Despite being the most frequently altered oncogenic protein in solid tumours, KRAS has historically been considered ‘undruggable’ owing to a lack of pharmacologically targetable pockets within the mutant isoforms. However, improvements in drug design have culminated in the development of inhibitors that are selective for mutant KRAS in its active or inactive state. Some of these inhibitors have proven efficacy in patients with KRASG12C-mutant cancers and have become practice changing. The excitement associated with these advances has been tempered by drug resistance, which limits the depth and/or duration of responses to these agents. Improvements in our understanding of RAS signalling in cancer cells and in the tumour microenvironment suggest the potential for several novel combination therapies, which are now being explored in clinical trials. Herein, we provide an overview of the RAS pathway and review the development and current status of therapeutic strategies for targeting oncogenic RAS, as well as their potential to improve outcomes in patients with RAS-mutant malignancies. We then discuss challenges presented by resistance mechanisms and strategies by which they could potentially be overcome. The RAS oncogenes are among the most common drivers of tumour development and progression but have historically been considered undruggable. The development of direct KRAS inhibitors has changed this paradigm, although currently clinical use of these novel therapeutics is limited to a select subset of patients, and intrinsic or acquired resistance presents an inevitable challenge to cure. Herein, the authors provide an overview of the RAS pathway in cancer and review the ongoing efforts to develop effective therapeutic strategies for RAS-mutant cancers. They also discuss the current understanding of mechanisms of resistance to direct KRAS inhibitors and strategies by which they might be overcome.

LKB1/STK11 is a serine/threonine kinase that plays a major role in controlling cell metabolism, resulting in potential therapeutic vulnerabilities in LKB1-mutant cancers. Here, we identify the NAD + degrading ectoenzyme, CD38, as a new target in LKB1-mutant NSCLC. Metabolic profiling of genetically engineered mouse models (GEMMs) revealed that LKB1 mutant lung cancers have a striking increase in ADP-ribose, a breakdown product of the critical redox co-factor, NAD + . Surprisingly, compared with other genetic subsets, murine and human LKB1-mutant NSCLC show marked overexpression of the NAD+-catabolizing ectoenzyme, CD38 on the surface of tumor cells. Loss of LKB1 or inactivation of Salt-Inducible Kinases (SIKs)-key downstream effectors of LKB1- induces CD38 transcription induction via a CREB binding site in the CD38 promoter. Treatment with the FDA-approved anti-CD38 antibody, daratumumab, inhibited growth of LKB1-mutant NSCLC xenografts. Together, these results reveal CD38 as a promising therapeutic target in patients with LKB1 mutant lung cancer.Loss-of-function mutations in the LKB1 tumor suppressor of lung adenocarcinoma patients and are associated with resistance to current treatments. Our study identified CD38 as a potential therapeutic target that is highly overexpressed in this specific subtype of cancer, associated with a shift in NAD homeostasis.

Abstract Early-stage lung adenocarcinoma is typically treated by surgical resection of the tumor. While in the majority of cases surgery can lead to cure, approximately 30% of patients progress. Despite intense efforts to map the genetic landscape of early-stage lung tumors, there has been limited success in discovering accurate biomarkers that can predict clinical outcomes. Meanwhile, the role of the tumor-adjacent tissue in cancer progression has been largely ignored. To test whether tumor-adjacent tissue can be informative of progression-free survival and to probe the underlying molecular pathways involved, we designed a multi-omic study in both tumor and matched tumor-adjacent histologically normal lung tissue from the same patient. Our study includes 143 treatment naive stage I cases with long-term patient follow-up and is, to our knowledge, the largest such study with the longest follow-up. We performed a comprehensive histologic characterization of all tumors, mapped the mutational landscape and probed the transcriptome of both tumor and adjacent normal tissue. We evaluated the predictive power of each data modality and showed that the transcriptome of tumor-adjacent histologically normal lung tissue is the only reliable predictor of clinical outcome. Unbiased discovery of co-expressed gene modules revealed that inflammatory pathways are upregulated in the tumor-adjacent tissue of patients at high risk for disease progression. Furthermore, single-cell transcriptome analysis in the tumor-adjacent lung demonstrated that progression-associated inflammatory signatures were broadly expressed by both immune and non-immune cells including mesothelial cells, alveolar type 2 cells and fibroblasts, CD1 dendritic cells and MAST cells. Collectively, our studies suggest that molecular profiling of tumor-adjacent tissue can identify patients that are at high risk for disease progression.