Good bacteria help fight cancer Resident gut bacteria can affect patient responses to cancer immunotherapy (see the Perspective by Jobin). Routy et al. show that antibiotic consumption is associated with poor response to immunotherapeutic PD-1 blockade. They profiled samples from patients with lung and kidney cancers and found that nonresponding patients had low levels of the bacterium Akkermansia muciniphila . Oral supplementation of the bacteria to antibiotic-treated mice restored the response to immunotherapy. Matson et al. and Gopalakrishnan et al. studied melanoma patients receiving PD-1 blockade and found a greater abundance of “good” bacteria in the guts of responding patients. Nonresponders had an imbalance in gut flora composition, which correlated with impaired immune cell activity. Thus, maintaining healthy gut flora could help patients combat cancer. Science , this issue p. 91 , p. 104 , p. 97 ; see also p. 32

CD8+ T cells are master effectors of antitumor immunity, and their presence at tumor sites correlates with favorable outcomes. However, metabolic constraints imposed by the tumor microenvironment (TME) can dampen their ability to control tumor progression. We describe lipid accumulation in the TME areas of pancreatic ductal adenocarcinoma (PDA) populated by CD8+ T cells infiltrating both murine and human tumors. In this lipid-rich but otherwise nutrient-poor TME, access to using lipid metabolism becomes particularly valuable for sustaining cell functions. Here, we found that intrapancreatic CD8+ T cells progressively accumulate specific long-chain fatty acids (LCFAs), which, rather than provide a fuel source, impair their mitochondrial function and trigger major transcriptional reprogramming of pathways involved in lipid metabolism, with the subsequent reduction of fatty acid catabolism. In particular, intrapancreatic CD8+ T cells specifically exhibit down-regulation of the very-long-chain acyl-CoA dehydrogenase (VLCAD) enzyme, which exacerbates accumulation of LCFAs and very-long-chain fatty acids (VLCFAs) that mediate lipotoxicity. Metabolic reprogramming of tumor-specific T cells through enforced expression of ACADVL enabled enhanced intratumoral T cell survival and persistence in an engineered mouse model of PDA, overcoming one of the major hurdles to immunotherapy for PDA.

Tumours exhibit significant heterogeneity in their molecular profiles across patients, largely influenced by the tissue of origin, where certain driver gene mutations are predominantly associated with specific cancer types. Here, we unveil an additional layer of complexity: some cancer types display anatomic location-specific mutation profiles akin to tissue-specificity. To better understand this phenomenon, we concentrate on colon cancer. While prior studies have noted changes of the frequency of molecular alterations along the colon, the underlying reasons and whether those changes occur rather gradual or are distinct between the left and right colon, remain unclear. Developing and leveraging stringent statistical models on molecular data from 522 colorectal tumours from The Cancer Genome Atlas, we reveal disparities in molecular properties between the left and right colon affecting many genes. Interestingly, alterations in genes responsive to environmental cues and properties of the tumour ecosystem, including metabolites which we quantify in a cohort of 27 colorectal cancer patients, exhibit continuous trends along the colon. Employing network methodologies, we uncover close interactions between metabolites and genes, including drivers of colon cancer, showing continuous abundance or alteration profiles. This underscores how anatomic biases in the composition and interactions within the tumour ecosystem help explaining gradients of carcinogenesis along the colon.

ABSTRACT Tumor contexture has emerged as a major prognostic determinant and tumor infiltrating CD8 + T cells have been associated with a better prognosis in several solid tumors, including early-stage colorectal cancer (CRC). However, the tumor immune infiltrate is highly heterogeneous and understanding how the interplay between different immune cell compartments impacts on the clinical outcome is still in its infancy. Here, we describe in a prospective cohort a novel CD8 + T effector memory population, which is characterized by high levels of Granzyme K (GZMK high CD8 + T EM ) and is correlated with CD15 high tumor infiltrating neutrophils. We provide both in vitro and in vivo evidence of the role of stromal cell-derived factor 1 (CXCL12/SDF-1) in driving functional changes on neutrophils at the tumor site, promoting their retention and increasing the crosstalk with CD8 + T cells. Mechanistically, as a consequence of the interaction with neutrophils, CD8 + T cells are skewed towards a CD8 + T EM phenotype and produce high levels of GZMK, which in turn decreases E-cadherin pathway. The correlations of GZMK high CD8 + T EM and neutrophils with both tumor progression in mice and early relapse in CRC patients demonstrate the role of GZMK high CD8 + T EM in promoting malignancy. Indeed, a gene signature defining GZMK high CD8 + T EM was associated with worse prognosis on a larger independent cohort of CRC patients and a similar analysis was extended to lung cancer (TCGA). Overall, our results highlight the emergence of GZMK high CD8 + T EM in early-stage CRC tumors as a hallmark driven by the interaction with neutrophils, which could implement current patient stratification and be targeted by novel therapeutics.