Joseph Testa, Michele Carbone and colleagues report that germline mutations in BAP1 predispose to malignant mesothelioma and uveal melanoma. They further hypothesize that mesothelioma predominates in BAP1 mutation carriers following exposure to asbestos. Because only a small fraction of asbestos-exposed individuals develop malignant mesothelioma1, and because mesothelioma clustering is observed in some families, we searched for genetic predisposing factors. We discovered germline mutations in the gene encoding BRCA1 associated protein-1 (BAP1) in two families with a high incidence of mesothelioma, and we observed somatic alterations affecting BAP1 in familial mesotheliomas, indicating biallelic inactivation. In addition to mesothelioma, some BAP1 mutation carriers developed uveal melanoma. We also found germline BAP1 mutations in 2 of 26 sporadic mesotheliomas; both individuals with mutant BAP1 were previously diagnosed with uveal melanoma. We also observed somatic truncating BAP1 mutations and aberrant BAP1 expression in sporadic mesotheliomas without germline mutations. These results identify a BAP1-related cancer syndrome that is characterized by mesothelioma and uveal melanoma. We hypothesize that other cancers may also be involved and that mesothelioma predominates upon asbestos exposure. These findings will help to identify individuals at high risk of mesothelioma who could be targeted for early intervention.

The v- akt oncogene codes for a 105-kilodalton fusion phosphoprotein containing Gag sequences at its amino terminus. Sequence analysis of v- akt and biochemical characterization of its product revealed that it codes for a protein kinase C-related serine-threonine kinase whose cellular homolog is expressed in most tissues, with the highest amount found in thymus. Although Akt is a serine-threonine kinase, part of its regulatory region is similar to the Src homology-2 domain, a structural motif characteristic of cytoplasmic tyrosine kinases that functions in protein-protein interactions. This suggests that Akt may form a functional link between tyrosine and serine-threonine phosphorylation pathways.

Abstract The AKT2 gene is one of the human homologues of v‐ akt , the transduced oncogene of the AKT8 virus, which induces lymphomas in mice. In previous studies, AKT2 , which codes for a serine‐threonine protein kinase, was shown to be amplified and overexpressed in some human ovarian carcinoma cell lines and amplified in primary tumors of the ovary. To confirm and extend these findings, we conducted a large‐scale, multicenter study of AKT2 alterations in ovarian and breast cancer. Southern‐blot analysis demonstrated AKT2 amplification in 16 of 132 (12.1%) ovarian carcinomas and in 3 of 106 (2.8%) breast carcinomas. No AKT2 alteration was detected in 24 benign or borderline tumors. Northern‐blot analysis revealed overexpression of AKT2 in 3 of 25 fresh ovarian carcinomas which were negative for AKT2 amplification. The difference in the incidence of AKT2 alterations in ovarian and breast cancer suggests a specific role for this gene in ovarian oncogenesis. No significant association was found between AKT2 amplification and amplification of the proto‐oncogenes MYC and ERBB2 , suggesting that amplification of AKT2 defines an independent subset of breast and ovarian cancers. Ovarian cancer patients with AKT2 alterations appear to have a poor prognosis. Amplification of AKT2 was especially frequent in undifferentiated tumors (4 of 8, p = 0.019), suggesting that AKT2 alterations may be associated with tumor aggressiveness. © 1995 Wiley‐Liss, Inc.

We previously demonstrated that the putative oncogene AKT2 is amplified and overexpressed in some human ovarian carcinomas. We have now identified amplification of AKT2 in approximately 10% of pancreatic carcinomas (2 of 18 cell lines and 1 of 10 primary tumor specimens). The two cell lines with altered AKT2 (PANC1 and ASPC1) exhibited 30-fold and 50-fold amplification of AKT2, respectively, and highly elevated levels of AKT2 RNA and protein. PANC1 cells were transfected with antisense AKT2, and several clones were established after G418 selection. The expression of AKT2 protein in these clones was greatly decreased by the antisense RNA. Furthermore, tumorigenicity in nude mice was markedly reduced in PANC1 cells expressing antisense AKT2 RNA. To examine further whether overexpression of AKT2 plays a significant role in pancreatic tumorigenesis, PANC1 cells and ASPC1 cells, as well as pancreatic carcinoma cells that do not overexpress AKT2 (COLO 357), were transfected with antisense AKT2, and their growth and invasiveness were characterized by a rat tracheal xenotransplant assay. ASPC1 and PANC1 cells expressing antisense AKT2 RNA remained confined to the tracheal lumen, whereas the respective parental cells invaded the tracheal wall. In contrast, no difference was seen in the growth pattern between parental and antisense-treated COLO 357 cells. These data suggest that overexpression of AKT2 contributes to the malignant phenotype of a subset of human ductal pancreatic cancers.

We isolated cDNA clones containing the entire coding region of the putative oncogene AKT2. Sequence analysis and in vitro translation demonstrated that AKT2 encodes a 56-kDa protein with homology to serine/threonine kinases; moreover, this protein contains a Src homology 2-like domain. AKT2 was shown to be amplified and overexpressed in 2 of 8 ovarian carcinoma cell lines and 2 of 15 primary ovarian tumors. AKT2 was mapped to chromosome region 19q13.1-q13.2 by fluorescence in situ hybridization. In the two ovarian carcinoma cell lines exhibiting amplification of AKT2, the amplified sequences were localized within homogeneously staining regions. We conclude that AKT2 belongs to a distinct subfamily of protein-serine/threonine kinases containing Src homology 2-like domains and that alterations of AKT2 may contribute to the pathogenesis of ovarian carcinomas.

We genetically dissect the contribution of the most prominent downstream translational components of mTOR signaling toward Akt-driven lymphomagenesis. While phosphorylation of rpS6 is dispensable for cancer formation, 4EBP-eIF4E exerts significant control over cap-dependent translation, cell growth, cancer initiation, and progression. This effect is mediated at least in part through 4EBP-dependent control of Mcl-1 expression, a key antiapoptotic protein. By using an active site inhibitor of mTOR, PP242, we show a marked therapeutic response in rapamycin-resistant tumors. The therapeutic benefit of PP242 is mediated through inhibition of mTORC1-dependent 4EBP-eIF4E hyperactivation. Thus, the 4EBP-eIF4E axis downstream of mTOR is a druggable mediator of translational control and Akt-mediated tumorigenesis that has important implications for the treatment of human cancers.

Activation of the PI3K/AKT pathway may contribute to tumorigenesis. AKT mediates survival signals that protect cells from apoptosis and, thus, is a potentially important therapeutic target. To determine the frequency of AKT activation in human ovarian cancer, we screened a tumor tissue microarray with a phospho-specific pan-AKT (Ser473) antibody, which revealed elevated staining in 21 of 31 (68%) ovarian carcinomas. Phospho-AKT staining was associated with that of phospho (active)-mTOR in 27 of 31 (87%) ovarian tumors, with 17 (55%) tumors showing elevated phospho-mTOR positivity. We tested the effects of AKT/mTOR activation on the therapeutic sensitivity of ovarian cancer cells. Pretreatment of SKOV3 cells, which exhibit constitutive AKT activity under low serum conditions, with the PI3K inhibitor LY294002 augmented cisplatin-induced apoptosis. In contrast, ovarian cancer cell lines OVCAR4 and OVCAR5, which have low basal levels of AKT activity, did not show increased cisplatin-induced apoptosis when pretreated with LY294002. In addition, inhibition of mTOR activity with rapamycin resulted in G1 arrest in SKOV3 cells, but not in OVCAR4 or OVCAR5 cells. Collectively, these findings indicate that active AKT and downstream mTOR represent potentially important therapeutic and/or chemopreventive targets in ovarian cancer.

The goal of targeted therapy is to match a selective drug with a genetic lesion that predicts for drug sensitivity. In a diverse panel of cancer cell lines, we found that the cells most sensitive to focal adhesion kinase (FAK) inhibition lack expression of the neurofibromatosis type 2 (NF2) tumor suppressor gene product, Merlin. Merlin expression is often lost in malignant pleural mesothelioma (MPM), an asbestos-induced aggressive cancer with limited treatment options. Our data demonstrate that low Merlin expression predicts for increased sensitivity of MPM cells to a FAK inhibitor, VS-4718, in vitro and in tumor xenograft models. Disruption of MPM cell-cell or cell-extracellular matrix (ECM) contacts with blocking antibodies suggests that weak cell-cell adhesions in Merlin-negative MPM cells underlie their greater dependence on cell-ECM-induced FAK signaling. This provides one explanation of why Merlin-negative cells are vulnerable to FAK inhibitor treatment. Furthermore, we validated aldehyde dehydrogenase as a marker of cancer stem cells (CSCs) in MPM, a cell population thought to mediate tumor relapse after chemotherapy. Whereas pemetrexed and cisplatin, standard-of-care agents for MPM, enrich for CSCs, FAK inhibitor treatment preferentially eliminates these cells. These preclinical results provide the rationale for a clinical trial in MPM patients using a FAK inhibitor as a single agent after first-line chemotherapy. With this design, the FAK inhibitor could potentially induce a more durable clinical response through reduction of CSCs along with a strong antitumor effect. Furthermore, our data suggest that patients with Merlin-negative tumors may especially benefit from FAK inhibitor treatment.

Proteolysis-targeting chimeras (PROTACs) are a promising new class of drugs that selectively degrade cellular proteins of interest. PROTACs that target oncogene products are avidly being explored for cancer therapies, and several are currently in clinical trials. Drug resistance is a substantial challenge in clinical oncology, and resistance to PROTACs has been reported in several cancer cell models. Here, using proteomic analysis, we found intrinsic and acquired resistance mechanisms to PROTACs in cancer cell lines mediated by greater abundance or production of the drug efflux pump MDR1. PROTAC-resistant cells were resensitized to PROTACs by genetic ablation of ABCB1 (which encodes MDR1) or by coadministration of MDR1 inhibitors. In MDR1-overexpressing colorectal cancer cells, degraders targeting either the kinases MEK1/2 or the oncogenic mutant GTPase KRAS G12C synergized with the dual epidermal growth factor receptor (EGFR/ErbB)/MDR1 inhibitor lapatinib. Moreover, compared with single-agent therapies, combining MEK1/2 degraders with lapatinib improved growth inhibition of MDR1-overexpressing KRAS-mutant colorectal cancer xenografts in mice. Together, our findings suggest that concurrent blockade of MDR1 will likely be required with PROTACs to achieve durable protein degradation and therapeutic response in cancer.