Cyclin-dependent kinases 4 and 6 (CDK4/6) are fundamental drivers of the cell cycle and are required for the initiation and progression of various malignancies. Pharmacological inhibitors of CDK4/6 have shown significant activity against several solid tumours. Their primary mechanism of action is thought to be the inhibition of phosphorylation of the retinoblastoma tumour suppressor, inducing G1 cell cycle arrest in tumour cells. Here we use mouse models of breast carcinoma and other solid tumours to show that selective CDK4/6 inhibitors not only induce tumour cell cycle arrest, but also promote anti-tumour immunity. We confirm this phenomenon through transcriptomic analysis of serial biopsies from a clinical trial of CDK4/6 inhibitor treatment for breast cancer. The enhanced anti-tumour immune response has two underpinnings. First, CDK4/6 inhibitors activate tumour cell expression of endogenous retroviral elements, thus increasing intracellular levels of double-stranded RNA. This in turn stimulates production of type III interferons and hence enhances tumour antigen presentation. Second, CDK4/6 inhibitors markedly suppress the proliferation of regulatory T cells. Mechanistically, the effects of CDK4/6 inhibitors both on tumour cells and on regulatory T cells are associated with reduced activity of the E2F target, DNA methyltransferase 1. Ultimately, these events promote cytotoxic T-cell-mediated clearance of tumour cells, which is further enhanced by the addition of immune checkpoint blockade. Our findings indicate that CDK4/6 inhibitors increase tumour immunogenicity and provide a rationale for new combination regimens comprising CDK4/6 inhibitors and immunotherapies as anti-cancer treatment.

Summary

Background

 Although several randomised trials in patients with triple-negative breast cancer have shown that the addition of carboplatin, with or without poly(ADP-ribose) polymerase (PARP) inhibitors, to neoadjuvant chemotherapy increases the likelihood of achieving a pathological complete response, the use of these therapies in this setting has remained controversial. The BrighTNess trial was designed to assess the addition of the PARP inhibitor veliparib plus carboplatin or carboplatin alone to standard neoadjuvant chemotherapy in triple-negative breast cancer. 

Methods

 We did a phase 3, randomised, double-blind, placebo-controlled trial (BrighTNess) across 145 sites in 15 countries. Patients aged 18 years and older with previously untreated histologically or cytologically confirmed clinical stage II–III triple-negative breast cancer, who were candidates for potentially curative surgery and had an Eastern Cooperative Oncology Group performance status of 0 or 1, were randomly assigned (2:1:1) by an interactive response technology system via permuted blocks (block size of four) within strata to receive one of three segment 1 regimens: paclitaxel (80 mg/m² intravenously weekly for 12 doses) plus carboplatin (area under the curve 6 mg/mL per min, intravenously every 3 weeks, for four cycles) plus veliparib (50 mg orally, twice a day); paclitaxel plus carboplatin plus veliparib placebo (twice a day); or paclitaxel plus carboplatin placebo (every 3 weeks for four cycles) plus veliparib placebo. Following segment 1, all patients were assigned to segment 2 in which they received doxorubicin and cyclophosphamide every 2–3 weeks for four cycles. Randomisation for segment 1 was stratified by germline BRCA mutation status, nodal stage, and planned schedule of doxorubicin and cyclophosphamide administration. The primary endpoint was pathological complete response in breast and lymph nodes as determined by site pathologists following completion of neoadjuvant therapy. Efficacy analyses were done by intention to treat and safety analyses included all patients who received at least one dose of study treatment. These are the first results of an ongoing clinical trial; the data cutoff for the analyses presented was Dec 8, 2016. This study is registered with ClinicalTrials.gov, number NCT02032277. 

Findings

 Between April 4, 2014, and March 18, 2016, 634 patients were randomly assigned: 316 to paclitaxel plus carboplatin plus veliparib, 160 to paclitaxel plus carboplatin, and 158 to paclitaxel alone. The proportion of patients who achieved a pathological complete response was higher in the paclitaxel, carboplatin, and veliparib group than in patients receiving paclitaxel alone (168 [53%] of 316 patients vs 49 [31%] of 158, p<0·0001), but not compared with patients receiving paclitaxel plus carboplatin (92 [58%] of 160 patients, p=0·36). Grade 3 or 4 toxicities, and serious adverse events were more common in patients receiving carboplatin, whereas veliparib did not substantially increase toxicity. The most common grade 3 or 4 events overall were neutropenia (352 [56%] of 628 patients), anaemia (180 [29%]), and thrombocytopenia (75 [12%]) through complete treatment, and febrile neutropenia (88 [15%] of 601 patients) during segment 2. The most common serious adverse events were febrile neutropenia (80 [13%] of 628 patients) and anaemia (20 [3%]). 

Interpretation

 Although the addition of veliparib and carboplatin to paclitaxel followed by doxorubicin and cyclophosphamide improved the proportion of patients with triple-negative breast cancer who achieved a pathological complete response, the addition of veliparib to carboplatin and paclitaxel did not. Increased toxicities with the addition of carboplatin (with or without veliparib) to paclitaxel were manageable and did not substantially affect treatment delivery of paclitaxel followed by doxorubicin and cyclophosphamide. Given the consistent results with previous studies, the addition of carboplatin appears to have a favourable risk to benefit profile and might be considered as a potential component of neoadjuvant chemotherapy for patients with high-risk, triple-negative breast cancer. 

Funding

 AbbVie.

Alterations of signal transduction pathways leading to uncontrolled cellular proliferation, survival, invasion, and metastases are hallmarks of the carcinogenic process. The phosphatidylinositol 3-kinase (PI3K)/AKT/mammalian target of rapamycin (mTOR) and the Raf/mitogen-activated and extracellular signal-regulated kinase kinase (MEK)/extracellular signal-regulated kinase (ERK) signaling pathways are critical for normal human physiology, and also commonly dysregulated in several human cancers, including breast cancer (BC). In vitro and in vivo data suggest that the PI3K/AKT/mTOR and Raf/MEK/ERK cascades are interconnected with multiple points of convergence, cross-talk, and feedback loops. Raf/MEK/ERK and PI3K/AKT/mTOR pathway mutations may co-exist. Inhibition of one pathway can still result in the maintenance of signaling via the other (reciprocal) pathway. The existence of such “escape” mechanisms implies that dual targeting of these pathways may lead to superior efficacy and better clinical outcome in selected patients. Several clinical trials targeting one or both pathways are already underway in BC patients. The toxicity profile of this novel approach of dual pathway inhibition needs to be closely monitored, given the important physiological role of PI3K/AKT/mTOR and Raf/MEK/ERK signaling. In this article, we present a review of the current relevant pre-clinical and clinical data and discuss the rationale for dual inhibition of these pathways in the treatment of BC patients.

Purpose To retrospectively evaluate the pattern of recurrence and outcome of node-negative breast cancer (BC) according to major subtypes. Patients and Methods In all, 1,951 patients with node-negative, early-stage BC randomly assigned in International Breast Cancer Study Group Trials VIII and IX with centrally reviewed pathology data were included. BC subtypes were defined as triple negative (TN; n = 310), human epidermal growth factor receptor 2 (HER2) positive (n = 369), and hormone receptor positive with high (luminal B–like [LB-like]; n = 763) or low (luminal A–like [LA-like]; n = 509) proliferative activity by Ki-67 labeling index. BC-free interval (BCFI) events were invasive BC recurrence in local, contralateral breast, nodal, bone, or visceral sites. Time to first site–specific recurrence was evaluated by using cumulative incidence and competing risks regression analysis. Results Median follow-up was 12.5 years. The 10-year BCFI was higher for patients with LA-like (86%) BC compared with LB-like (76%), HER2 (73%), and TN (71%; P < .001) BC. TN and HER2 cohorts had higher hazard of BCFI event in the first 4 years after diagnosis (pre-trastuzumab). LB-like cohorts had a continuously higher hazard of BCFI event over time compared with LA-like cohorts. Ten-year overall survival was higher for LA-like (89%) compared with LB-like (83%), HER2 (77%), and TN (75%; P < .001) BC. LB-like subtypes had higher rates of bone as first recurrence site than other subtypes (P = .005). Visceral recurrence as first site was lower for the LA-like subgroup, with similar incidence among the other subgroups when treated with chemotherapy (P = .003). Conclusion BC subtypes have different distant recurrence patterns over time. Defining different patterns of BC recurrence can improve BC care through surveillance guidelines and can guide the design of clinical studies.

Invasive lobular breast cancer (ILBC) is the second most common histologic subtype after invasive ductal breast cancer (IDBC). Despite clinical and pathologic differences, ILBC is still treated as IDBC. We aimed to identify genomic alterations in ILBC with potential clinical implications.From an initial 630 ILBC primary tumors, we interrogated oncogenic substitutions and insertions and deletions of 360 cancer genes and genome-wide copy number aberrations in 413 and 170 ILBC samples, respectively, and correlated those findings with clinicopathologic and outcome features.Besides the high mutation frequency of CDH1 in 65% of tumors, alterations in one of the three key genes of the phosphatidylinositol 3-kinase pathway, PIK3CA, PTEN, and AKT1, were present in more than one-half of the cases. HER2 and HER3 were mutated in 5.1% and 3.6% of the tumors, with most of these mutations having a proven role in activating the human epidermal growth factor receptor/ERBB pathway. Mutations in FOXA1 and ESR1 copy number gains were detected in 9% and 25% of the samples. All these alterations were more frequent in ILBC than in IDBC. The histologic diversity of ILBC was associated with specific alterations, such as enrichment for HER2 mutations in the mixed, nonclassic, and ESR1 gains in the solid subtype. Survival analyses revealed that chromosome 1q and 11p gains showed independent prognostic value in ILBC and that HER2 and AKT1 mutations were associated with increased risk of early relapse.This study demonstrates that we can now begin to individualize the treatment of ILBC, with HER2, HER3, and AKT1 mutations representing high-prevalence therapeutic targets and FOXA1 mutations and ESR1 gains deserving urgent dedicated clinical investigation, especially in the context of endocrine treatment.

Purpose To document the rate and outcome of trastuzumab-associated cardiac dysfunction in patients following 1 or 2 years of adjuvant therapy. Patients and Methods The Herceptin Adjuvant (HERA) trial is a three-arm, randomized trial comparing 2 years or 1 year of trastuzumab with observation in 5,102 patients with human epidermal growth factor receptor 2 (HER2) –positive early-stage breast cancer. Cardiac function was closely monitored. Eligible patients had left ventricular ejection fraction (LVEF) ≥ 55% at study entry following neoadjuvant chemotherapy with or without radiotherapy. This 8-year median follow-up analysis considered patients randomly assigned to 2 years or 1 year of trastuzumab or observation. Results The as-treated safety population for 2 years of trastuzumab (n = 1,673), 1 year of trastuzumab (n = 1,682), and observation (n = 1,744) is reported. Cardiac adverse events leading to discontinuation of trastuzumab occurred in 9.4% of patients in the 2-year arm and 5.2% of patients in the 1-year arm. Cardiac death, severe congestive heart failure (CHF), and confirmed significant LVEF decrease remained low in all three arms. The incidence of severe CHF (0.8%, 0.8%, and 0.0%, respectively) and confirmed significant LVEF decrease (7.2%, 4.1%, and 0.9%, respectively) was significantly higher in the 2-year and 1-year trastuzumab arms compared with the observation arm. Severe CHF was the same for 2-year and 1-year trastuzumab. Of patients with confirmed LVEF decrease receiving 2-year trastuzumab, 87.5% reached acute recovery. Of patients with confirmed LVEF decrease receiving 1-year trastuzumab, 81.2% reached acute recovery. Conclusion Long-term assessment at 8-year median follow-up confirms the low incidence of cardiac events for trastuzumab given sequentially after chemotherapy and radiotherapy, and cardiac events were reversible in the vast majority of patients.

SUMMARY Proliferation is a fundamental trait of cancer cells but is poorly characterized in tumors by classical histologic methods. We use multiplexed tissue imaging to quantify the abundance of multiple cell cycle regulating proteins at single-cell level and develop robust multivariate proliferation metrics. Across cancers, the proliferative architecture is organized at two distinct spatial scales: large domains, and local niches enriched for specific immune lineages. A subset of tumor cells express cell cycle regulators in canonical patterns consistent with unrestrained proliferation, a phenomenon we refer to as “cell cycle coherence”. By contrast, the cell cycles of other tumor cell populations are skewed toward a specific phase or characterized by non-canonical (incoherent) marker combinations. Coherence varies across space, with changes in oncogene activity, and with therapeutic intervention, and is associated with aggressive behavior. Multivariate measures capture clinically significant features of cancer proliferation, a fundamental step in enabling more precise use of anti-cancer therapies.

BackgroundRemote patient monitoring (RPM) of symptoms using electronic patient reported outcomes (ePROs) has been shown to reduce symptom burden and hospitalizations, increase dose intensity and improve quality of life of patients during systemic therapy being recommended by international guidelines in routine oncology practice. However, implementation in routine care has been slow and faces several challenges. In this study we report on the real-world multi-center implementation of a RPM pathway encompassing weekly patient symptom ePRO reporting with electronic alert notifications triggered to providers for severe or worsening symptoms.MethodsAn RPM pathway was implemented in 33 European cancer centers in France and Belgium between November 2021 and August 2023. The implementation process followed a standardized phasic process of Exploration, Preparation, Implementation and Sustainment. Patient-level and system-level implementation metrics were collected and evaluated according to the Reach, Effectiveness, Adoption, Implementation and Maintenance (RE-AIM) framework.FindingsAcross the 33 cancer centers, the RPM pathway was implemented for 3015 patients cared for by 168 providers. The RPM pathway enabled effective and timely symptom management with 94.6% of all alerts (10,132/10,711) evolving to an improvement two weeks later, among which 88.4% (9468/10,711) showed ≥2 grades of improvement on the 5-point scale of the Patient-Reported Outcomes Common Terminology (PRO-CTCAE). The median time to alert management by the care team was 13 h 41 min (25th percentile: 1 h 42 min, 75th percentile: 1 day + 19 h 54 min), with 80% (36,269/45,334) of alerts managed by a nurse navigator telephone call. Patient adherence with weekly ePRO reporting was 82% (2472/3015). In an experience survey, 87% (32/38) of providers were satisfied with integrating the solution into their organization and 90% (276/307) of the patients felt that ePRO reporting positively impacted their care. As of March 2024, the pathway has been maintained in all participating centers, with activation of an additional 18 centers following data lock, and reimbursement for this RPM pathway approved in France in October 2023.InterpretationThese findings demonstrate the feasibility of implementing and maintaining an RPM pathway during routine care across a diverse group of cancer centers in the European setting, with high levels of patient and provider engagement, and positive clinical impact.FundingPart of this work was funded Breast Cancer Research Foundation (Career Development Award to Maria Alice Franzoi) and Resilience (nurse navigation and technology support).

•PI3K pathway activation is a known resistance mechanism to HER2-directed therapy in metastatic HER2+ breast cancer.•The combination of taselisib plus anti-HER2 therapies was active, but was associated with considerable toxicities.•Patients with wild-type PIK3CA in circulating tumor DNA had favorable outcomes, especially with hormone receptor-positive tumors.•The addition of taselisib to T-DM1 led to substantial benefit in patients who progressed on previous T-DM1 treatment.•PIK3CA targeting might re-sensitize HER2+ breast tumors to antibody–drug conjugates. BackgroundIn most patients with advanced human epidermal growth factor receptor-2-positive (HER2+) breast cancer, anti-HER2 therapies fail due to the development of acquired resistance, potentially mediated through phosphoinositide-3-kinase (PI3K) signaling. We investigated adding taselisib, an α-selective potent oral inhibitor of PI3K, to different HER2-directed regimens in order to improve disease control.Patients and methodsPatients (n = 68) with advanced HER2+ breast cancer were enrolled to this open-label, dose-escalation phase Ib study. The primary endpoint was defining the maximal tolerated dose (MTD) for the various taselisib-containing combinations. The secondary endpoint was safety. Exploratory endpoints included circulating tumor DNA analysis. The study included four cohorts: (A) taselisib + trastuzumab emtansine (T-DM1), (C) taselisib + trastuzumab and pertuzumab (TP), (D) taselisib + TP + paclitaxel, and (E) taselisib + TP + fulvestrant.ResultsFollowing dose escalation, the taselisib MTD was defined as 4 mg once daily. Treatment was associated with significant toxicities, as 34 out of 68 patients experienced grade ≥3 adverse events (AEs) attributed to taselisib, the most common all-grade AEs being diarrhea, fatigue, and oral mucositis. At a median follow-up of 43.8 months, median progression-free survival (PFS) for the MTD-treated population in cohorts A, C, and E was 6.3 [95% confidence interval (CI) 3.2-not applicable (NA)] months, 1.7 (95% CI 1.4-NA) months, and 10.6 (95% CI 8.3-NA) months, respectively. The median PFS for patients in cohort A with prior T-DM1 use was 10.4 (95% CI 2.7-NA) months.ConclusionsPIK3CA targeting with taselisib in combination with HER2-targeted therapies was associated with both promising efficacy and substantial toxicities. In most patients with advanced human epidermal growth factor receptor-2-positive (HER2+) breast cancer, anti-HER2 therapies fail due to the development of acquired resistance, potentially mediated through phosphoinositide-3-kinase (PI3K) signaling. We investigated adding taselisib, an α-selective potent oral inhibitor of PI3K, to different HER2-directed regimens in order to improve disease control. Patients (n = 68) with advanced HER2+ breast cancer were enrolled to this open-label, dose-escalation phase Ib study. The primary endpoint was defining the maximal tolerated dose (MTD) for the various taselisib-containing combinations. The secondary endpoint was safety. Exploratory endpoints included circulating tumor DNA analysis. The study included four cohorts: (A) taselisib + trastuzumab emtansine (T-DM1), (C) taselisib + trastuzumab and pertuzumab (TP), (D) taselisib + TP + paclitaxel, and (E) taselisib + TP + fulvestrant. Following dose escalation, the taselisib MTD was defined as 4 mg once daily. Treatment was associated with significant toxicities, as 34 out of 68 patients experienced grade ≥3 adverse events (AEs) attributed to taselisib, the most common all-grade AEs being diarrhea, fatigue, and oral mucositis. At a median follow-up of 43.8 months, median progression-free survival (PFS) for the MTD-treated population in cohorts A, C, and E was 6.3 [95% confidence interval (CI) 3.2-not applicable (NA)] months, 1.7 (95% CI 1.4-NA) months, and 10.6 (95% CI 8.3-NA) months, respectively. The median PFS for patients in cohort A with prior T-DM1 use was 10.4 (95% CI 2.7-NA) months. PIK3CA targeting with taselisib in combination with HER2-targeted therapies was associated with both promising efficacy and substantial toxicities.