Abstract Immune checkpoint blockade, exemplified by antibodies targeting the PD-1 receptor, can induce durable tumor regressions in some patients. To enhance the efficacy of existing immunotherapies, we screened for small molecules capable of increasing the activity of T cells suppressed by PD-1. Here, we show that short-term exposure to small-molecule inhibitors of cyclin-dependent kinases 4 and 6 (CDK4/6) significantly enhances T-cell activation, contributing to antitumor effects in vivo, due in part to the derepression of NFAT family proteins and their target genes, critical regulators of T-cell function. Although CDK4/6 inhibitors decrease T-cell proliferation, they increase tumor infiltration and activation of effector T cells. Moreover, CDK4/6 inhibition augments the response to PD-1 blockade in a novel ex vivo organotypic tumor spheroid culture system and in multiple in vivo murine syngeneic models, thereby providing a rationale for combining CDK4/6 inhibitors and immunotherapies. Significance: Our results define previously unrecognized immunomodulatory functions of CDK4/6 and suggest that combining CDK4/6 inhibitors with immune checkpoint blockade may increase treatment efficacy in patients. Furthermore, our study highlights the critical importance of identifying complementary strategies to improve the efficacy of immunotherapy for patients with cancer. Cancer Discov; 8(2); 216–33. ©2017 AACR. See related commentary by Balko and Sosman, p. 143. See related article by Jenkins et al., p. 196. This article is highlighted in the In This Issue feature, p. 127

The switch from a quiescent tumor to an invasive tumor is accompanied by the acquisition of angiogenic properties. This phenotypic change likely requires a change in the balance of angiogenic stimulators and angiogenic inhibitors. The nature of the angiogenic switch is not known. Here, we show that introduction of activated H-ras into immortalized endothelial cells is capable of activating the angiogenic switch. Angiogenic switching is accompanied by up-regulation of vascular endothelial growth factor and matrix metalloproteinase (MMP) bioactivity and down-regulation of tissue inhibitor of MMP. Furthermore, we show that inhibition of phosphatidylinositol-3-kinase leads to partial inhibition of tumor angiogenesis, thus demonstrating that activated H-ras activates tumor angiogenesis through two distinct pathways. Finally, we show evidence for two forms of tumor dormancy.

Abstract Ex vivo systems that incorporate features of the tumor microenvironment and model the dynamic response to immune checkpoint blockade (ICB) may facilitate efforts in precision immuno-oncology and the development of effective combination therapies. Here, we demonstrate the ability to interrogate ex vivo response to ICB using murine- and patient-derived organotypic tumor spheroids (MDOTS/PDOTS). MDOTS/PDOTS isolated from mouse and human tumors retain autologous lymphoid and myeloid cell populations and respond to ICB in short-term three-dimensional microfluidic culture. Response and resistance to ICB was recapitulated using MDOTS derived from established immunocompetent mouse tumor models. MDOTS profiling demonstrated that TBK1/IKKϵ inhibition enhanced response to PD-1 blockade, which effectively predicted tumor response in vivo. Systematic profiling of secreted cytokines in PDOTS captured key features associated with response and resistance to PD-1 blockade. Thus, MDOTS/PDOTS profiling represents a novel platform to evaluate ICB using established murine models as well as clinically relevant patient specimens. Significance: Resistance to PD-1 blockade remains a challenge for many patients, and biomarkers to guide treatment are lacking. Here, we demonstrate feasibility of ex vivo profiling of PD-1 blockade to interrogate the tumor immune microenvironment, develop therapeutic combinations, and facilitate precision immuno-oncology efforts. Cancer Discov; 8(2); 196–215. ©2017 AACR. See related commentary by Balko and Sosman, p. 143. See related article by Deng et al., p. 216. This article is highlighted in the In This Issue feature, p. 127

Membership in medical societies is associated with a number of benefits to members that may include professional education, opportunities to present research, scientific and/or leadership training, networking, and others. In this perspective article, the authors address the value that medical specialty society membership and inclusion have in the development of an academic physician's career and how underrepresentation of women may pose barriers to their career advancement. Because society membership itself is not likely sufficient to support the advancement of academic physicians, this report focuses on one key component of advancement that also can be used as a measure of inclusion in society activities-the representation of women physicians among recipients of recognition awards. Previous reports demonstrated underrepresentation of women physicians among recognition award recipients from 2 physical medicine and rehabilitation specialty organizations, including examples of zero or near-zero results. This report investigated whether zero or near-zero representation of women physicians among recognition award recipients from medical specialty societies extended beyond the field of physical medicine and rehabilitation. Examples of the underrepresentation of women physicians, as compared with their presence in the respective field, was found across a range of additional specialties, including dermatology, neurology, anesthesiology, orthopedic surgery, head and neck surgery, and plastic surgery. The authors propose a call for action across the entire spectrum of medical specialty societies to: (1) examine gender diversity and inclusion data through the lens of the organization's mission, values, and culture; (2) transparently report the results to members and other stakeholders including medical schools and academic medical centers; (3) investigate potential causes of less than proportionate representation of women; (4) implement strategies designed to improve inclusion; (5) track outcomes as a means to measure progress and inform future strategies; and (6) publish the results to engage community members in conversation about the equitable representation of women.

Radiotherapy is commonly used to treat cancer, and localized energy deposited by radiotherapy has the potential to chemically uncage prodrugs; however, it has been challenging to demonstrate prodrug activation that is both sustained

Summary Oncocytic (Hürthle cell) carcinoma of the thyroid (HCC) is genetically characterized by complex I mitochondrial DNA mutations and widespread chromosomal losses. Here, we utilize RNA-seq and metabolomics to identify candidate molecular effectors activated by these genetic drivers. We find glutathione biosynthesis, amino acid metabolism, mitochondrial unfolded protein response, and lipid peroxide scavenging, a safeguard against ferroptosis, to be increased in HCC. A CRISPR-Cas9 knockout screen in a new HCC model reveals which pathways are key for fitness, and highlights loss of GPX4, a defense against ferroptosis, as a strong liability. Rescuing complex I redox activity with the yeast NADH dehydrogenase (NDI1) in HCC cells diminishes ferroptosis sensitivity, while inhibiting complex I in normal thyroid cells augments ferroptosis induction. Our work demonstrates unmitigated lipid peroxide stress to be an HCC vulnerability that is mechanistically coupled to the genetic loss of mitochondrial complex I activity. Significance Oncocytic (Hürthle cell) carcinoma of the thyroid (HCC) is a unique tumor with a remarkable accumulation of mitochondria. HCC harbors unique genetic alterations, including mitochondrial DNA (mtDNA) mutations in complex I genes and widespread loss-of-heterozygosity in the nuclear DNA. With less favorable clinical outcomes, new therapies for HCC are needed, especially since these tumors show intrinsic resistance to radioactive iodine, which is one of the main treatments for metastatic well-differentiated thyroid cancer. An absence of authentic HCC cell lines and animal models has hindered the mechanistic understanding of this disease and slowed therapeutic progress. In this study, we describe the transcriptomic and metabolomic landscape of HCC and present new HCC models that recapitulate key mtDNA and nuclear DNA alterations. A targeted CRISPR-Cas9 knockout screen in an HCC cell line highlights the molecular programs nominated by our -omics profiling that are required for cell fitness. This screen suggests that lipid peroxide scavenging, a defense system against an iron-dependent form of cell death known as ferroptosis, is a vulnerability in HCC that is coupled to complex I loss, and that targeting this pathway may help patients with HCC.