Abstract Purpose: The epidermal growth factor receptor (EGFR) and its downstream factors KRAS and BRAF are mutated with different frequencies in non–small cell lung cancer and mutations predict clinical response to EGFR inhibitors. The present study compared the mutational status of EGFR, KRAS, and BRAF in primary tumors with the one in corresponding lymph node metastases. Experimental Design: Direct bidirectional sequencing of EGFR gene exons 18 to 21, KRAS gene codons 12/13 and 61 to 68, and BRAF exon 15 was done on 96 paired samples of primary lung adenocarcinomas and corresponding locoregional lymph node metastases. In addition, comparative genomic hybridization analyses in two pairs of corresponding primary and metastatic tumor samples with discordant EGFR mutation status were done. Results: Mutations in EGFR, KRAS, and BRAF were observed in 7 (7%), 36 (38%), and 2 (2%) patients, respectively. Interestingly, KRAS mutations were observed in two patients with an EGFR mutation. Mutations in primary tumors and lymph node metastases were identical in 1 of 7 (14%) patients in case of EGFR and 11 of 36 (31%) patients in case of KRAS. One patient harbored different KRAS mutations in primary and corresponding metastatic tumors. Comparative genomic hybridization analysis revealed similar patterns of chromosomal changes, strongly supporting a common clonal origin of primary tumors and metastases. Conclusions: The possibility of differences in the mutational status of EGFR, KRAS, BRAF between primary tumors and corresponding lymph node metastases should be considered whenever these mutations are used for the selection of patients for EGFR-directed tyrosine kinase inhibitor therapy.

Abstract The oncogenic transcription factors STAT3, STAT5A and STAT5B are essential to steer hematopoiesis and immunity, but their enhanced expression and activation drives the development or progression of blood cancers. Current therapeutic strategies focus on blocking upstream tyrosine kinases, but frequently occurring resistance often leads to disease relapse, emphasizing the need for more targeted therapies. Here we evaluate JPX-0700 and JPX-0750, which are STAT3/5-specific covalent cysteine binders that lead to growth arrest of acute myeloid leukemia (AML) and natural killer/T cell lymphoma (NKCL) cell lines in vitro and in vivo , as well as reduce cell viability of primary AML blasts ex vivo . Our non-PROTAC small molecular weight degraders selectively reduce STAT3/5 activation and total protein levels, as well as downstream target oncogene expression, exhibiting nanomolar to low micromolar efficacy. We found that both AML and NKCL cells hijack STAT3/5 signaling through either upstream activating mutations in tyrosine kinases, activating gain-of-function mutations in STAT3, mutational loss of negative STAT regulators, or genetic gains in anti-apoptotic, pro-proliferative or epigenetic-modifying STAT3/5 targets. Moreover, we have shown synergistic inhibitory action of JPX-0700 and JPX-0750 upon combinatorial use with approved chemotherapeutics (doxorubicin, daunorubicin, cytarabine), epigenetic enzyme blocker vorinostat, tyrosine kinase inhibitor cabozantinib or BCL-2 inhibitor venetoclax. Importantly, JPX-0700 or JPX-0750 treatment reduced leukemic cell growth in human AML/NKCL xenograft mouse models without adverse side effects. These potent small molecule degraders of STAT3/5 could propel further clinical development for use in AML and NKCL patients.

Abstract BACKGROUND Ependymomas (EPN) constitute 10% of pediatric brain tumors. WHO classification identified 10 molecular subtypes, with ZFTA fusion-driven supratentorial tumors (ST-ZFTA) and posterior fossa group A (PFA) being amongst the most aggressive ones. Current therapeutic success relies on local treatments, emphasizing the urgent need for novel targets. Epigenetic dysregulation is a major contributor to EPN aggressiveness. Bromodomain and extra-terminal domain (BET) proteins are transcriptional mediators involved in proto-oncogene transcription, thereby representing promising targets in cancer therapy. As the BET protein BRD4 co-regulates ZFTA-RELA fusion-mediated aberrant transcription, BET inhibitors emerge as novel targeted therapy approach in ST-ZFTA. METHODS Initial assessments encompassed primary, patient-derived (n=9) cell models representing ST-ZFTA and PFA EPN. RNA sequencing of two ZFTA-RELA models was performed, using DGE and GSEA analyses to discern altered pathways following BET-inhibition. On functional level, we investigated sensitivity towards BET-inhibition using cell viability, clone- and sphere formation assays, as well as Western blot and qPCR after treatment. Additionally, anti-tumor effects in genetically engineered cerebral organoids were assessed. RESULTS First investigations showed elevated BRD2 and BRD4 levels in ST-ZFTA compared to PFA models. Accordingly, treatment with BET inhibitors resulted in reduced survival and cell cycle arrest, evidenced by cell viability and clone formation assays, along with increased p21 and cleaved PARP levels in Western blot analyses. RNA sequencing revealed altered pathways associated with cell-cycle regulation and senescence following BET inhibition, supported by downregulation of the telomerase subunit TERT and genes of the senescence-associated secretory phenotype. Additionally, BET inhibitors exhibited synergistic effects with EZH2- and PARP inhibitors primarily in ZFTA-RELA cell lines, as well as decreased tumor volumes in ZFTA-RELA-driven cerebral organoids. CONCLUSIONS Summarizing, we show drastic effects of BET-inhibition in ZFTA-RELA EPN. Subsequently, the influence of Bromodomain inhibition on stemness and senescence, particularly combined with radio- and chemotherapy will be investigated.

Nintedanib (NIN), a multi-tyrosine kinase inhibitor clinically approved for idiopathic pulmonary fibrosis and lung cancer, is characterized by protonation-dependent lysosomotropic behavior and appearance of lysosome-specific fluorescence emission properties. Here we investigate whether spontaneous formation of a so far unknown NIN matter within the acidic cell compartment is underlying these unexpected emissive properties and investigate the consequences on lysosome functionality. Lysosomes of cells treated with NIN, but not non-protonatable NIN derivatives, exhibited lysosome-associated birefringence signals co-localizing with the NIN-derived fluorescence emission. Sensitivity of both parameters towards vATPase inhibitors confirmed pH-dependent, spontaneous adoption of novel crystalline NIN structures in lysosomes. Accordingly, NIN crystallization from buffer solutions resulted in formation of multiple crystal polymorphs with pH-dependent fluorescence properties. Cell-free crystals grown at lysosomal-like pH conditions resembled NIN-treated cell lysosomes concerning fluorescence pattern, photobleaching dynamics, and Raman spectra. However, differences in birefringence intensity and FAIM-determined anisotropy, as well as predominant association with (intra)lysosomal membrane structures, suggested formation of a semi-solid NIN crystalline matter in acidic lysosomes. Despite comparable target kinase inhibition, NIN, but not its non-protonatable derivatives, impaired lysosomal functionality, mediated massive cell vacuolization, enhanced autophagy, deregulated lipid metabolism, and induced atypical phospholipidosis. Moreover, NIN exerted distinct phototoxicity, strictly dependent on lysosomal microcrystallization events. The spontaneous formation of NIN crystalline structures was also observable in the gut mucosa of orally NIN-treated mice. Summarizing, the here-described kinase inhibition-independent impact of NIN on lysosomal functionality mediates several of its cell biological activities and might contribute to NIN adverse effects.

Abstract The transcription factors STAT3, STAT5A, and STAT5B steer hematopoiesis and immunity, but their enhanced expression and activation promote acute myeloid leukemia (AML) or natural killer/T cell lymphoma (NKCL). Current therapeutic strategies focus on blocking upstream tyrosine kinases to inhibit STAT3/5, but these kinase blockers are not selective against STAT3/5 activation and frequent resistance causes relapse, emphasizing the need for targeted drugs. We evaluated the efficacy of JPX‐0700 and JPX‐0750 as dual STAT3/5 binding inhibitors promoting protein degradation. JPX‐0700/−0750 decreased the mRNA and protein levels of STAT3/5 targets involved in cancer survival, metabolism, and cell cycle progression, exhibiting nanomolar to low micromolar efficacy. They induced cell death and growth arrest in both AML/NKCL cell lines and primary AML patient blasts. We found that both AML/NKCL cells hijack STAT3/5 signaling through either upstream activating mutations in kinases, activating mutations in STAT3, mutational loss of negative STAT regulators, or genetic gains in anti‐apoptotic, pro‐proliferative, or epigenetic‐modifying STAT3/5 targets. This emphasizes a vicious cycle for proliferation and survival through STAT3/5. Both JPX‐0700/−0750 treatment reduced leukemic cell growth in human AML or NKCL xenograft mouse models significantly, being well tolerated by mice. Synergistic cell death was induced upon combinatorial use with approved chemotherapeutics in AML/NKCL cells.