Uterine serous carcinoma (USC) is a biologically aggressive subtype of endometrial cancer. We analyzed the mutational landscape of USC by whole-exome sequencing of 57 cancers, most of which were matched to normal DNA from the same patients. The distribution of the number of protein-altering somatic mutations revealed that 52 USC tumors had fewer than 100 (median 36), whereas 5 had more than 3,000 somatic mutations. The mutations in these latter tumors showed hallmarks of defects in DNA mismatch repair. Among the remainder, we found a significantly increased burden of mutation in 14 genes. In addition to well-known cancer genes (i.e., TP53 , PIK3CA , PPP2R1A , KRAS , FBXW7 ), there were frequent mutations in CHD4/Mi2b , a member of the NuRD–chromatin-remodeling complex, and TAF1 , an element of the core TFIID transcriptional machinery. Additionally, somatic copy-number variation was found to play an important role in USC, with 13 copy-number gains and 12 copy-number losses that occurred more often than expected by chance. In addition to loss of TP53 , we found frequent deletion of a small segment of chromosome 19 containing MBD3 , also a member of the NuRD–chromatin-modification complex, and frequent amplification of chromosome segments containing PIK3CA , ERBB2 (an upstream activator of PIK3CA), and CCNE1 (a target of FBXW7-mediated ubiquitination). These findings identify frequent mutation of DNA damage, chromatin remodeling, cell cycle, and cell proliferation pathways in USC and suggest potential targets for treatment of this lethal variant of endometrial cancer.

Abstract Amplification of and oncogenic mutations in ERBB2, the gene encoding the HER2 receptor tyrosine kinase, promote receptor hyperactivation and tumor growth. Here we demonstrate that HER2 ubiquitination and internalization, rather than its overexpression, are key mechanisms underlying endocytosis and consequent efficacy of the anti-HER2 antibody–drug conjugates (ADC) ado-trastuzumab emtansine (T-DM1) and trastuzumab deruxtecan (T-DXd) in lung cancer cell lines and patient-derived xenograft models. These data translated into a 51% response rate in a clinical trial of T-DM1 in 49 patients with ERBB2-amplified or -mutant lung cancers. We show that cotreatment with irreversible pan-HER inhibitors enhances receptor ubiquitination and consequent ADC internalization and efficacy. We also demonstrate that ADC switching to T-DXd, which harbors a different cytotoxic payload, achieves durable responses in a patient with lung cancer and corresponding xenograft model developing resistance to T-DM1. Our findings may help guide future clinical trials and expand the field of ADC as cancer therapy. Significance: T-DM1 is clinically effective in lung cancers with amplification of or mutations in ERBB2. This activity is enhanced by cotreatment with irreversible pan-HER inhibitors, or ADC switching to T-DXd. These results may help address unmet needs of patients with HER2-activated tumors and no approved targeted therapy. See related commentary by Rolfo and Russo, p. 643. This article is highlighted in the In This Issue feature, p. 627

Significance Some cancers, termed carcinosarcomas (CSs), have mixed cell types, with either epithelial or mesenchymal features. Sequencing the genomes of uterine and ovarian CSs demonstrated that these different cell types derive from a common precursor cell that has many mutations typical of epithelial cancers. In addition, we find that these tumors have a significant burden of point mutations and amplification of histone genes, suggesting a potential role of these mutations in sarcomatous transformation. Consistent with this finding, expression of specific histone gene mutations in uterine carcinoma cells changed gene expression toward a mesenchymal state. These findings have potential implications for the treatment of these cancers.

Abstract Background While NTRK fusion-positive cancers can be exquisitely sensitive to first-generation TRK inhibitors, resistance inevitably occurs, mediated in many cases by acquired NTRK mutations. Next-generation inhibitors (e.g., selitrectinib, repotrectinib) maintain activity against these TRK mutant tumors; however, there are no next-generation TRK inhibitors approved by the FDA and select trials have stopped treating patients. Thus, the identification of novel, potent and specific next-generation TRK inhibitors is a high priority. Methods In silico modeling and in vitro kinase assays were performed on TRK wild type (WT) and TRK mutant kinases. Cell viability and clonogenic assays as well as western blots were performed on human primary and murine engineered NTRK fusion-positive TRK WT and mutant cell models. Finally, zurletrectinib was tested in vivo in human xenografts and murine orthotopic glioma models harboring TRK-resistant mutations. Results In vitro kinase and in cell-based assays showed that zurletrectinib, while displaying similar potency against TRKA, TRKB, and TRKC WT kinases, was more active than other FDA approved or clinically tested 1 st - (larotrectinib) and next-generation (selitrectinib and repotrectinib) TRK inhibitors against most TRK inhibitor resistance mutations (13 out of 18). Similarly, zurletrectinib inhibited tumor growth in vivo in sub-cute xenograft models derived from NTRK fusion-positive cells at a dose 30 times lower when compared to selitrectinib. Computational modeling suggests this stronger activity to be the consequence of augmented binding affinity of zurletrectinib for TRK kinases. When compared to selitrectinib and repotrectinib, zurletrectinib showed increased brain penetration in rats 0.5 and 2 h following a single oral administration. Consistently, zurletrectinib significantly improved the survival of mice harboring orthotopic NTRK fusion-positive, TRK-mutant gliomas (median survival = 41.5, 66.5, and 104 days for selitrectinib, repotrectinib, and zurletrectinib respectively; P < 0.05). Conclusion Our data identifies zurletrectinib as a novel, highly potent next-generation TRK inhibitor with stronger in vivo brain penetration and intracranial activity than other next-generation agents.