Abstract The success of cancer immunotherapy relies on the induction of an immunoprotective response targeting tumor antigens (TAs) presented by tumor cells on MHC class I molecules. Alternative translation events emerged as a rich source of TAs and generate the so-called Pioneer Translation Products (PTPs), which are peptides generated from unspliced mRNA. We demonstrated in vitro and in vivo that the splicing inhibitor isoginkgetin and a derived water-soluble and less toxic molecule, IP2, act at the production stage of the PTPs. We showed that IP2 increases PTP-derived antigen presentation in cancer cells in vitro and decreases tumor growth in vivo in an immune-dependent manner. Furthermore, IP2 treatment induces a long-lasting antitumor response. Finally, we observed that the epitope repertoire displayed on MHC-I molecules is altered upon treatment with IP2 with the modulation of pre-existing peptides and the emergence of novel antigens derived from both coding and allegedly non-coding sequences. Significance IP2 is a new efficient “first in class” immunomodulator of the MHC I presentation pathway. IP2 reduces the growth of sarcoma MCA205 and melanoma B16F10 tumors bearing the PTP-derived SL8 epitope and significantly extends mice survival. IP2 treatment reshape the cancer cell MHC-I immunopeptidome. These findings add to the understanding of the role of the splicing machinery in antigen production and presentation and identify the spliceosome as a druggable target to enhance cancer immunosurveillance.

In the recent years, massively parallel sequencing approaches identified hundreds of mutated genes in cancer( [1][1] ) providing an unprecedented amount of information about mechanisms of cancer cell maintenance and progression. However, while (it is widely accepted that) transformation processes result from oncogenic cooperation between deregulated genes and pathways, the functional characterization of candidate key players is mostly performed at the single gene level which is generally inadequate to identify these oncogene circuitries. In addition, studies aimed at depicting oncogenic cooperation involve the generation of challenging mouse models or the deployment of tedious screening pipelines. Genome wide mapping of epigenomic modifications on histone tails or binding of factors such as MED1 and BRD4 allowed identification of clusters of regulatory elements, also termed Super-Enhancers (SE)( [2][2] ). Functional annotation of these regions revealed their high relevance during normal tissue development and cancer ontogeny( [3][3] ). An interesting paradigm of the tumorigenic function of these SE regions comes from ETO2-GLIS2 -driven acute megakaryoblastic leukemia (AMKL) in which the fusion protein ETO2-GLIS2 is sufficient to promote an aberrant transcriptional network by the rewiring of SE regions( [4][4] ). We thus hypothesized that important regulatory regions could control simultaneously expression of genes cooperating in functional modules to promote cancer development. In an effort to identify such modules, we deployed a genome-wide CRISPRi-based screening approach and nominated SE regions that are functionally linked to leukemia maintenance. In particular, we pinpointed a novel SE region regulating the expression of both tyrosine kinases KIT and PDGFRA. Whereas the inhibition of each kinase alone affected modestly cancer cell growth, combined inhibition of both receptors synergizes to impair leukemia cell growth and survival. Our results demonstrate that genome-wide screening of regulatory DNA elements can identify co-regulated genes collaborating to promote cancer and could open new avenues to the concept of combined gene inhibition upon single hit targeting. [1]: #ref-1 [2]: #ref-2 [3]: #ref-3 [4]: #ref-4