To revise the staging system for cutaneous melanoma on the basis of data from an expanded American Joint Committee on Cancer (AJCC) Melanoma Staging Database.The melanoma staging recommendations were made on the basis of a multivariate analysis of 30,946 patients with stages I, II, and III melanoma and 7,972 patients with stage IV melanoma to revise and clarify TNM classifications and stage grouping criteria.Findings and new definitions include the following: (1) in patients with localized melanoma, tumor thickness, mitotic rate (histologically defined as mitoses/mm(2)), and ulceration were the most dominant prognostic factors. (2) Mitotic rate replaces level of invasion as a primary criterion for defining T1b melanomas. (3) Among the 3,307 patients with regional metastases, components that defined the N category were the number of metastatic nodes, tumor burden, and ulceration of the primary melanoma. (4) For staging purposes, all patients with microscopic nodal metastases, regardless of extent of tumor burden, are classified as stage III. Micrometastases detected by immunohistochemistry are specifically included. (5) On the basis of a multivariate analysis of patients with distant metastases, the two dominant components in defining the M category continue to be the site of distant metastases (nonvisceral v lung v all other visceral metastatic sites) and an elevated serum lactate dehydrogenase level.Using an evidence-based approach, revisions to the AJCC melanoma staging system have been made that reflect our improved understanding of this disease. These revisions will be formally incorporated into the seventh edition (2009) of the AJCC Cancer Staging Manual and implemented by early 2010.

Although tumor-infiltrating T cells have been documented in ovarian carcinoma, a clear association with clinical outcome has not been established.We performed immunohistochemical analysis of 186 frozen specimens from advanced-stage ovarian carcinomas to assess the distribution of tumor-infiltrating T cells and conducted outcome analyses. Molecular analyses were performed in some tumors by real-time polymerase chain reaction.CD3+ tumor-infiltrating T cells were detected within tumor-cell islets (intratumoral T cells) in 102 of the 186 tumors (54.8 percent); they were undetectable in 72 tumors (38.7 percent); the remaining 12 tumors (6.5 percent) could not be evaluated. There were significant differences in the distributions of progression-free survival and overall survival according to the presence or absence of intratumoral T cells (P<0.001 for both comparisons). The five-year overall survival rate was 38.0 percent among patients whose tumors contained T cells and 4.5 percent among patients whose tumors contained no T cells in islets. Significant differences in the distributions of progression-free survival and overall survival according to the presence or absence of intratumoral T cells (P<0.001 for both comparisons) were also seen among 74 patients with a complete clinical response after debulking and platinum-based chemotherapy: the five-year overall survival rate was 73.9 percent among patients whose tumors contained T cells and 11.9 percent among patients whose tumors contained no T cells in islets. The presence of intratumoral T cells independently correlated with delayed recurrence or delayed death in multivariate analysis and was associated with increased expression of interferon-gamma, interleukin-2, and lymphocyte-attracting chemokines within the tumor. The absence of intratumoral T cells was associated with increased levels of vascular endothelial growth factor.The presence of intratumoral T cells correlates with improved clinical outcome in advanced ovarian carcinoma.

BRAF is an attractive target for melanoma drug development. However, resistance to BRAF inhibitors is a significant clinical challenge. We describe a model of resistance to BRAF inhibitors developed by chronic treatment of BRAFV600E melanoma cells with the BRAF inhibitor SB-590885; these cells are cross-resistant to other BRAF-selective inhibitors. Resistance involves flexible switching among the three RAF isoforms, underscoring the ability of melanoma cells to adapt to pharmacological challenges. IGF-1R/PI3K signaling was enhanced in resistant melanomas, and combined treatment with IGF-1R/PI3K and MEK inhibitors induced death of BRAF inhibitor-resistant cells. Increased IGF-1R and pAKT levels in a post-relapse human tumor sample are consistent with a role for IGF-1R/PI3K-dependent survival in the development of resistance to BRAF inhibitors.

Melanomas are highly heterogeneous tumors, but the biological significance of their different subpopulations is not clear. Using the H3K4 demethylase JARID1B (KDM5B/PLU-1/RBP2-H1) as a biomarker, we have characterized a small subpopulation of slow-cycling melanoma cells that cycle with doubling times of >4 weeks within the rapidly proliferating main population. Isolated JARID1B-positive melanoma cells give rise to a highly proliferative progeny. Knockdown of JARID1B leads to an initial acceleration of tumor growth followed by exhaustion which suggests that the JARID1B-positive subpopulation is essential for continuous tumor growth. Expression of JARID1B is dynamically regulated and does not follow a hierarchical cancer stem cell model because JARID1B-negative cells can become positive and even single melanoma cells irrespective of selection are tumorigenic. These results suggest a new understanding of melanoma heterogeneity with tumor maintenance as a dynamic process mediated by a temporarily distinct subpopulation.

MicroRNAs (miRNAs) are endogenous noncoding RNAs, which negatively regulate gene expression. To determine genomewide miRNA DNA copy number abnormalities in cancer, 283 known human miRNA genes were analyzed by high-resolution array-based comparative genomic hybridization in 227 human ovarian cancer, breast cancer, and melanoma specimens. A high proportion of genomic loci containing miRNA genes exhibited DNA copy number alterations in ovarian cancer (37.1%), breast cancer (72.8%), and melanoma (85.9%), where copy number alterations observed in >15% tumors were considered significant for each miRNA gene. We identified 41 miRNA genes with gene copy number changes that were shared among the three cancer types (26 with gains and 15 with losses) as well as miRNA genes with copy number changes that were unique to each tumor type. Importantly, we show that miRNA copy changes correlate with miRNA expression. Finally, we identified high frequency copy number abnormalities of Dicer1 , Argonaute2 , and other miRNA-associated genes in breast and ovarian cancer as well as melanoma. These findings support the notion that copy number alterations of miRNAs and their regulatory genes are highly prevalent in cancer and may account partly for the frequent miRNA gene deregulation reported in several tumor types.

Cancer cells from a primary tumor can disseminate to other tissues, remaining dormant and clinically undetectable for many years. Little is known about the cues that cause these dormant cells to awaken, resume proliferating, and develop into metastases. Studying mouse models, we found that sustained lung inflammation caused by tobacco smoke exposure or nasal instillation of lipopolysaccharide converted disseminated, dormant cancer cells to aggressively growing metastases. Sustained inflammation induced the formation of neutrophil extracellular traps (NETs), and these were required for awakening dormant cancer. Mechanistic analysis revealed that two NET-associated proteases, neutrophil elastase and matrix metalloproteinase 9, sequentially cleaved laminin. The proteolytically remodeled laminin induced proliferation of dormant cancer cells by activating integrin α3β1 signaling. Antibodies against NET-remodeled laminin prevented awakening of dormant cells. Therapies aimed at preventing dormant cell awakening could potentially prolong the survival of cancer patients.

Abstract Pancreatic cancer is the most lethal common solid malignancy. Systemic therapies are often ineffective, and predictive biomarkers to guide treatment are urgently needed. We generated a pancreatic cancer patient–derived organoid (PDO) library that recapitulates the mutational spectrum and transcriptional subtypes of primary pancreatic cancer. New driver oncogenes were nominated and transcriptomic analyses revealed unique clusters. PDOs exhibited heterogeneous responses to standard-of-care chemotherapeutics and investigational agents. In a case study manner, we found that PDO therapeutic profiles paralleled patient outcomes and that PDOs enabled longitudinal assessment of chemosensitivity and evaluation of synchronous metastases. We derived organoid-based gene expression signatures of chemosensitivity that predicted improved responses for many patients to chemotherapy in both the adjuvant and advanced disease settings. Finally, we nominated alternative treatment strategies for chemorefractory PDOs using targeted agent therapeutic profiling. We propose that combined molecular and therapeutic profiling of PDOs may predict clinical response and enable prospective therapeutic selection. Significance: New approaches to prioritize treatment strategies are urgently needed to improve survival and quality of life for patients with pancreatic cancer. Combined genomic, transcriptomic, and therapeutic profiling of PDOs can identify molecular and functional subtypes of pancreatic cancer, predict therapeutic responses, and facilitate precision medicine for patients with pancreatic cancer. Cancer Discov; 8(9); 1112–29. ©2018 AACR. See related commentary by Collisson, p. 1062. This article is highlighted in the In This Issue feature, p. 1047

Despite success with BRAFV600E inhibitors, therapeutic responses in patients with metastatic melanoma are short-lived because of the acquisition of drug resistance. We identified a mechanism of intrinsic multidrug resistance based on the survival of a tumor cell subpopulation. Treatment with various drugs, including cisplatin and vemurafenib, uniformly leads to enrichment of slow-cycling, long-term tumor-maintaining melanoma cells expressing the H3K4-demethylase JARID1B/KDM5B/PLU-1. Proteome-profiling revealed an upregulation in enzymes of mitochondrial oxidative-ATP-synthesis (oxidative phosphorylation) in this subpopulation. Inhibition of mitochondrial respiration blocked the emergence of the JARID1Bhigh subpopulation and sensitized melanoma cells to therapy, independent of their genotype. Our findings support a two-tiered approach combining anticancer agents that eliminate rapidly proliferating melanoma cells with inhibitors of the drug-resistant slow-cycling subpopulation.