Classical monocytes are recruited to tumors and undergo transcriptional reprogramming resulting in tumor-promoting functions. Epigenomic features, such as post-translational modification of histones and chromatin accessibility, are key determinants of transcription factor binding and thereby play an important role in determining transcriptional responses to the tissue environment. It is unknown to what extent the epigenetic landscape of peripheral monocytes is rewired by cancer and how this could shape their transcriptional response upon recruitment to the tumor microenvironment. Here we used a combination of genome-wide assays for mRNA expression, chromatin accessibility and multiple histone modifications (H3K4me1, H3K4me3, H3K27ac) in a mouse model to investigate changes in the epigenomic landscape of peripheral monocytes. We then linked these epigenetic alterations to gene expression changes in monocytes occurring in the periphery or during tumor infiltration. We found that the distal tumor caused extensive remodeling of both H3K4me3+ promoters and H3K4me1+ enhancers in peripheral monocytes. Specifically, this involved the repression of interferon-responsive promoters and enhancers as well as the establishment of enhancers harboring binding motifs for transcription factors downstream of inflammatory and cytokine signaling pathways. The enhancers altered in the periphery could be linked to sustained gene expression changes which were less likely to be reversed in the tumor microenvironment. In addition, genes activated upon tumor infiltration showed prior epigenetic priming in peripheral monocytes. Overall, these results indicate that the epigenomic landscape of peripheral monocytes is altered in response to a distal tumor, and this could shape the transcriptional response of monocytes when they encounter microenvironmental signals upon infiltrating the tumor.

ABSTRACT Agonistic αCD40 therapy has shown to inhibit cancer progression, but only in a fraction of patients. Hence, understanding the cancer cell-intrinsic and microenvironmental determinants of αCD40 therapy response is crucial to identify responsive patient populations and design efficient combination treatments. Here, we showed that the therapeutic efficacy of αCD40 in responder melanoma tumours, relied on pre-existing cDC1-primed CD8 + T cells, however cDC1s were dispensable after αCD40 administration. Surprisingly, in response to αCD40 the abundance of activated cDCs, potentially derived from cDC2s increased, thereby further activating antitumour CD8 + T cells. Hence, distinct cDC subsets are required to induce αCD40 responses. By contrast, lung tumours, characterised by a high abundance of macrophages, were resistant to αCD40 therapy. Combining αCD40 therapy with macrophage depletion led to tumour growth inhibition only in the presence of strong neoantigens. Accordingly, treatment with immunogenic cell-death inducing chemotherapy sensitised non-immunogenic tumours to αCD40 therapy.