings offer rationale and pharmacological strategies for the treatment of CMS1 CRC.

Abstract Zebrafish has a remarkable and lifelong ability for cardiac regeneration after severe damage, whereas mammals lose their innate capacity for heart regeneration during early postnatal development. This study aimed to investigate whether the decreased production of growth factors during postnatal mammalian development contributes to the exit of cardiomyocytes from the cell cycle and the reduction in cardiac regenerative ability. We identified growth factors with declining expression levels during early postnatal life in the mouse model and assessed the pro-proliferative ability of these factors on neonatal murine primary cardiomyocytes in vitro . Our findings confirmed the previously reported pro-proliferative effects of NRG1, IL1b, RANKL, IGF2 and IL6, while also identifying novel potential pro-regenerative growth factors. Among them, BMP7 exhibited the most pronounced efficacy. Bmp7 knockdown interfered with the proliferation of neonatal mouse cardiomyocytes in culture and adult bmp7 mutant zebrafish displayed reduced cardiomyocyte proliferation during heart regeneration, indicating that Bmp7 is crucial for cardiomyocyte proliferation in the regenerative stages of mouse and zebrafish hearts. Conversely, bmp7 overexpression was sufficient to boost cardiomyocyte cycling in regenerating zebrafish hearts, while BMP7 administration stimulated mouse cardiomyocyte cycling at postnatal-day-7, when cardiomyocytes ceased to proliferate, and enhanced cardiomyocyte regeneration in vivo in adult mice following myocardial infarction. Mechanistically, BMP7-induced proliferation was mediated by type I BMP receptors BMPR1A and ACVR1, and type II receptors ACVR2A and BMPR2. Downstream signalling involved SMAD5, ERK and AKT. In conclusion, the administration of BMP7 holds promise as a strategy to stimulate heart regeneration following cardiac injury.