Promoter Mutations and Cancer Cancer genome sequencing projects have highlighted the pathogenic role of recurrent mutations within the protein-coding regions of genes. Now, two studies suggest that the scope of mutations in human tumors extends to gene regulatory regions. In a study of 70 melanomas, Huang et al. (p. 957 , published online 24 January) found that 71% harbored one of two specific mutations in the promoter region of TERT , the gene coding for the catalytic subunit of telomerase, the enzyme that caps chromosome ends. Independently, Horn et al. (p. 959 , published online 24 January) identified a disease-segregating germline mutation in the TERT promoter in a family predisposed to melanoma and found additional TERT promoter mutations in a high percentage of sporadic melanomas and melanoma cell lines. The mutations in both studies generated new binding sites for specific transcription factors and, in reporter assays, caused an increase in transcription.

Abstract Melanoma treatment has been revolutionized by antibody-based immunotherapies. IFNγ secretion by CD8 + T cells is critical for therapy efficacy having anti-proliferative and pro-apoptotic effects on tumour cells. Our study demonstrates a genetic evolution of IFNγ resistance in different melanoma patient models. Chromosomal alterations and subsequent inactivating mutations in genes of the IFNγ signalling cascade, most often JAK1 or JAK2, protect melanoma cells from anti-tumour IFNγ activity. JAK1/2 mutants further evolve into T-cell-resistant HLA class I-negative lesions with genes involved in antigen presentation silenced and no longer inducible by IFNγ. Allelic JAK1/2 losses predisposing to IFNγ resistance development are frequent in melanoma. Subclones harbouring inactivating mutations emerge under various immunotherapies but are also detectable in pre-treatment biopsies. Our data demonstrate that JAK1/2 deficiency protects melanoma from anti-tumour IFNγ activity and results in T-cell-resistant HLA class I-negative lesions. Screening for mechanisms of IFNγ resistance should be considered in therapeutic decision-making.

Abstract Melanoma is a highly plastic tumor characterized by dynamic interconversion of different cell identities depending on the biological context. For example, melanoma cells with high expression of the H3K4 demethylase KDM5B (JARID1B) rest in a slow-cycling, yet reversible persister state. Over time, KDM5B high cells can promote rapid tumor repopulation with equilibrated KDM5B expression heterogeneity. The cellular identity of KDM5B high persister cells has not been studied so far, missing an important cell state-directed treatment opportunity in melanoma. Here, we have established a doxycycline-titratable system for genetic induction of permanent intratumor expression of KDM5B and screened for chemical agents that phenocopy this effect. Transcriptional profiling and cell functional assays confirmed that the dihydropyridine phenoxyethyl 4-(2-fluorophenyl)-2,7,7-trimethyl-5-oxo-1,4,5,6,7,8-hexa-hydro-quinoline-3-carboxylate (termed Cpd1) supports high KDM5B expression and directs melanoma cells towards differentiation along the melanocytic lineage and to cell cycle-arrest. The high KDM5B state additionally prevents cell proliferation through negative regulation of cytokinetic abscission. Moreover, treatment with Cpd1 promoted the expression of the melanocyte-specific tyrosinase gene specifically sensitizing melanoma cells for the tyrosinase-processed antifolate prodrug 3-O-(3,4,5-trimethoxybenzoyl)-(-)-epicatechin (TMECG). In summary, our study provides proof-of-concept for a new dual hit strategy in melanoma, in which persister state-directed transitioning limits tumor growth and plasticity and primes melanoma cells towards lineage-specific elimination.

ABSTRACT GPR133 (ADGRD1), an adhesion G protein-coupled receptor, supports growth of glioblastoma, a brain malignancy. We demonstrated that GPR133 is intramolecularly cleaved, and that dissociation of its N-terminal and C-terminal fragments (NTF and CTF) at the plasma membrane correlates with increased receptor signaling. However, how the extracellular interactome of GPR133 in glioblastoma modulates signaling remains unknown. Here, we use affinity purification and mass spectrometry to identify extracellular binding partners of GPR133 in patient-derived glioblastoma cells. We show that the transmembrane protein PTK7 binds the GPR133 NTF and its expression in trans increases GPR133 signaling. This effect requires the intramolecular cleavage of GPR133 and PTK7’s anchoring in the plasma membrane. The GPR133-PTK7 interaction facilitates orthosteric activation of GPR133 by soluble peptide mimicking the endogenous tethered Stachel agonist, suggesting PTK7 binding allosterically enhances accessibility of GPR133’s orthosteric Stachel binding pocket. GPR133 and PTK7 are expressed in adjacent cells in glioblastoma, where their knockdown phenocopies each other. We propose that this novel ligand-receptor interaction is relevant to the pathogenesis of glioblastoma, as well as physiological processes in several tissues.

Zusammenfassung Hintergrund Die meisten, jedoch nicht alle Patienten mit inoperablem lokal fortgeschrittenem oder metastasiertem kutanem Plattenepithelkarzinom (cSCC) profitieren von Cemiplimab. Ziel unserer Studie war es, klinische und histopathologische Merkmale zu identifizieren, die das Ansprechen auf Cemiplimab vorhersagen. Patienten und Methodik Wir analysierten 15 mit Cemiplimab behandelte Patienten hinsichtlich klinischer, demografischer, histopathologischer und immunhistochemischer Merkmale und korrelierten diese mit dem Ansprechen auf die Behandlung. Darüber hinaus wurde die Wirksamkeit und Sicherheit der Immun‐Checkpoint‐Therapie in unserer Kohorte bewertet. Ergebnisse Unsere Kohorte umfasste 12 Männer und 3 Frauen mit einem Durchschnittsalter von 78,1 Jahren. Die Mehrzahl der Tumoren (66,7%) befand sich im Kopf‐ und Halsbereich. Die Behandlung war insgesamt gut verträglich, mit nur einer Kolitis Grad 3. Es gab keinen Zusammenhang zwischen immunbedingten unerwünschten Ereignissen und dem Ansprechen auf die Behandlung. Non‐Responder waren im Durchschnitt jünger (69,4 vs. 82,5 Jahre). Eine Vorgeschichte von hämatologischen Malignomen korrelierte mit schlechterem Ansprechen. Hohe Mitoserate, schlechter Tumordifferenzierungsgrad, hohe Vimentin‐ und p53‐ sowie geringe E‐Cadherin‐Expression waren mit schlechterem Ansprechen verbunden. Umgekehrt korrelierten höhere Dichte intratumoraler Entzündungsinfiltrate, nekrotische Bereiche und schwächere immunhistochemische Expression von Mismatch‐Reparatur‐Proteinen mit besserem Ansprechen. Schlussfolgerungen Cemiplimab ist eine sichere und wirksame Therapie, insbesondere bei älteren Patienten. Bei gut differenzierten Tumoren mit niedrigem Proliferationsindex, intratumoralem Entzündungsinfiltrat und Tumornekrose kann ein besseres klinisches Ansprechen vorhergesagt werden.

Abstract A wide therapeutic repertoire has become available to oncologists including radio- and chemotherapy, small molecules and monoclonal antibodies. However, drug efficacy can be limited by genetic changes that allow cancer cells to escape therapy. Here, we designed a webtool that facilitates the data analysis of the Genomics of Drug Sensitivity in Cancer (GDSC) database on 265 approved compounds in association with a plethora of genetic changes documented for 1001 cell lines in the Cancer Cell Line Encyclopedia (CCLE, cBioPortal). The webtool computes odds ratios of drug resistance for a queried set of genetic alterations. It provides results on the efficacy of single or groups of compounds assigned to cellular signaling pathways. Using this webtool we replicated known genetic drivers and identified new candidate genes, germline variants, co-mutation, and pharmacogenomic modifiers of both cancer drug resistance and drug repurposing. Webtool availability: https://tools.hornlab.org/GDSC/ . Author Summary Tumors develop through uncontrolled cell growth enabled by various alterations that create tumor heterogeneity. Changes of the genome and thus cancer cells cause every patient to react differently to drugs and can lead to drug resistance in cancer therapies. To overcome drug resistance, researchers focus on developing personalized therapies. Here, we provide a straightforward tool to test public in vitro drug sensitivity data on a range of drugs for custom analyses of genetic changes. This may inform the identification of potential drug candidates and improve our understanding of signaling pathways as we can test drug response with custom sets of genetic changes according to specific research questions. The tool and underlying code can be adapted to larger drug response datasets and other data types, e.g. metabolic data, to help structure and accommodate the increasingly large biomedical knowledge base.

Abstract Telomerase reverse transcriptase ( TERT ) promoter mutations occur frequently in cancer, have been associated with increased TERT expression and cell proliferation, and could potentially influence therapeutic regimens for melanoma. As the role of TERT expression in malignant melanoma and the non-canonical functions of TERT remain understudied, we aimed to extend the current knowledge on both types of TERT alterations with respect to survival, further clinical and molecular parameters. Using multivariate models, TERT alterations were not consistently associated with survival in melanoma cohorts under immune checkpoint inhibition. The presence of CD4+ T cells increased with TERT expression and correlated with the expression of exhaustion markers. While the frequency of promoter mutations did not change with Breslow thickness, TERT expression was increased in metastases arising from thinner primaries. Enrichment analyses of single-cell RNA-seq showed TERT expression is associated with genes involved in cell migration and dynamics of the extracellular matrix, supporting the role of TERT during invasion and metastasis. Co-regulated genes in several bulk tumors and single-cell RNA-seq cohorts also indicated non-canonical functions of TERT related to mitochondrial DNA stability and nuclear DNA repair in line with increased TERT expression during chromothripsis (PCAWG cohort) and under hypoxic conditions (PCAWG and SKCM cohorts). Also in glioblastoma (Klughammer and PCAWG cohorts), TERT was co-expressed with DNA repair genes. Our results thus indicate a relevance of TERT expression in melanoma metastasis, T cell dysfunction and DNA repair across cancer entities. Significance In addition to the frequently occurring TERT promoter mutations, we test TERT expression with respect to clinical and molecular associates, extending the canonical role of TERT in melanoma and other cancer entities.

Background: Deciphering the monogenetic causes of neurodevelopmental disorders (NDD) is an important milestone to offer personalized care. But the plausibility of reported candidate genes in exome studies often remains unclear, which slows down progress in the field. Methods: We performed exome sequencing (ES) in 198 cases of NDD. Cases that remained unresolved (n=135) were re-investigated in a research setting. We established a candidate scoring system (CaSc) based on 12 different parameters reflecting variant and gene attributes as well as current literature to rank and prioritize candidate genes. Results: In this cohort, we identified 158 candidate variants in 148 genes with CaSc ranging from 2 to 11.7. Only considering the top 15% of candidates, 14 genes were already published or funneled into promising validation studies. Conclusions: We promote that in an approach of case by case re-evaluation of primarily negative ES, systematic and standardized scoring of candidate genes can and should be applied. This simple framework enables better comparison, prioritization, and communication of candidate genes within the scientific community. This would represent an enormous benefit if applied to the tens of thousands of negative ES performed in routine diagnostics worldwide and speed up deciphering the monogenetic causes of NDD.