Pediatric osteosarcoma is characterized by multiple somatic chromosomal lesions, including structural variations (SVs) and copy number alterations (CNAs). To define the landscape of somatic mutations in pediatric osteosarcoma, we performed whole-genome sequencing of DNA from 20 osteosarcoma tumor samples and matched normal tissue in a discovery cohort, as well as 14 samples in a validation cohort. Single-nucleotide variations (SNVs) exhibited a pattern of localized hypermutation called kataegis in 50% of the tumors. We identified p53 pathway lesions in all tumors in the discovery cohort, nine of which were translocations in the first intron of the TP53 gene. Beyond TP53, the RB1, ATRX, and DLG2 genes showed recurrent somatic alterations in 29%-53% of the tumors. These data highlight the power of whole-genome sequencing for identifying recurrent somatic alterations in cancer genomes that may be missed using other methods.

Retinoblastoma is an aggressive childhood cancer of the developing retina that is initiated by the biallelic loss of RB1. Tumours progress very quickly following RB1 inactivation but the underlying mechanism is not known. Here we show that the retinoblastoma genome is stable, but that multiple cancer pathways can be epigenetically deregulated. To identify the mutations that cooperate with RB1 loss, we performed whole-genome sequencing of retinoblastomas. The overall mutational rate was very low; RB1 was the only known cancer gene mutated. We then evaluated the role of RB1 in genome stability and considered non-genetic mechanisms of cancer pathway deregulation. For example, the proto-oncogene SYK is upregulated in retinoblastoma and is required for tumour cell survival. Targeting SYK with a small-molecule inhibitor induced retinoblastoma tumour cell death in vitro and in vivo. Thus, retinoblastomas may develop quickly as a result of the epigenetic deregulation of key cancer pathways as a direct or indirect result of RB1 loss.

Ewing sarcoma is a primary bone tumor initiated by EWSR1-ETS gene fusions. To identify secondary genetic lesions that contribute to tumor progression, we performed whole-genome sequencing of 112 Ewing sarcoma samples and matched germline DNA. Overall, Ewing sarcoma tumors had relatively few single-nucleotide variants, indels, structural variants, and copy-number alterations. Apart from whole chromosome arm copy-number changes, the most common somatic mutations were detected in STAG2 (17%), CDKN2A (12%), TP53 (7%), EZH2, BCOR, and ZMYM3 (2.7% each). Strikingly, STAG2 mutations and CDKN2A deletions were mutually exclusive, as confirmed in Ewing sarcoma cell lines. In an expanded cohort of 299 patients with clinical data, we discovered that STAG2 and TP53 mutations are often concurrent and are associated with poor outcome. Finally, we detected subclonal STAG2 mutations in diagnostic tumors and expansion of STAG2-immunonegative cells in relapsed tumors as compared with matched diagnostic samples.Whole-genome sequencing reveals that the somatic mutation rate in Ewing sarcoma is low. Tumors that harbor STAG2 and TP53 mutations have a particularly dismal prognosis with current treatments and require alternative therapies. Novel drugs that target epigenetic regulators may constitute viable therapeutic strategies in a subset of patients with mutations in chromatin modifiers.

Summary By mirroring their function as tissue repair organizers in normal tissues, immune cells regulate tumor growth. To understand the different facets of immune-tumor collaboration through genetics, spatial transcriptomics, and immunological manipulation with non-invasive, longitudinal imaging, we generated a penetrant double oncogene-driven autochthonous model of neuroblastoma. Using spatial transcriptomic analysis, we co-localized CD4 + and myeloid populations within the tumor parenchyma, while CD8 + T cells and B cells were peripherally dispersed. Depletion of CD4 + T cells or CCR2 + macrophages, but not B cells, CD8 + , or NK cells, prevented tumor formation. Tumor CD4 + T cells displayed unconventional phenotypes, were clonotypically diverse, and antigen-independent. Within the myeloid fraction, tumor growth required myeloid cells expressing Arginase-1. Overall, our results suggest that arginine-metabolizing myeloid cells conspire with pathogenic CD4 + T cells to create permissive conditions for tumor formation, and therefore suggest that these pro-tumorigenic pathways can be disabled by targeting myeloid amino acid metabolism.

Abstract Pediatric sarcomas represent a heterogeneous group of malignancies that exhibit variable response to DNA damaging chemotherapy. Schlafen family member 11 protein (SLFN11) increases sensitivity to replicative stress, and SLFN11 gene silencing has been implicated as a common mechanism of drug resistance in tumors in adults. We found SLFN11 to be widely expressed in our cohort of pediatric sarcomas. In sarcoma cell lines, protein expression strongly correlated with response to the PARP inhibitor talazoparib (TAL) and the topoisomerase I inhibitor irinotecan (IRN), with SLFN11 knockout resulting in significant loss of sensitivity in vitro and in vivo. However, SLFN11 expression was not associated with favorable outcomes in a retrospective analysis of our patient cohort; instead, the protein was retained and promoted tumor growth and evasion. Furthermore, we show that pediatric sarcomas develop resistance to TAL and IRN through impaired intrinsic apoptosis, and that resistance can be reversed by selective inhibition of BCL-XL. Statement of Significance The role of SLFN11 in pediatric sarcomas has not been thoroughly explored. In contrast to its activity in adult tumors, SLFN11 did not predict favorable outcomes in pediatric patients, was not silenced, and promoted tumor growth. Resistance to replicative stress in SLFN11-expressing sarcomas was reversed by selective inhibition of BCL-XL.

e23531 Background: Dermatofibrosarcoma protuberans (DFSP) is a locally aggressive skin and subcutaneous fibroblastic neoplasm, characterized by COL1A1:: PDGFB fusions and, less frequently, PDGFD fusions. Approximately 10-15% of DFSP cases progress to distant metastases, yet the genetic mechanisms behind this transformation to fibrosarcomatous DFSP (FS-DFSP) or metastatic development remain unclear. Reports of DFSP in deeper tissues suggest a broader occurrence than previously recognized. We hypothesize that conventional histopathology may not adequately identify certain DFSP variants, especially those in deep tissues, potentially missing critical opportunities for targeted therapy with FDA-approved tyrosine kinase inhibitors. Methods: We searched Caris’s database to identify solid tumors with PDGFB or PDGFD fusions, markers of DFSP or FS-DFSP. We reviewed histologic features and clinical information, along with exome sequencing and copy number amplifications. Significance was tested using Mann Whitney U and Fisher’s exact tests as appropriate. Results: We identified 59 cases with PDGFB or PDGFD fusions: 55 COL1A1:: PDGFB, 3 EMILIN2:: PDGFD, and 1 COL1A2:: PDGFB cases. Of these, 51 were primary specimens and 8 metastatic. The patients included 31 males and 28 females, with a median age of 49 years (range: 14-93). Primary tumors occurred mainly in the skin/subcutis or deep soft tissues (35 trunk, 9 head and neck, 7 lower extremity, 2 upper extremity), but 6 were found in visceral organs (4 uterus, 1 cervix, 1 lung). Histologically, 20 cases were conventional DFSP and 32 were FS-DFSP. Notably, 21 tumors (36%) had been initially misclassified; most of which had metastatic presentation, unusual histology, or atypical location. Tumor sequencing revealed a higher incidence of genetic changes in addition to the PDGFB/ PDGFD fusions: concurrent mutations were detected in 66% of FS-DFSP cases versus 25% of DFSP cases (p = 0.009). Moreover, tumor mutational burden was significantly higher in FS-DFSP than DFSP (p = 0.006). The most prevalent mutations were in the TERT promoter and NF1, found exclusively in FS-DFSP cases. Conclusions: Conventional histology commonly fails to recognize FS-DFSP, leading to missed opportunities for targeted therapy. This highlights the essential role of next-generation sequencing in achieving greater diagnostic accuracy for DFSP and its fibrosarcomatous variant. While no single gene mutation consistently differentiates DFSP from FS-DFSP, the occurrence of additional genetic alterations is notably more common in FS-DFSP cases.

Aggressive cancers often have activating mutations in growth controlling oncogenes and inactivating mutations in tumor-suppressor genes. In neuroblastoma, amplification of the MYCN oncogene and inactivation of the ATRX tumor-suppressor gene correlate with high-risk disease and poor prognosis. Here we show that ATRX mutations and MYCN amplification are mutually exclusive across all ages and stages in neuroblastoma. Using human cell lines and mouse models, we found that elevated MYCN expression and ATRX mutations are incompatible. Elevated MYCN levels promote metabolic reprogramming, mitochondrial dysfunction, reactive-oxygen species generation, and DNA replicative stress. The combination of replicative stress caused by defects in the ATRX histone chaperone complex and that induced by MYCN mediated metabolic reprogramming leads to synthetic lethality. Therefore, ATRX and MYCN represent an unusual example, where inactivation of a tumor-suppressor gene and activation of an oncogene are incompatible. This synthetic lethality may eventually be exploited to improve outcomes for patients with high risk neuroblastoma.