ABSTRACT Prostate cancer (PCa) harboring BRCA1/2 mutations is often exquisitely sensitive to PARP inhibition. However, genomic alterations in other DNA damage response genes have not been consistently predictive of clinical response to PARP inhibitors (PARPis). Here, we perform genome-wide CRISPR-Cas9 knockout screens in BRCA1/2-proficient PCa cell lines and identify novel genes whose loss has a profound impact on PARPi sensitivity and resistance. Specifically, MMS22L deletion, frequently observed (up to 14%) in PCa, renders cells hypersensitive to PARPis by disrupting RAD51 loading required for homologous recombination repair, although this response is TP53-dependent. Unexpectedly, loss of CHEK2 confers resistance rather than sensitivity to PARPis in PCa cells through increased expression of BRCA2, a target of CHEK2-TP53-E2F7-mediated transcriptional repression. Combined PARP and ATR inhibition overcomes PARPi resistance caused by CHEK2 loss. Our findings may inform the use of PARPis beyond BRCA1/2-deficient tumors and support reevaluation of currently used biomarkers for PARPi treatment in PCa.

Abstract Current targeted cancer therapies are largely guided by mutations of a single gene, which overlooks concurrent genomic alterations. Here, we show that RNASEH2B, RB1, and BRCA2, three closely located genes on chromosome 13q, are frequently deleted in prostate cancer individually or jointly. Loss of RNASEH2B confers cancer cells sensitivity to poly(ADP–ribose) polymerase (PARP) inhibition due to impaired ribonucleotide excision repair and PARP trapping. When co-deleted with RB1, however, cells lose their sensitivity, in part, through E2F1-induced BRCA2 expression, thereby enhancing homologous recombination repair capacity. Nevertheless, loss of BRCA2 re-sensitizes RNASEH2B/RB1 co-deleted cells to PARP inhibition. Our results may explain some of the disparate clinical results from PARP inhibition due to interaction between multiple genomic alterations and support a comprehensive genomic testing to determine who may benefit from PARP inhibition. Finally, we show that ATR inhibition can disrupt E2F1-induced BRCA2 expression and overcome PARP inhibitor resistance caused by RB1 loss.

Abstract Objective Translocation of gut bacterial lipopolysaccharide (LPS) is associated with complications of cirrhosis. Current strategies to target bacterial translocation are limited to antibiotics with risk of resistance. This study aims to explore therapeutic potential of a non-absorbable, engineered carbon bead, Yaq-001 in cirrhosis and acute-on-chronic liver failure (ACLF) models. Design The performance of Yaq-001 was evaluated in in vitro studies. Two-rodent models of cirrhosis (4-week, bile duct ligation (BDL): Sham (n=36); Sham-Yaq-001 (n=30); BDL (n=37); BDL-Yaq-001 (n=44)) and ACLF (BDL-LPS: Sham-LPS (n=9); Sham-LPS-Yaq-001 (n=10); BDL-LPS (n=16); BDL-LPS-Yaq-001(n=12)). The treated-groups received Yaq-001 for 2-weeks. Samples were collected for assessment of organ and immune function, transcriptomics, microbiome composition and metabolomics. Results In vitro , Yaq-001 exhibited rapid adsorption kinetics for endotoxin and bile acids without exerting an antibiotic effect. In vivo , Yaq-001 produced significant improvement in ALT, ammonia, liver cell death, portal pressure, markers of systemic inflammation and renal function in BDL animals. Yaq-001-treated ACLF animals had significantly better survival, ALT, portal pressure, brain water and creatinine. Ex-vivo LPS-induced reactive oxygen species production in portal venous monocytes and Kupffer cell populations was diminished with Yaq-001 treatment. Transcriptome analysis demonstrated a significant modulation of inflammation, cell death and senescence pathways in the liver, kidneys, brain and colon of Yaq-001-treated BDL rats. Yaq-001 impacted positively on the microbiome composition with significant modulation of Family Porphyromonadaceae and Genus Barnesiella . Urinary 1 HNMR analysis suggested a shift in metabolomic signature in Yaq-001-treated BDL rats. Conclusions This study provides strong pre-clinical rationale for developing Yaq-001 for treatment of patients with cirrhosis. Significance of this study What is already known on this topic? Current strategies to target bacterial translocation in cirrhosis are limited to antibiotics with risk of resistance. Yaq-001 is an insoluble, non-absorbable, non-antibiotic, engineered carbon bead of tailored porosities, which works as an adsorbent in the gut and is completely excreted after oral administration. What this study adds? Yaq-001 rapidly adsorbs endotoxin, ammonia and bile acids without influencing bacterial growth kinetics in vitro . Yaq-001 reduces mortality of ACLF animals and impacts positively on markers of gut permeability, liver injury, portal pressure, brain and kidneys in rodent models of cirrhosis and ACLF. Yaq-001 administration was associated with positive impact on the composition of the gut microbiota, reduction in severity of endotoxemia and ammonia, which significantly reduced the severity of inflammation, cell death, signaling pathways and LPS sensitivity. How this study might affect research, practice or policy? The data provide the pre-clinical rationale to proceed to clinical trials in patients with cirrhosis aiming to prevent the occurrence of complications.

Analysis of next generation transcriptome sequencing data of prostate cancer identified a novel gene fusion formed by the fusion of a protein coding gene (KLK4) with a non-coding pseudogene (KLKP1) and expression of its cognate protein. Screening of 659 prostate cancer TMA showed about 32% of positive cases predominantly expressed in higher Gleason grade tumors. Concomitant expression with ERG but not with SPINK1 and other ETS fusion positive tumors. Fusion gene expression potentially regulated by AR and ERG. Antibody specific to the KLK4-KLKP1 fusion protein was validated by immunohistochemistry and western blot methods. Oncogenic properties were validated by in vitro and in vivo functional studies. Clinical data analysis shows significant association with prostate cancer in young men and overall survival analysis indicate favorable prognosis. Non-invasive detection in urine samples has been confirmed. Taken together, we present a novel biomarker for routine screening of high Gleason grade prostate cancer at diagnosis.