African Americans (AA) are widely underrepresented in plasma biomarker studies for Alzheimer's disease (AD) and current diagnostic biomarker candidates do not reflect the heterogeneity of AD.

ABSTRACT Clonal hematopoiesis (CH) is defined as clonal expansion of mutant hematopoietic stem cells absent diagnosis of a hematologic malignancy. Presence of CH in solid tumor patients, including colon cancer, correlates with shorter survival. We hypothesized that bone marrow-derived cells with heterozygous loss-of-function mutations of DNMT3A , the most common genetic alteration in CH, contribute to the pathogenesis of colon cancer. In a mouse model that combines colitis-associated colon cancer with experimental CH driven by Dnmt3a +/Δ , we found higher tumor penetrance and increased tumor burden compared to controls. Histopathological analysis revealed accentuated colonic epithelium injury, dysplasia and adenocarcinoma formation. Transcriptome profiling of colon tumors identified enrichment of gene signatures associated with carcinogenesis, including angiogenesis. Treatment with the angiogenesis inhibitor axitinib eliminated the colon tumor-promoting effect of experimental CH driven by Dnmt3a haploinsufficiency. This study provides conceptually novel insights into non-tumor-cell-autonomous effect of hematopoietic alterations on colon carcinogenesis and identifies potential therapeutic strategies. SUMMARY A pre-clinical mouse model demonstrates that genetic alterations in the blood system characteristic of clonal hematopoiesis (CH) contribute to an aggressive solid tumor phenotype. It further identifies cancer angiogenesis as a potential therapeutic target to mitigate adverse CH effects.

ABSTRACT Mutations in the DNA methyltransferase 3A ( DNMT3A ) gene are recurrent in de novo acute myeloid leukemia (AML) and are associated with resistance to standard chemotherapy, disease relapse, and poor prognosis, especially in advanced-age patients. Previous gene expression studies in cells with DNMT3A mutations identified deregulation of cell cycle-related signatures implicated in DNA damage response and replication fork integrity, suggesting sensitivity to replication stress. Here we tested whether pharmacologically-induced replication fork stalling creates a therapeutic vulnerability in cells with DNMT3A (R882) mutations. We observed increased sensitivity to nucleoside analogs such as cytarabine in multiple cellular systems expressing mutant DNMT3A , ectopically or endogenously, in vitro and in vivo . Analysis of DNA damage signaling in response to cytarabine revealed persistent intra-S phase checkpoint activation, accompanied by accumulation of DNA damage in the DNMT3A (R882) overexpressing cells, which was only partially resolved after drug removal and carried through mitosis, resulting in micronucleation. Pulse-chase double-labeling experiments with EdU and BrdU after cytarabine wash-out demonstrated that cells with DNMT3A(mut) were able to restart replication but showed a higher rate of fork collapse. Gene expression profiling by RNA-seq identified deregulation of pathways associated with cell cycle progression and p53 activation, as well as metabolism and chromatin. Together, our studies show that cells with DNMT3A mutations have a defect in recovery from replication fork arrest and subsequent accumulation of unresolved DNA damage, which may have therapeutic tractability. These results demonstrate that, in addition to its role in epigenetic control, DNMT3A contributes to preserving genome integrity during DNA replication.