T cell exhaustion limits anti-tumor immunity and responses to immunotherapy. Here, we explored the microenvironmental signals regulating T cell exhaustion using a model of chronic lymphocytic leukemia (CLL). Single-cell analyses identified a subset of PD-1hi, functionally impaired CD8+ T cells that accumulated in secondary lymphoid organs during disease progression and a functionally competent PD-1int subset. Frequencies of PD-1int TCF-1+ CD8+ T cells decreased upon Il10rb or Stat3 deletion, leading to accumulation of PD-1hi cells and accelerated tumor progression. Mechanistically, inhibition of IL-10R signaling altered chromatin accessibility and disrupted cooperativity between the transcription factors NFAT and AP-1, promoting a distinct NFAT-associated program. Low IL10 expression or loss of IL-10R-STAT3 signaling correlated with increased frequencies of exhausted CD8+ T cells and poor survival in CLL and in breast cancer patients. Thus, balance between PD-1hi, exhausted CD8+ T cells and functional PD-1int TCF-1+ CD8+ T cells is regulated by cell-intrinsic IL-10R signaling, with implications for immunotherapy.

Relapse after anti-CD19 chimeric antigen receptor (CD19-CAR) occurs in a substantial proportion of patients with lymphoid malignancies. We assessed the potential benefits of co-administering CD20-targeting bispecific antibodies (CD20-BsAbs) with CD19-CAR T cells with the aim of enhancing immunotherapeutic efficacy. Addition of CD20-BsAbs to cocultures of CD19-CARs and primary samples of B-cell malignancies, comprising malignant B cells and endogenous T cells, significantly improved killing of malignant cells and enhanced the expansion of both endogenous T cells and CD19-CAR T cells. In an immunocompetent mouse model of chronic lymphocytic leukemia, relapse after initial treatment response frequently occurred after CD19-CAR T-cell monotherapy. Additional treatment with CD20-BsAbs significantly enhanced the treatment response and led to improved eradication of malignant cells. Higher efficacy was accompanied by improved T-cell expansion with CD20-BsAb administration and led to longer survival with 80% of the mice being cured with no detectable malignant cell population within 8 weeks of therapy initiation. Collectively, our in vitro and in vivo data demonstrate enhanced therapeutic efficacy of CD19-CAR T cells when combined with CD20-BsAbs in B-cell malignancies. Activation and proliferation of both infused CAR T cells and endogenous T cells may contribute to improved disease control.

Medulloblastoma is a childhood brain tumor arising from the developing cerebellum. In Sonic Hedgehog (SHH)- subgroup medulloblastoma, aberrant activation of SHH signaling causes increased proliferation of granule neuron progenitors (GNPs) and predisposes these cells to tumorigenesis. A second, cooperating genetic hit is often required to push these hyperplastic cells to malignancy and confer mutation-specific characteristics associated with oncogenic signaling. Somatic loss-of-function mutations of the transcriptional co-repressor BCOR are recurrent and highly enriched in SHH-medulloblastoma. To investigate BCOR as a putative tumor suppressor, we used a germline genetically engineered mouse model to delete exons 9/10 of Bcor (BcorΔE9-10) in GNPs during development. This leads to reduced expression of C-terminally truncated BCOR (BCORΔE9-10). While BcorΔE9-10 alone did not promote tumorigenesis or affect GNP differentiation, BcorΔE9-10 combined with loss of the SHH- receptor gene Ptch1 resulted in highly penetrant medulloblastomas. In Ptch1+/-;BcorΔE9-10 tumors, the growth factor gene Igf2 was aberrantly upregulated, and ectopic Igf2 overexpression was sufficient to drive tumorigenesis in Ptch1+/- GNPs. BCOR directly regulates Igf2, likely through the PRC1.1 complex; the repressive histone mark H2AK119Ub is decreased at the Igf2 promoter in Ptch1+/-;BcorΔE9-10 tumors. Overall, our data suggests that BCOR-PRC1.1 disruption leads to Igf2 overexpression, which transforms preneoplastic cells to malignant tumors.