Purpose BRAF V600E is a potentially highly targetable mutation detected in a subset of pediatric low-grade gliomas (PLGGs). Its biologic and clinical effect within this diverse group of tumors remains unknown. Patients and Methods A combined clinical and genetic institutional study of patients with PLGGs with long-term follow-up was performed (N = 510). Clinical and treatment data of patients with BRAF V600E mutated PLGG (n = 99) were compared with a large international independent cohort of patients with BRAF V600E mutated-PLGG (n = 180). Results BRAF V600E mutation was detected in 69 of 405 patients (17%) with PLGG across a broad spectrum of histologies and sites, including midline locations, which are not often routinely biopsied in clinical practice. Patients with BRAF V600E PLGG exhibited poor outcomes after chemotherapy and radiation therapies that resulted in a 10-year progression-free survival of 27% (95% CI, 12.1% to 41.9%) and 60.2% (95% CI, 53.3% to 67.1%) for BRAF V600E and wild-type PLGG, respectively ( P < .001). Additional multivariable clinical and molecular stratification revealed that the extent of resection and CDKN2A deletion contributed independently to poor outcome in BRAF V600E PLGG. A similar independent role for CDKN2A and resection on outcome were observed in the independent cohort. Quantitative imaging analysis revealed progressive disease and a lack of response to conventional chemotherapy in most patients with BRAF V600E PLGG. Conclusion BRAF V600E PLGG constitutes a distinct entity with poor prognosis when treated with current adjuvant therapy.

Combined inhibition of PI3K, mTOR, and autophagy promotes glioma cell death.

Activation of the mitogen-activated protein kinase pathway is important for growth of pediatric low-grade gliomas (LGGs). The aim of this study was to determine the recommended phase II dose (RP2D) and the dose-limiting toxicities (DLTs) of the MEK inhibitor selumetinib in children with progressive LGG. Selumetinib was administered orally starting at 33 mg/m2/dose b.i.d., using the modified continual reassessment method. Pharmacokinetic analysis was performed during the first course. BRAF aberrations in tumor tissue were determined by real-time polymerase chain reaction and fluorescence in situ hybridization. Thirty-eight eligible subjects were enrolled. Dose levels 1 and 2 (33 and 43 mg/m2/dose b.i.d.) were excessively toxic. DLTs included grade 3 elevated amylase/lipase (n = 1), headache (n = 1), mucositis (n = 2), and grades 2–3 rash (n = 6). At dose level 0 (25 mg/m2/dose b.i.d, the RP2D), only 3 of 24 subjects experienced DLTs (elevated amylase/lipase, rash, and mucositis). At the R2PD, the median (range) area under the curve (AUC0-∞) and apparent oral clearance of selumetinib were 3855 ng*h/mL (1780 to 7250 ng × h/mL) and 6.5 L × h−1 × m−2 (3.4 to 14.0 L × h−1 × m−2), respectively. Thirteen of 19 tumors had BRAF abnormalities. Among the 5 (20%) of 25 subjects with sustained partial responses, all at the RP2D, 4 had BRAF aberrations, 1 had insufficient tissue. Subjects received a median of 13 cycles (range: 1–26). Fourteen (37%) completed all protocol treatment (26 cycles [n = 13], 13 cycles [n = 1]) with at least stable disease; 2-year progression-free survival at the RP2D was 69 ± SE 9.8%. Selumetinib has promising antitumor activity in children with LGG. Rash and mucositis were the most common DLTs.

Molecular profiling is revolutionizing cancer diagnostics and leading to personalized therapeutic approaches. Herein we describe our clinical experience performing targeted sequencing for 31 pediatric neuro-oncology patients.We sequenced 510 cancer-associated genes from tumor and peripheral blood to identify germline and somatic mutations, structural variants, and copy number changes.Genomic profiling was performed on 31 patients with tumors including 11 high-grade gliomas, 8 medulloblastomas, 6 low-grade gliomas, 1 embryonal tumor with multilayered rosettes, 1 pineoblastoma, 1 uveal ganglioneuroma, 1 choroid plexus carcinoma, 1 chordoma, and 1 high-grade neuroepithelial tumor. In 25 cases (81%), results impacted patient management by: (i) clarifying diagnosis, (ii) identifying pathogenic germline mutations, or (iii) detecting potentially targetable alterations. The pathologic diagnosis was amended after genomic profiling for 6 patients (19%), including a high-grade glioma to pilocytic astrocytoma, medulloblastoma to pineoblastoma, ependymoma to high-grade glioma, and medulloblastoma to CNS high-grade neuroepithelial tumor with BCOR alteration. Multiple patients had pathogenic germline mutations, many of which were previously unsuspected. Potentially targetable alterations were identified in 19 patients (61%). Additionally, novel likely pathogenic alterations were identified in 3 cases: an in-frame RAF1 fusion in a BRAF wild-type pleomorphic xanthoastrocytoma, an inactivating ASXL1 mutation in a histone H3 wild-type diffuse pontine glioma, and an in-frame deletion within exon 2 of MAP2K1 in a low-grade astrocytic neoplasm.Our experience demonstrates the significant impact of molecular profiling on diagnosis and treatment of pediatric brain tumors and confirms its feasibility for use at the time of diagnosis or recurrence.

Mutation of both the intracellular catalytic domain and the extracellular domain of the receptor for epidermal growth factor (EGFR) can drive oncogenicity. Despite clinical success with targeting EGFR catalytic site mutations, no drugs have proven effective in patients expressing allosteric extracellular domain EGFR mutations, including glioblastomas (GBM) where these mutations are highly expressed. We define the molecular mechanism for oncogenic activation of families of extracellular EGFR mutations and reveal how this mechanism renders current generation small molecule ATP-site inhibitors ineffective. We demonstrate that a group of commonly expressed extracellular domain EGFR mutants expressed in GBM is activated by disulfide-bond mediated covalent dimerization, collectively referred to as locked dimerization (LoDi) EGFR oncogenes. Strikingly, small molecules binding to the active kinase conformation (Type I), but not those binding to the inactive kinase conformation (Type II), potently inhibit catalytic site mutants, but induce covalent dimerization and activate LoDi-EGFR oncogenes, manifesting in paradoxical acceleration of proliferation.