Treatment with DNase I–coated nanoparticles prevents metastasis by targeting neutrophil extracellular traps induced by cancer cells in a mouse model.

Little is known about the dynamics of cancer cell death in response to therapy in the tumor microenvironment. Intravital microscopy of chemotherapy-treated mouse mammary carcinomas allowed us to follow drug distribution, cell death, and tumor-stroma interactions. We observed associations between vascular leakage and response to doxorubicin, including improved response in matrix metalloproteinase-9 null mice that had increased vascular leakage. Furthermore, we observed CCR2-dependent infiltration of myeloid cells after treatment and that Ccr2 null host mice responded better to treatment with doxorubicin or cisplatin. These data show that the microenvironment contributes critically to drug response via regulation of vascular permeability and innate immune cell infiltration. Thus, live imaging can be used to gain insights into drug responses in situ.

Abstract Immune checkpoint inhibitor (ICI) therapies that promote T cell activation have improved outcomes for advanced malignancies yet also elicit harmful autoimmune reactions. The T cell mechanisms mediating these iatrogenic autoimmune events remain unclear. Here we assayed T cells from joints of patients affected by ICI-induced inflammatory arthritis (ICI-arthritis), which can present clinically indistinguishable from rheumatoid arthritis (RA). Compared to the autoimmune arthritides RA and psoriatic arthritis (PsA), ICI-arthritis joints contained an expanded CD38 hi CD127 − CD8 + T cell subset that displays cytotoxic, effector, and interferon (IFN) response signatures. The abundance of CD38 hi CD8 T cells in ICI-arthritis resulted from a limited number of clones that could be found proliferating in the joint. Exposure of synovial T cells to Type I IFN, more so than IFN-γ, induces the CD38 hi cytotoxic phenotype. Relative to other CD8 + T cell subsets in the joints, the CD38 hi population is distinct from a dysfunctional population and clonally most related to TCF7 + memory populations. Examination of synovial tissue from bilateral knee arthroplasty demonstrated considerable sharing of TCR clonotypes in the CD38 hi CD8 T cell fraction from both knees. These results define a distinct CD8 T cell subset that may be directly activated by ICI therapy and mediate a tissue-specific autoimmune cellular reaction in patient joints.

C-C chemokine receptor type 2 (CCR2) is expressed on monocytes and facilitates their recruitment to tumors. Though breast cancer cells also express CCR2, its functions in these cells are unclear. We found that Ccr2 deletion in cancer cells led to reduced tumor growth and ∼2-fold longer survival in an orthotopic, isograft breast cancer mouse model. Deletion of Ccr2 in cancer cells resulted in multiple alterations associated with better immune control: increased infiltration and activation of cytotoxic T lymphocytes (CTLs) and CD103+ cross-presenting dendritic cells (DCs), as well as upregulation of MHC class I and downregulation of checkpoint regulator PD-L1 on the cancer cells. Pharmacological or genetic targeting of CCR2 increased cancer cell sensitivity to CTLs and enabled the cancer cells to induce DC maturation toward the CD103+ subtype. Consistently, Ccr2−/− cancer cells did not induce immune suppression in Batf3−/− mice lacking CD103+ DCs. Our results establish that CCR2 signaling in cancer cells can orchestrate suppression of the immune response.Summary C-C chemokine receptor type 2 (CCR2) expressed on monocytes facilitates their recruitment to tumors. Here, CCR2 signaling in cancer cells is shown to suppress immune control of tumors, in part by reducing CD103+ dendritic cell recruitment.* BMDC : bone marrow-derived dendritic cells CCL2 : C-C chemokine ligand 2 CCR2 : C-C chemokine receptor type 2 chOVA : mCherry-ovalbumin CTL : cytotoxic T lymphocyte DC : dendritic cell dLN : draining lymph node FISH : Fluorescence in situ hybridization G-CSF : granulocyte colony-stimulating factor GM-CSF : granulocyte-macrophage colony-stimulating factor IACUC : Institutional Animal Care and Use Committee ISH : in situ hybridization IFN-γ : interferon gamma LAMP-1 : lysosomal-associated membrane protein 1 MDSC : myeloid-derived suppressor cell MHC : major histocompatibility complex MMTV : mouse mammary tumor virus PD-L1 : programmed cell death ligand 1 PFA : paraformaldehyde PyMT : polyoma middle T RPKM : reads per kilobase million RPMI : Roswell Park Memorial Institute TCGA : The Cancer Genome Atlas TCR : T cell receptor TUNEL : terminal deoxynucleotidyl transferase dUTP nick end labelling

Abstract Little is known about how interactions between diet, immune recognition, and intestinal stem cells (ISCs) impact the early steps of intestinal tumorigenesis. Here, we show that a high fat diet (HFD) reduces the expression of the major histocompatibility complex II (MHC-II) genes in ISCs. This decline in ISC MHC-II expression in a HFD correlates with an altered intestinal microbiome composition and is recapitulated in antibiotic treated and germ-free mice on a control diet. Mechanistically, pattern recognition receptor and IFNg signaling regulate MHC-II expression in ISCs. Although MHC-II expression on ISCs is dispensable for stem cell function in organoid cultures in vitro , upon loss of the tumor suppressor gene Apc in a HFD, MHC-II- ISCs harbor greater in vivo tumor-initiating capacity than their MHC-II+ counterparts, thus implicating a role for epithelial MHC-II in suppressing tumorigenesis. Finally, ISC-specific genetic ablation of MHC-II in engineered Apc -mediated intestinal tumor models increases tumor burden in a cell autonomous manner. These findings highlight how a HFD alters the immune recognition properties of ISCs through the regulation of MHC-II expression in a manner that could contribute to intestinal tumorigenesis.