Aneuploidy, whole chromosome or chromosome arm imbalance, is a near-universal characteristic of human cancers. In 10,522 cancer genomes from The Cancer Genome Atlas, aneuploidy was correlated with TP53 mutation, somatic mutation rate, and expression of proliferation genes. Aneuploidy was anti-correlated with expression of immune signaling genes, due to decreased leukocyte infiltrates in high-aneuploidy samples. Chromosome arm-level alterations show cancer-specific patterns, including loss of chromosome arm 3p in squamous cancers. We applied genome engineering to delete 3p in lung cells, causing decreased proliferation rescued in part by chromosome 3 duplication. This study defines genomic and phenotypic correlates of cancer aneuploidy and provides an experimental approach to study chromosome arm aneuploidy.

Summary

 DNA damage repair (DDR) pathways modulate cancer risk, progression, and therapeutic response. We systematically analyzed somatic alterations to provide a comprehensive view of DDR deficiency across 33 cancer types. Mutations with accompanying loss of heterozygosity were observed in over 1/3 of DDR genes, including TP53 and BRCA1/2. Other prevalent alterations included epigenetic silencing of the direct repair genes EXO5, MGMT, and ALKBH3 in ∼20% of samples. Homologous recombination deficiency (HRD) was present at varying frequency in many cancer types, most notably ovarian cancer. However, in contrast to ovarian cancer, HRD was associated with worse outcomes in several other cancers. Protein structure-based analyses allowed us to predict functional consequences of rare, recurrent DDR mutations. A new machine-learning-based classifier developed from gene expression data allowed us to identify alterations that phenocopy deleterious TP53 mutations. These frequent DDR gene alterations in many human cancers have functional consequences that may determine cancer progression and guide therapy.

We conducted the largest investigation of predisposition variants in cancer to date, discovering 853 pathogenic or likely pathogenic variants in 8% of 10,389 cases from 33 cancer types. Twenty-one genes showed single or cross-cancer associations, including novel associations of SDHA in melanoma and PALB2 in stomach adenocarcinoma. The 659 predisposition variants and 18 additional large deletions in tumor suppressors, including ATM, BRCA1, and NF1, showed low gene expression and frequent (43%) loss of heterozygosity or biallelic two-hit events. We also discovered 33 such variants in oncogenes, including missenses in MET, RET, and PTPN11 associated with high gene expression. We nominated 47 additional predisposition variants from prioritized VUSs supported by multiple evidences involving case-control frequency, loss of heterozygosity, expression effect, and co-localization with mutations and modified residues. Our integrative approach links rare predisposition variants to functional consequences, informing future guidelines of variant classification and germline genetic testing in cancer.

We analyzed molecular data on 2,579 tumors from The Cancer Genome Atlas (TCGA) of four gynecological types plus breast. Our aims were to identify shared and unique molecular features, clinically significant subtypes, and potential therapeutic targets. We found 61 somatic copy-number alterations (SCNAs) and 46 significantly mutated genes (SMGs). Eleven SCNAs and 11 SMGs had not been identified in previous TCGA studies of the individual tumor types. We found functionally significant estrogen receptor-regulated long non-coding RNAs (lncRNAs) and gene/lncRNA interaction networks. Pathway analysis identified subtypes with high leukocyte infiltration, raising potential implications for immunotherapy. Using 16 key molecular features, we identified five prognostic subtypes and developed a decision tree that classified patients into the subtypes based on just six features that are assessable in clinical laboratories.

Highlights•SCCs show chromosome or methylation alterations affecting multiple related genes•These regulate squamous stemness, differentiation, growth, survival, and inflammation•Copy-quiet SCCs have hypermethylated (FANCF, TET1) or mutated (CASP8, MAPK-RAS) genes•Potential targets include ΔNp63, WEE1, IAPs, PI3K-mTOR/MAPK, and immune responsesSummaryThis integrated, multiplatform PanCancer Atlas study co-mapped and identified distinguishing molecular features of squamous cell carcinomas (SCCs) from five sites associated with smoking and/or human papillomavirus (HPV). SCCs harbor 3q, 5p, and other recurrent chromosomal copy-number alterations (CNAs), DNA mutations, and/or aberrant methylation of genes and microRNAs, which are correlated with the expression of multi-gene programs linked to squamous cell stemness, epithelial-to-mesenchymal differentiation, growth, genomic integrity, oxidative damage, death, and inflammation. Low-CNA SCCs tended to be HPV(+) and display hypermethylation with repression of TET1 demethylase and FANCF, previously linked to predisposition to SCC, or harbor mutations affecting CASP8, RAS-MAPK pathways, chromatin modifiers, and immunoregulatory molecules. We uncovered hypomethylation of the alternative promoter that drives expression of the ΔNp63 oncogene and embedded miR944. Co-expression of immune checkpoint, T-regulatory, and Myeloid suppressor cells signatures may explain reduced efficacy of immune therapy. These findings support possibilities for molecular classification and therapeutic approaches.Graphical abstract

e23555 Background: Tissue oxygenation is critical to the success of radiation therapy (RT) in any tumor type. However, tumor vasculature is abnormally structured and dysfunctional. Anti-angiogenic molecules have been shown to stabilize the intratumoral vascular structures and improve tissue oxygenation, which may aid in the success of RT. Pazopanib (PAZO) is a multi-kinase inhibitor targeting the Vascular Endothelial Growth Factor Receptor. Here, we report the pathologic outcome and clinical correlates of concurrent use of neoadjuvant PAZO and RT in our cohort of patients with localized soft-tissue sarcoma (STS). Methods: This is a retrospective, single institution study of patients diagnosed with localized STS between January 2019 and October 2023. Patients who received concurrent PAZO and pre-operative external beam RT (50 Gy in 25 fractions) were included. Patients with metastatic disease, unplanned resections, and those requiring excisional biopsy/curettage for diagnosis were excluded. The primary endpoint was the rate of major pathologic response (mPR) defined by > 90% necrosis on surgical pathology specimen. The secondary endpoint was local relapse-free survival (RFS), distant metastasis-free survival (DMFS), and local and distant relapse rate (RR) at 6 months. All-grade toxicities from PAZO were recorded. Results: Ten patients with a median age of 51 years (Interquartile range (IQR): 34-76) were included. Undifferentiated pleomorphic sarcoma was the most common histologic subtype (50% patients). Median follow up was 24.2 months (IQR: 11-36). Six patients tolerated the maximum dose of PAZO until RT completion (800mg PO daily). The dose of PAZO was reduced in 4 patients due to grade 3 GI toxicity and HTN. Nine patients stayed on PAZO until RT completion. The median time to surgery after RT was 42 days (IQR: 37-77). The median largest tumor dimension prior to RT was 11.65 cm (IQR: 3.8 to 18), and 10.6 cm (IQR: 5.4 to 19.7) after RT completion. Nine of 10 patients had R0 resection, and 7 (70%) had mPR. Three of 7 (43%) patients had complete necrosis. All patients with R0 resection have no local recurrence after a median follow-up of 23 months (IQR: 11-36). Median local RFS was 20 months (IQR: 5-32), and DMFS was 6 months (IQR: 1-32). The local RR at 6 months was 10%, and the distant RR at 6 months was 30%. No correlation was observed between mPR and DMFS. Conclusions: Historically, neoadjuvant RT alone induces a mPR in ~30% of patients with localized STS. In our cohort, neoadjuvant PAZO with RT achieved an mPR in 70% of patients. Although dose reduction and grade 3 toxicity were noted in the majority of patients, these were reversible after stopping PAZO. There was no correlation between mPR and DMFS. However, a short course of PAZO with RT may help achieve R0 margins, which is the strongest predictor of better local RFS. A randomized trial is warranted to help understand the true impact of neoadjuvant PAZO with RT.