ABSTRACT Purpose APR-246 (Eprenetapopt) is in clinical development with a focus on haematological malignancies and is marketed as a mutant-p53 reactivation therapy. Currently, the detection of at least one TP53 mutation is an inclusion criterion for patient selection into most clinical trials. Preliminary results from our phase Ib/II clinical trial investigating APR-246 combined with combination chemotherapy (cisplatin and 5-Fluorouracil) in metastatic oesophageal cancer, together with previous pre-clinical studies, indicate that TP53 mutation status alone may not be a sufficient biomarker for response to APR-246. This study aimed to identify a robust biomarker for response to APR-246. Methods Correlation analysis of the PRIMA-1 activity (lead compound to APR-246) with mutational status, gene expression, protein expression and metabolite abundance across over 800 cancer cell lines was performed. Functional validation and a boutique siRNA screen of over 750 redox-related genes were also conducted. Results TP53 mutation status was not predictive of response to APR-246. The expression of SLC7A11, the cystine/glutamate transporter, was identified as a superior determinant of response to APR-246. Genetic regulators of SLC7A11, including ATF4, MDM2, wild-type p53 and c-Myc were confirmed to also regulate cancer cell sensitivity to APR-246. Conclusions SLC7A11 expression is the major determinant of sensitivity to APR-246 and should be utilised as a predictive biomarker in future clinical investigation of APR-246.

Human Tim8a is a member of an intermembrane space chaperone network, known as the small TIM family, which transport hydrophobic membrane proteins through this compartment. Mutations in TIMM8A cause a neurodegenerative disease, Mohr-Tranebjaerg syndrome (MTS), which is characterised by sensorineural hearing loss, dystonia and blindness. Nothing is known about the function of hTim8a in neuronal cells and consequently how lack of hTim8a leads to a neurodegenerative disease. We identified a novel cell-specific function of hTim8a in the assembly of Complex IV, which is mediated through a transient interaction with the copper chaperone COX17. Complex IV assembly defects in cells lacking hTim8a leads to oxidative stress and changes to key apoptotic regulators, including cytochrome c and Bax, which primes cells for cell death. Alleviation of oxidative stress using Vitamin E rescues cells from apoptotic vulnerability. We hypothesis that enhanced sensitivity of neuronal cells to apoptosis is the underlying mechanism of MTS.

Abstract Background and Aims Oesophageal adenocarcinoma (OAC) is of increasing global concern due to increasing incidence, a lack of effective treatments, and poor prognosis. Therapeutic target discovery and clinical trials have been hindered by the heterogeneity of the disease, lack of driver mutations, and the dominance of large-scale genomic rearrangements. In this work we have characterised three potent and selective hit compounds identified in an innovative high-content phenotypic screening assay. The three hits include two approved drugs; elesclomol and disulfiram, and another small molecule compound, ammonium pyrrolidinedithiocarbamate. We uncover their mechanism of action, discover a targetable vulnerability, and gain insight into drug sensitivity for biomarker-based clinical trials in OAC. Methods Elesclomol, disulfiram, and ammonium pyrrolidinedithiocarbamate were systematically characterised across panels of oesophageal cell lines and patient-derived organoids. Drug treated oesophageal cell lines were morphologically profiled using a high-content, imaging platform. Compounds were assessed for efficacy across patient-derived organoids. Metabolomics and transcriptomics were assessed for the identification of oesophageal-cancer specific drug mechanisms and patient stratification hypotheses. Results High-content profiling revealed that all three compounds were highly selective for OAC over tissue-matched controls. Comparison of gene expression and morphological signatures unveiled a unified mechanism of action involving the accumulation of copper selectively in cancer cells, leading to dysregulation of proteostasis and cancer cell death. Basal omic analyses revealed proteasome and metabolic markers of drug sensitivity, forming the basis for biomarker-based clinical trials in OAC. Conclusions Integrated analysis of high-content imaging, transcriptomic and metabolomic data has revealed a new therapeutic mechanism for the treatment of OAC and represents an alternative target-agnostic drug discovery strategy.