Abstract Muscle-invasive bladder cancer (BLCA) is an aggressive disease. Consensus BLCA transcriptomic subtypes have been proposed, with two major Luminal and Basal subgroups, presenting distinct molecular and clinical characteristics. However, how these distinct subtypes are regulated remains unclear. We hypothesized that epigenetic activation of distinct super-enhancers could drive the transcriptional programs of BLCA subtypes. Through integrated RNA-sequencing and epigenomic profiling of histone marks in primary tumours, cancer cell lines, and normal human urothelia, we established the first integrated epigenetic map of BLCA and demonstrated the link between subtype and epigenetic control. We identified the repertoire of activated super-enhancers and highlighted Basal, Luminal and Normal-associated SEs. We revealed the super-enhancer-regulated networks of candidate master transcription factors for Luminal and Basal subgroups including FOXA1 and ZBED2 respectively. FOXA1 CRISPR-Cas9 mutation triggered a shift from Luminal to Basal phenotype, confirming its role in Luminal identity regulation and induced ZBED2 overexpression. In parallel, we showed that both FOXA1 and ZBED2 play concordant roles in preventing inflammatory response in cancer cells through STAT2 inhibition. Our study furthers the understanding of epigenetic regulation of muscle-invasive BLCA and identifies a co-regulated network of super-enhancers and associated transcription factors providing potential targets for the treatment of this aggressive disease.

PPARG activation is a critical event in luminal muscle-invasive bladder cancer (MIBC) tumorigenesis, favoring both tumor cell growth and microenvironment modulation toward tumor immune escape. Conversely, the down-regulation of PPARG activity in basal MIBC suggests tumor-suppressive effects in this subgroup. Here, we report genetic, epigenetic and functional evidence to support the tumor suppressor role for PPARG in basal bladder tumors. We identified hemizygous deletions, DNA hyper-methylation and loss-of-function mutations of PPARG in basal MIBC, associated with PPARG under-expression and its decreased activity. Re-expression of PPARG in basal tumor cells resulted in the activation of PPARG-dependent transcription that modulated fatty acid metabolism and cell differentiation and decreased cell growth, which could partly rely on EGFR down-regulation. Structure-function studies of two PPARG mutants revealed a destabilization of a region important for coactivator recruitment and should help develop potent molecules to activate PPARG as a therapeutic strategy for basal MIBC. The identification of this subtype-dependent dual role of PPARG in MIBC strengthens the critical role of PPARG in bladder tumorigenesis and reinforces the interest in stratified medicine based on tumor molecular subtyping.