Paul Pharoah and colleagues report the results of a large genome-wide association study of ovarian cancer. They identify new susceptibility loci for different epithelial ovarian cancer histotypes and use integrated analyses of genes and regulatory features at each locus to predict candidate susceptibility genes, including OBFC1. To identify common alleles associated with different histotypes of epithelial ovarian cancer (EOC), we pooled data from multiple genome-wide genotyping projects totaling 25,509 EOC cases and 40,941 controls. We identified nine new susceptibility loci for different EOC histotypes: six for serous EOC histotypes (3q28, 4q32.3, 8q21.11, 10q24.33, 18q11.2 and 22q12.1), two for mucinous EOC (3q22.3 and 9q31.1) and one for endometrioid EOC (5q12.3). We then performed meta-analysis on the results for high-grade serous ovarian cancer with the results from analysis of 31,448 BRCA1 and BRCA2 mutation carriers, including 3,887 mutation carriers with EOC. This identified three additional susceptibility loci at 2q13, 8q24.1 and 12q24.31. Integrated analyses of genes and regulatory biofeatures at each locus predicted candidate susceptibility genes, including OBFC1, a new candidate susceptibility gene for low-grade and borderline serous EOC.

BRCA1-associated breast and ovarian cancer risks can be modified by common genetic variants. To identify further cancer risk-modifying loci, we performed a multi-stage GWAS of 11,705 BRCA1 carriers (of whom 5,920 were diagnosed with breast and 1,839 were diagnosed with ovarian cancer), with a further replication in an additional sample of 2,646 BRCA1 carriers. We identified a novel breast cancer risk modifier locus at 1q32 for BRCA1 carriers (rs2290854, P = 2.7×10−8, HR = 1.14, 95% CI: 1.09–1.20). In addition, we identified two novel ovarian cancer risk modifier loci: 17q21.31 (rs17631303, P = 1.4×10−8, HR = 1.27, 95% CI: 1.17–1.38) and 4q32.3 (rs4691139, P = 3.4×10−8, HR = 1.20, 95% CI: 1.17–1.38). The 4q32.3 locus was not associated with ovarian cancer risk in the general population or BRCA2 carriers, suggesting a BRCA1-specific association. The 17q21.31 locus was also associated with ovarian cancer risk in 8,211 BRCA2 carriers (P = 2×10−4). These loci may lead to an improved understanding of the etiology of breast and ovarian tumors in BRCA1 carriers. Based on the joint distribution of the known BRCA1 breast cancer risk-modifying loci, we estimated that the breast cancer lifetime risks for the 5% of BRCA1 carriers at lowest risk are 28%–50% compared to 81%–100% for the 5% at highest risk. Similarly, based on the known ovarian cancer risk-modifying loci, the 5% of BRCA1 carriers at lowest risk have an estimated lifetime risk of developing ovarian cancer of 28% or lower, whereas the 5% at highest risk will have a risk of 63% or higher. Such differences in risk may have important implications for risk prediction and clinical management for BRCA1 carriers.

Roger Milne and colleagues conduct a genome-wide association study for estrogen receptor (ER)-negative breast cancer combined with BRCA1 mutation carriers in a large cohort. They identify ten new risk variants and find high genetic correlation between breast cancer risk for BRCA1 mutation carriers and risk of ER-negative breast cancer in the general population. Most common breast cancer susceptibility variants have been identified through genome-wide association studies (GWAS) of predominantly estrogen receptor (ER)-positive disease1. We conducted a GWAS using 21,468 ER-negative cases and 100,594 controls combined with 18,908 BRCA1 mutation carriers (9,414 with breast cancer), all of European origin. We identified independent associations at P < 5 × 10−8 with ten variants at nine new loci. At P < 0.05, we replicated associations with 10 of 11 variants previously reported in ER-negative disease or BRCA1 mutation carrier GWAS and observed consistent associations with ER-negative disease for 105 susceptibility variants identified by other studies. These 125 variants explain approximately 16% of the familial risk of this breast cancer subtype. There was high genetic correlation (0.72) between risk of ER-negative breast cancer and breast cancer risk for BRCA1 mutation carriers. These findings may lead to improved risk prediction and inform further fine-mapping and functional work to better understand the biological basis of ER-negative breast cancer.

Pheochromocytomas (PCC) and paragangliomas (PGL) are genetically heterogeneous neural crest-derived neoplasms. Recently we identified germline mutations in a new tumor suppressor susceptibility gene, MAX (MYC-associated factor X), which predisposes carriers to PCC. How MAX mutations contribute to PCC/PGL and associated phenotypes remain unclear. This study aimed to examine the prevalence and associated phenotypic features of germline and somatic MAX mutations in PCC/PGL.We sequenced MAX in 1,694 patients with PCC or PGL (without mutations in other major susceptibility genes) from 17 independent referral centers. We screened for large deletions/duplications in 1,535 patients using a multiplex PCR-based method. Somatic mutations were searched for in tumors from an additional 245 patients. The frequency and type of MAX mutation was assessed overall and by clinical characteristics.Sixteen MAX pathogenic mutations were identified in 23 index patients. All had adrenal tumors, including 13 bilateral or multiple PCCs within the same gland (P < 0.001), 15.8% developed additional tumors at thoracoabdominal sites, and 37% had familial antecedents. Age at diagnosis was lower (P = 0.001) in MAX mutation carriers compared with nonmutated cases. Two patients (10.5%) developed metastatic disease. A mutation affecting MAX was found in five tumors, four of them confirmed as somatic (1.65%). MAX tumors were characterized by substantial increases in normetanephrine, associated with normal or minor increases in metanephrine.Germline mutations in MAX are responsible for 1.12% of PCC/PGL in patients without evidence of other known mutations and should be considered in the genetic work-up of these patients.

The prevalence and spectrum of germline mutations in BRCA1 and BRCA2 have been reported in single populations, with the majority of reports focused on White in Europe and North America. The Consortium of Investigators of Modifiers of BRCA1/2 (CIMBA) has assembled data on 18,435 families with BRCA1 mutations and 11,351 families with BRCA2 mutations ascertained from 69 centers in 49 countries on six continents. This study comprehensively describes the characteristics of the 1,650 unique BRCA1 and 1,731 unique BRCA2 deleterious (disease-associated) mutations identified in the CIMBA database. We observed substantial variation in mutation type and frequency by geographical region and race/ethnicity. In addition to known founder mutations, mutations of relatively high frequency were identified in specific racial/ethnic or geographic groups that may reflect founder mutations and which could be used in targeted (panel) first pass genotyping for specific populations. Knowledge of the population-specific mutational spectrum in BRCA1 and BRCA2 could inform efficient strategies for genetic testing and may justify a more broad-based oncogenetic testing in some populations.

Abstract Funding Acknowledgements Type of funding sources: Other. Main funding source(s): Rembrandt Research Grant 2021 Background The right ventricular outflow tract (RVOT) is the predominant site of origin of idiopathic ventricular tachycardia. Idiopathic ventricular tachycardias are typically sensitive to adenosine, consistent with triggered activity caused by delayed afterdepolarizations due to intracellular Ca2+ overload. The distinct properties of RVOT myocytes explaining increased susceptibility to Ca2+ overload and triggered activity are unknown. Purpose To identify distinct RVOT electrophysiological properties including Ca2+ handling and its molecular underpinnings. Methods and Results Experiments were performed using freshly isolated cardiomyocytes from the RVOT and right ventricular (RV) apex of adult rabbit hearts. To identify distinct RVOT electrophysiological properties, we employed the perforated patch clamp methodology and measured action potentials and L-type Ca2+ current. Action potentials of RVOT myocytes were significantly shorter compared to RV myocytes, particularly at lower pacing frequency. L-type Ca2+ current peak density was significantly lower in RVOT myocytes compared to RV myocytes (34.0 ± 9.1% at 0 mV). However, voltage-dependencies of L-type Ca2+ current activation and inactivation were not statistically different. Next we measured intracellular Ca2+ transients using the fluorescent Ca2+ indicator indo-1 and found that Ca2+ transient amplitudes were significantly lower in RVOT myocytes compared to RV myocytes. To investigate a relationship between RVOT myocyte Ca2+ handling and contractility, we performed unloaded sarcomere shortening measurements using the Cytocypher Multicell system. Shortening of relaxation time following increased pacing frequency (1-2 Hz) was significantly larger for RVOT myocytes compared to RV myocytes. To identify molecular factors explaining the distinct properties of RVOT myocytes, we performed RNA-seq analysis of differential gene expression using the DESeq2 method. RVOT and RV transcriptomic profiles consisted of 30 differentially expressed genes (adjusted p ≤ 0.05). One of genes significantly higher expressed by the RV was synaptotagmin (SYT1), a Ca2+ sensor and positive regulator of the cardiac L-type Ca2+ channel through inhibition of syntaxin 1A [Ref. 1, 2]. Conclusion RVOT cardiomyocytes possess distinct electrophysiological and contractile properties, reflected by shorter action potentials, lower Ca2+ transient amplitudes, and larger shortening of relaxation time upon increasing pacing frequency. The RVOT and RV have similar but distinct gene expression signatures. Future experiments will focus on determining the role of SYT1 and other genes in regulation of the L-type Ca2+ current and Ca2+ handling in RVOT myocytes.Distinct properties of RVOT myocytes.Transcriptomic profile of the RVOT.

Abstract Funding Acknowledgements None. Background The right ventricular outflow tract (RVOT) is the outlet from the right ventricle and is the initiating substrate of life-threatening arrhythmias. While the luminal wall of the RVOT is often assumed to be without the complex trabecular meshwork that characterizes the right ventricular free wall, the anatomy of the RVOT is an understudied subject. Aim to investigate whether trabeculations occur in the RVOT and to assess whether this impacts electrical propagation. Methods Human hearts were investigated using high-resolution MRI, histology, RNA-sequencing, and optical and electrical mapping. Results We used high-resolution MRI and serial sectioning to reconstruct the macroscopic details of the human RVOT and identified cases exhibiting much trabeculation. The smooth lumen of the RVOT varied between 9% and 23% of the total RV anterior surface (N=11). Histological analysis on additional six hearts indicated that the RVOT compact layer is thinner when trabeculations are present. RNA sequencing of four human donor hearts revealed enrichment in the subendocardial region of 88 genes associated with cardiac conduction and trabeculations (P adjusted&lt;0.05). Finally, we selected two human donor hearts showing trabeculations in the RVOT from which we generated wedge preparation and performed optical and electrical mapping. The trabecular regions demonstrated high degree of fractionation when compared to non-trabeculated regions, which coincided with delayed activation. Conclusion Trabeculations are found in the RVOT, and their extent varies among individuals. This impacts on the thickness of the compact wall in the RVOT, restricting the depth of tissue at which clinical interventions can be performed, as well as influencing electrical propagation and possible arrhythmogenicity.