Introduction: Loss of function of BRCA1 associated protein 1 (BAP1) is observed in about 50% of malignant pleural mesothelioma (MPM) cases. The aim of this study was to investigate whether this aspect could be exploited for targeted therapy. Methods: A genetically engineered model was established expressing either functional or non-functional BAP1 and whole-genome siRNA screens were performed assessing impaired survival between the two cell lines. Cytotoxity induced by gemcitabine and hydroxyurea were assessed in a panel of BAP1-WT and BAP1-mut/del cell lines. Functional studies were carried out in BAP1 mut/del cell line reconstituted with BAP1 WT or BAP1 C91A (catalytically dead mutant) and in BAP1 WT cell line upon siRNA-mediated knock-down of BAP1. Results: The whole-genome siRNA screen unexpectedly revealed 11 hits (FDR<0.05) more cytotoxic for BAP1-proficient cells. Two actionable targets, RRM1 and RRM2, were validated and their inhibition mediated by gemcitabine or hydroxyurea respectively, was more cytotoxic in BAP1-proficient cell lines. Upregulation of RRM2 upon gemcitabine and hydroxyurea was more profound in BAP1 mut/del cell lines. Increased lethality mediated by gemcitabine and hydroxyurea was observed in NCI-H2452 cells reconstituted with BAP1 WT but not with C91A mutant and upregulation of RRM2 in NCI-H2452-BAP1 WT spheroids was modest compared to control or C91A mutant. Finally, the opposite was observed after BAP1 knockdown in BAP1-proficient SPC111 cell line. Conclusion: We found that BAP1 is involved in the regulation of RRM2 levels during replication stress. These observations reveal a potential therapeutic approach where MPM patients to be stratified depending on BAP status for gemcitabine treatment.

Abstract The mesothelium forms epithelial membranes that line the bodies cavities and surround the internal organs. Mesothelia widely contribute to organ homeostasis and regeneration, and their dysregulation can result in congenital anomalies of the viscera, ventral wall defects, and mesothelioma tumors. Nonetheless, the embryonic ontogeny and developmental regulation of mesothelium formation has remained uncharted. Here, we combine genetic lineage tracing, in toto live imaging, and single-cell transcriptomics in zebrafish to track mesothelial progenitor origins from the lateral plate mesoderm (LPM). Our single-cell analysis uncovers a post-gastrulation gene expression signature centered on hand2 that delineates distinct progenitor populations within the forming LPM. Combining gene expression analysis and imaging of transgenic reporter zebrafish embryos, we chart the origin of mesothelial progenitors to the lateral-most, hand2 -expressing LPM and confirm evolutionary conservation in mouse. Our time-lapse imaging of transgenic hand2 reporter embryos captures zebrafish mesothelium formation, documenting the coordinated cell movements that form pericardium and visceral and parietal peritoneum. We establish that the primordial germ cells migrate associated with the forming mesothelium as ventral migration boundary. Functionally, hand2 mutants fail to close the ventral mesothelium due to perturbed migration of mesothelium progenitors. Analyzing mouse and human mesothelioma tumors hypothesized to emerge from transformed mesothelium, we find de novo expression of LPM-associated transcription factors, and in particular of Hand2, indicating the re-initiation of a developmental transcriptional program in mesothelioma. Taken together, our work outlines a genetic and developmental signature of mesothelial origins centered around Hand2, contributing to our understanding of mesothelial pathologies and mesothelioma.

Abstract We previously observed increased levels of adenosine-deaminase-acting-on-dsRNA (Adar)-dependent RNA editing during mesothelioma development in mice exposed to asbestos. The aim of this study was to characterize and assess the role of ADAR-dependent RNA editing in mesothelioma. Tumors and mesothelioma primary cultures have higher ADAR-mediated RNA editing compared to mesothelial cells. Unsupervised clustering of editing in different genomic regions revealed heterogeneity between tumor samples as well as mesothelioma primary cultures. ADAR2 expression levels are higher in BRCA1-associated protein 1 wild-type tumors, with corresponding changes in RNA editing in transcripts and 3’UTR. ADAR2 knockdown and rescue models indicated a role in cell proliferation, altered cell cycle, increased sensitivity to antifolate treatment and type-1 interferon signaling upregulation, leading to changes in the microenvironment in vivo . Our data indicate that RNA editing contributes to mesothelioma heterogeneity and highlights an important role of ADAR2 not only in growth regulation in mesothelioma but also chemotherapy response, in addition to regulating inflammatory response downstream of sensing nucleic acid structures.