Summary

 Human brain tumors appear to have a hierarchical cellular organization suggestive of a stem cell foundation. In vitro expansion of the putative cancer stem cells as stable cell lines would provide a powerful model system to study their biology. Here, we demonstrate routine and efficient derivation of adherent cell lines from malignant glioma that display stem cell properties and initiate high-grade gliomas following xenotransplantation. Significantly, glioma neural stem (GNS) cell lines from different tumors exhibit divergent gene expression signatures and differentiation behavior that correlate with specific neural progenitor subtypes. The diversity of gliomas may, therefore, reflect distinct cancer stem cell phenotypes. The purity and stability of adherent GNS cell lines offer significant advantages compared to "sphere" cultures, enabling refined studies of cancer stem cell behavior. A proof-of-principle live cell imaging-based chemical screen (450 FDA-approved drugs) identifies both differential sensitivities of GNS cells and a common susceptibility to perturbation of serotonin signaling.

Significance Glioblastoma is an incurable brain tumor. It is characterized by intratumoral phenotypic and genetic heterogeneity, but the functional significance of this heterogeneity is unclear. We devised an integrated functional and genomic strategy to obtain single cell-derived tumor clones directly from patient tumors to identify mechanisms of aggressive clone behavior and drug resistance. Genomic analysis of single clones identified genes associated with clonal phenotypes. We predict that integration of functional and genomic analysis at a clonal level will be essential for understanding evolution and therapeutic resistance of human cancer, and will lead to the discovery of novel driver mechanisms and clone-specific cancer treatment.

Abstract Background CDK12 inactivation is a predictive biomarker for immune checkpoint blockers (ICB) treatment response in advanced prostate cancer (PCa), but some CDK12-altered patients fail to respond to ICB. Downregulation of MHC expression has been described as a mechanism of intrinsic and acquired resistance to ICB in various cancers, but there is little information on whether MHC expression levels are altered in CDK12 defective PCa that fails to respond to ICB treatments. Methods Using genomics data of primary and metastatic prostate cancer from two public domain cohorts and a retrospective cohort, we investigated variation in the expression of the MHC genes and associated downstream changes in CDK12 mutated patients. The findings of public domain data were validated using transcriptomic data from a 53-patient retrospective cohort from our Institute. Results Based on the analysis of gene expression quartiles, we divided the tumors into “High” and “Low” expression levels of MHC-I and -II. CDK12 defective tumors with increased MHC levels showed the activation of several pathways associated with the immune system and elevated PD - L1 , IDO1 , and TIM3 expression. These transcriptomic findings were confirmed using expression analyses of our cohort of 53 primary PCa. There was an increased composition of CD8+ T cells, B cells, γδ T cells, and M1 Macrophages in CDK12 mutated tumors with elevated MHC levels based on digital cytometric analyses. In contrast, CDK12 defective tumors with decreased MHC expression were often subject to loss of heterozygosity (LOH) genomic events affecting MHC-I/-II and the HLA gene cluster on chromosome 6. CDK12 defective PCa expresses higher levels of classical MHC, has an active and inflamed tumor microenvironment, and increases the presence of effector T cells. Conclusions Reduced MHC expression may be caused by the acquisition of specific somatic genomic events that reduce the expression of antigen presentation genes. Combining CDK12 mutation, MHC expression levels, and LOH status may better predict outcomes for ICB-eligible PCa. In addition, these findings draw attention to the need to investigate therapeutic approaches for enhancing MHC expression in CDK12 defective PCa to improve ICB responses.

PURPOSE ASCO/College of American Pathologists guidelines recommend reporting estrogen receptor (ER) and progesterone receptor (PgR) as positive with (1%-100%) staining. Statistically standardized quantitated positivity could indicate differential associations of positivity with breast cancer outcomes. METHODS MA.27 (ClinicalTrials.gov identifier: NCT00066573 ) was a phase III adjuvant trial of exemestane versus anastrozole in postmenopausal women with early-stage breast cancer. Immunochemistry ER and PgR HSCORE and % positivity (%+) were centrally assessed by machine image quantitation and statistically standardized to mean 0 and standard deviation (SD) 1 after Box-Cox variance stabilization transformations of square for ER; for PgR, (1) natural logarithm (0.1 added to 0 HSCOREs and 0%+) and (2) square root. Our primary end point was MA.27 distant disease-free survival (DDFS) at a median 4.1-year follow-up, and secondary end point was event-free survival (EFS). Univariate survival with cut points at SDs about a mean of 0 (≤–1; (–1, 0]; (0, 1]; >1) was described with Kaplan-Meier plots and examined with Wilcoxon (Peto-Prentice) test statistic. Adjusted Cox multivariable regressions had two-sided Wald tests and nominal significance P < .05. RESULTS Of 7,576 women accrued, 3,048 women's tumors had machine-quantitated image analysis results: 2,900 (95%) for ER, 2,726 (89%) for PgR, and 2,582 (85% of 3,048) with both ER and PgR. Higher statistically standardized ER and PgR HSCORE and %+ were associated with better univariate DDFS and EFS ( P < .001). In multivariable assessments, ER HSCORE and %+ were not significantly associated ( P = .52-.88) with DDFS in models with PgR, whereas higher PgR HSCORE and %+ were significantly associated with better DDFS ( P = .001) in models with ER. CONCLUSION Adjunctive statistical standardization differentiated quantitated levels of ER and PgR. Patients with higher ER- and PgR-standardized units had superior DDFS compared with those with HSCOREs and %+ ≤–1.

567 Background: We proposed adjunctive statistical standardization of quantitated ER and PgR to improve inter-laboratory comparability of biomarker results and therapeutic management of breast cancer. Methods: We utilized CCTG MA.27 (NCT00066573), an adjuvant phase III trial of exemestane versus anastrozole in postmenopausal women with ER+ and/or PgR+ tumours. IHC ER and PgR HSCORE and % positivity (%+) were centrally assessed by machine image quantitation, and each statistically standardized to mean of 0, standard deviation of 1 following Box-Cox variance stabilization transformations of square for ER; for PgR, 1.) natural logarithm (0.1 added to 0 HSCOREs and 0 %+), 2.) square root. The primary endpoint was STEEP distant disease-free survival (DDFS) at the longest trial follow-up of median 4.1 years; a secondary endpoint was event-free survival (EFS). Survival was described with Kaplan-Meier plots and tested with the univariate Wilcoxon (Peto-Prentice) test statistic. We examined cut-points at standard deviations about mean of 0 (<-1; (-1,0]; (0,1]; >1) and explored single cut-points. Cox multivariate regressions were adjusted for age, T and N stage, grade, lymphovascular invasion, treatment, and baseline patient demographics; 2-sided Wald tests had nominal significance if p<0.05. Results: Of the 7576 women accrued, 3048 women had machine-quantitated image analysis results: 2900 (95%) for ER; 2726 (89%) for PgR. Statistically standardized HSCORE and %+ units differentiated both univariate DDFS and EFS; DDFS was significantly different by ER levels (p<0.001) and PgR levels (p<0.001). In multivariable assessments, ER HSCORE and %+ were not significantly associated (p=0.52-0.88) with the DDFS primary endpoint in models with PgR, while higher PgR HSCORE and %+ had significantly better DDFS (p=.001, in all instances) in models with ER. Conclusions: DDFS was superior for patients with higher ER and PgR standardized units compared with those with HSCOREs and %+ <-1. The adjunctive statistical standardization of ER and PgR performed here is similar to that mandated for clinical practice by the World Health Organization for BMD. [Table: see text]