ABSTRACT Wilms tumor (WT) is the most common renal malignancy of childhood. Despite improvements in the overall survival, relapse occurs in ~15% of patients with favorable histology WT (FHWT). Half of these patients will succumb to their disease. Identifying novel targeted therapies in a systematic manner remains challenging in part due to the lack of faithful preclinical in vitro models. We established ten short-term patient-derived WT cell lines and characterized these models using low-coverage whole genome sequencing, whole exome sequencing and RNA-sequencing, which demonstrated that these ex-vivo models faithfully recapitulate WT biology. We then performed targeted RNAi and CRISPR-Cas9 loss-of-function screens and identified the nuclear export genes ( XPO1 and KPNB1 ) as strong vulnerabilities. We observed that these models are sensitive to nuclear export inhibition using the FDA approved therapeutic agent, selinexor (KPT-330). Selinexor treatment of FHWT suppressed TRIP1 3 expression, which was required for survival. We further identified in vitro and in vivo synergy between selinexor and doxorubicin, a chemotherapy used in high risk FHWT. Taken together, we identified XPO1 inhibition with selinexor as a potential therapeutic option to treat FHWTs and in combination with doxorubicin, leads to durable remissions in vivo .

ABSTRACT Janus kinases (JAKs) mediate cytokine signaling, cell growth and hematopoietic differentiation. 1 Gain-of-function mutations activating JAK2 signaling are seen in the majority of myeloproliferative neoplasm (MPN) patients, most commonly due to the JAK2 V617F driver allele. 2 While clinically-approved JAK inhibitors improve symptoms and outcomes in MPNs, remissions are rare, and mutant allele burden does not substantively change with chronic JAK inhibitor therapy in most patients. 3, 4 This has been postulated to be due to incomplete dependence on constitutive JAK/STAT signaling, alternative signaling pathways, and/or the presence of cooperating disease alleles; 5 however we hypothesize this is due to the inability of current JAK inhibitors to potently and specifically abrogate mutant JAK2 signaling. We therefore developed a conditionally inducible mouse model allowing for sequential activation, and then inactivation, of Jak2 V617F from its endogenous locus using a Dre- rox /Cre- lox dual orthogonal recombinase system. Deletion of oncogenic Jak2 V617F abrogates the MPN disease phenotype, induces mutant-specific cell loss including in hematopoietic stem/progenitor cells, and extends overall survival to an extent not observed with pharmacologic JAK inhibition. Furthermore, reversal of Jak2 V617F in MPN cells with antecedent loss of Tet2 6, 7 abrogates the MPN phenotype and inhibits mutant stem cell persistence suggesting cooperating epigenetic-modifying alleles do not alter dependence on mutant JAK/STAT signaling. Our results suggest that mutant-specific inhibition of JAK2 V617F represents the best therapeutic approach for JAK2 V617F -mutant MPN and demonstrate the therapeutic relevance of a dual-recombinase system to assess mutant-specific oncogenic dependencies in vivo .

Renal medullary carcinoma (RMC) is a rare and deadly kidney cancer in patients of African descent with sickle cell trait. Through direct-to-patient outreach, we developed genomically faithful patient-derived models of RMC. Using whole genome sequencing, we identified intronic fusion events in one SMARCB1 allele with concurrent loss of the other allele, confirming that SMARCB1 loss occurs in RMC. Biochemical and functional characterization of these RMC models revealed that RMC depends on the loss of SMARCB1 for survival and functionally resemble other cancers that harbor loss of SMARCB1, such as malignant rhabdoid tumors or atypical teratoid rhabdoid tumors. We performed RNAi and CRISPR-Cas9 loss of function genetic screens and a small-molecule screen and identified UBE2C as an essential gene in SMARCB1 deficient cancers. We found that the ubiquitin-proteasome pathway was essential for the survival of SMARCB1 deficient cancers in vitro and in vivo. Genetic or pharmacologic inhibition of this pathway leads to G2/M arrest due to constitutive accumulation of cyclin B1. These observations identify a synthetic lethal relationship that may serve as a therapeutic approach for patients with SMARCB1 deficient cancers.