Abstract Patient-derived models are transforming translational cancer research. It is not clear if the emergence of patient-derived organoid (PDO) models can extend the utility of the widely used patient-derived xenograft (PDX). In addition, the utility of PDO models for serum biomarker discovery is not known. Here, we demonstrate that PDO models recapitulate the genomics, cell biology, glycomics and drug responses observed in PDX models. Furthermore, we demonstrate the applicability of PDO models for identification of N-glycans that are enriched in the glycome of pancreatic ductal adenocarcinoma (PDAC). Surprisingly, among all the glycans observed in PDX and PDOs, a core set of 57 N-glycans represent 50-94% of the relative abundance of all N-glycans detected, suggesting that only a subset of glycans dominate the cell surface landscape in PDAC. In addition, we outline a tumor organoid-based pipeline to identify surface proteins in extracellular vesicles (EV) from media supernatant of PDO cultures. When combined with the affinity-based validation platform, the EV surface proteins discovered in PDOs are effective in differentiating patients with PDAC from those with benign pancreatitis in the clinic, identifying PDO as powerful discovery platform for serum biomarkers. Thus, PDOs extend the utility of the archival collections of PDX models for translational research and function as a powerful platform for identification of clinically-actionable biomarkers in patients blood. Significance statement Tumor organoids extend the utility of PDX models as platforms for investigating drug response, glycosylation changes and function as new platforms for discovering blood-based biomarkers

Abstract Microsatellite stable metastatic colorectal cancer (MSS mCRC; mismatch repair proficient) has previously responded poorly to immune checkpoint blockade. Botensilimab (BOT) is an Fc-enhanced multifunctional anti-cytotoxic T-lymphocyte-associated protein 4 (CTLA-4) antibody designed to expand therapy to cold/poorly immunogenic solid tumors, such as MSS mCRC. BOT with or without balstilimab (BAL; anti-PD-1 antibody) is being evaluated in an ongoing expanded phase 1 study. The primary endpoint is safety and tolerability, which was evaluated separately in the dose-escalation portion of the study and in patients with MSS mCRC (using combined dose-escalation/dose-expansion data). Secondary endpoints include investigator-assessed RECIST version 1.1–confirmed objective response rate (ORR), disease control rate (DCR), duration of response (DOR) and progression-free survival (PFS). Here we present outcomes in 148 heavily pre-treated patients with MSS mCRC (six from the dose-escalation cohort; 142 from the dose-expansion cohort) treated with BOT and BAL, 101 of whom were considered response evaluable with at least 6 months of follow-up. Treatment-related adverse events (TRAEs) occurred in 89% of patients with MSS mCRC (131/148), most commonly fatigue (35%, 52/148), diarrhea (32%, 47/148) and pyrexia (24%, 36/148), with no grade 5 TRAEs reported and a 12% discontinuation rate due to a TRAE (18/148; data fully mature). In the response-evaluable population ( n = 101), ORR was 17% (17/101; 95% confidence interval (CI), 10–26%), and DCR was 61% (62/101; 95% CI, 51–71%). Median DOR was not reached (NR; 95% CI, 5.7 months–NR), and median PFS was 3.5 months (95% CI, 2.7–4.1 months), at a median follow-up of 10.3 months (range, 0.5–42.6 months; data continuing to mature). The combination of BOT plus BAL demonstrated a manageable safety profile with no new immune-mediated safety signals and encouraging clinical activity with durable responses. ClinicalTrials.gov identifier: NCT03860272 .

Abstract Conventional immune checkpoint inhibitors (ICI) targeting CTLA-4 elicit durable survival, but primarily in patients with immune-inflamed tumors. Although the mechanisms underlying response to anti-CTLA-4 remain poorly understood, Fc-gamma receptor (FcγR) IIIA co-engagement appears critical for activity, potentially explaining the modest clinical benefits of approved anti-CTLA-4 antibodies. We demonstrate that anti-CTLA-4 engineered for enhanced FcγR affinity leverages FcγR-dependent mechanisms to potentiate T cell responsiveness, reduce intratumoral Tregs, and enhance antigen presenting cell activation. Fc-enhanced anti-CTLA-4 promoted superior efficacy in mouse models and remodeled innate and adaptive immunity versus conventional anti-CTLA-4. These findings extend to patients treated with botensilimab, an Fc-enhanced anti-CTLA-4 antibody, with clinical activity across multiple poorly immunogenic and ICI treatment-refractory cancers. Efficacy was independent of tumor neoantigen burden or FcγRIIIA genotype. However, FcγRIIA and FcγRIIIA expression emerged as potential response biomarkers. These data highlight the therapeutic potential of Fc-enhanced anti-CTLA-4 antibodies in cancers unresponsive to conventional ICI therapy.

Abstract Tumor-specific cytotoxic T cells are effective tools for cancer immunotherapy, but the ability to generate them continues to be a challenge. Furthermore, there are no compelling approaches to empirically identify tumor-targeting T cells and T cell receptors by exploiting the multitude of antigens on tumor cell surfaces. Here, we use patients’ peripheral blood and autologous tumor organoids to enrich tumor-specific cytotoxic T cells with patient-specific killing mechanisms and a tissue-resident memory phenotype. We further demonstrate that these organoid-primed T (opT) cells undergo several orders of magnitude of clonal expansion and express T cells receptors and check-point proteins unique to each patient. Importantly, transferring the TCRs to heterologous T cells was sufficient to confer tumor recognition in a patient-specific manner. Thus, we report a patient-specific and antigen-agnostic platform for expansion of tumor-targeting T cells and identification of cancer-targeting TCRs from the peripheral blood of pancreatic cancer patients that can be exploited for immunotherapy applications.

3556 Background: Botensilimab (BOT) is an Fc-enhanced, multifunctional anti-CTLA-4 antibody with unique mechanisms of action. In microsatellite stable colorectal cancer (MSS CRC), previous I-O combinations have shown poorer responses in metastatic sites of disease outside of the lungs and lymph nodes, even in non-liver metastases (NLM) populations. Here we present updated efficacy data with longer follow-up from an expanded phase 1b study (NCT03860272) in patients with NLM MSS CRC treated with BOT and balstilimab (BAL; anti-PD-1). Methods: As of Nov 29, 2023, 77 patients with NLM MSS CRC (median follow-up 13.0 months [range 0.6–42.6]) with ≥6 months follow-up were included (intention to treat [ITT]; all treated); of these, 70 had ≥1 post-baseline scan (efficacy evaluable [EE]). Patients received BOT 1 or 2 mg/kg every 6 weeks (Q6W) and BAL 3 mg/kg every 2 weeks. Endpoints included RECIST 1.1 confirmed objective response rate (ORR), disease control rate (DCR), duration of response (DOR), and overall survival (OS). Results: Median age was 56 years (range 36–82), 48% male, and median prior lines of therapy was 4 (range 1–10). ORR was 22% (17/77) and DCR was 73% (56/77), with the median DOR not reached (NR; 95% CI 5.7–NR). An additional response confirmed after the data cutoff (18/77; ORR 23%), with 11/18 responses ongoing. Subgroup analyses revealed that BOT and BAL showed comparable activity (ORR 18–33%) across metastatic sites outside of the lungs, including the peritoneum, soft tissue, pleura, and the brain (Table). One responder with an occult brain metastasis experienced pseudoprogression, followed by a complete systemic response to treatment in target lung lesions. No new safety signals were observed and updated safety and translational data will be presented. Conclusions: In summary, for MSS CRC, BOT and BAL is differentiated from previous I-O combinations by producing deep and durable responses even in difficult-to-treat metastatic sites. In NLM patients, responses were observed in 18–33% of sites of disease including the peritoneum, soft tissue, pleura, and the brain. These compelling results support further investigation in the fully enrolled, randomized, global phase 2 trial in MSS CRC (NCT05608044) and a planned global phase 3 trial. Clinical trial information: NCT03860272 . [Table: see text]