Acetyl-CoA represents a central node of carbon metabolism that plays a key role in bioenergetics, cell proliferation, and the regulation of gene expression. Highly glycolytic or hypoxic tumors must produce sufficient quantities of this metabolite to support cell growth and survival under nutrient-limiting conditions. Here, we show that the nucleocytosolic acetyl-CoA synthetase enzyme, ACSS2, supplies a key source of acetyl-CoA for tumors by capturing acetate as a carbon source. Despite exhibiting no gross deficits in growth or development, adult mice lacking ACSS2 exhibit a significant reduction in tumor burden in two different models of hepatocellular carcinoma. ACSS2 is expressed in a large proportion of human tumors, and its activity is responsible for the majority of cellular acetate uptake into both lipids and histones. These observations may qualify ACSS2 as a targetable metabolic vulnerability of a wide spectrum of tumors.

The small-molecule HIF-2α antagonist PT2399 causes tumour regression in animal models of clear cell renal cell carcinoma, but cell lines of this tumour type show unexpectedly variable responses to PT2399. The transcription factor HIF-2, an important driver of clear cell renal cell carcinoma, has been called 'undruggable'. However, in this issue of Nature, two groups report on the development and testing of a novel HIF-2α inhibitor, termed PT2399. William Kaelin and colleagues show that PT2399 causes tumour regression in preclinical mouse models of primary and metastatic pVHL-defective clear cell renal cell carcinoma. James Brugarolas and colleagues tested the compound in mice with tumour grafts generated from human renal cell cancers. PT2399 decreased tumour growth in 10 out of 18 cell lines and was well tolerated. The authors identify potential markers of sensitivity and provide initial characterization of the effects and mechanisms of resistance acquisition in vivo. Both groups report variable sensitivity to PT2399 in some pVHL-defective cell lines, highlighting a need for predictive biomarkers to be developed for use of this approach in the clinic. Clear cell renal cell carcinoma, the most common form of kidney cancer, is usually linked to inactivation of the pVHL tumour suppressor protein and consequent accumulation of the HIF-2α transcription factor (also known as EPAS1)1. Here we show that a small molecule (PT2399) that directly inhibits HIF-2α causes tumour regression in preclinical mouse models of primary and metastatic pVHL-defective clear cell renal cell carcinoma in an on-target fashion. pVHL-defective clear cell renal cell carcinoma cell lines display unexpectedly variable sensitivity to PT2399, however, suggesting the need for predictive biomarkers to be developed to use this approach optimally in the clinic.

Abstract More than 90% of clear cell renal cell carcinomas (ccRCC) exhibit inactivation of the von Hippel–Lindau (pVHL) tumor suppressor, establishing it as the major underlying cause of this malignancy. pVHL inactivation results in stabilization of the hypoxia-inducible transcription factors, HIF1α and HIF2α, leading to expression of a genetic program essential for the initiation and progression of ccRCC. Herein, we describe the potent, selective, and orally active small-molecule inhibitor PT2385 as a specific antagonist of HIF2α that allosterically blocks its dimerization with the HIF1α/2α transcriptional dimerization partner ARNT/HIF1β. PT2385 inhibited the expression of HIF2α-dependent genes, including VEGF-A, PAI-1, and cyclin D1 in ccRCC cell lines and tumor xenografts. Treatment of tumor-bearing mice with PT2385 caused dramatic tumor regressions, validating HIF2α as a pivotal oncogenic driver in ccRCC. Notably, unlike other anticancer agents that inhibit VEGF receptor signaling, PT2385 exhibited no adverse effect on cardiovascular performance. Thus, PT2385 represents a novel class of therapeutics for the treatment of RCC with potent preclincal efficacy as well as improved tolerability relative to current agents that target the VEGF pathway. Cancer Res; 76(18); 5491–500. ©2016 AACR.

E7820 and indisulam are two examples of aryl sulfonamides that recruit RBM39 to Rbx-Cul4-DDA1-DDB1-DCAF15 E3 ligase complex, leading to its ubiquitination and degradation by the proteasome. In order to understand their mechanism of action, we carried out kinetic analysis on the recruitment of RBM39 to DCAF15 and solved a crystal structure of DDA1-DDB1-DCAF15 in complex with E7820 and the RRM2 domain of RBM39. E7820 packs in a shallow pocket on the surface of DCAF15 and the resulting modified interface binds RBM39 through the alpha 1 helix of RRM2 domain. Our kinetic studies revealed that aryl sulfonamide and RBM39 bind to DCAF15 in a synergistic manner. The structural and kinetic studies confirm aryl sulfonamides as molecular glues in the recruitment of RBM39 and provide a framework for future efforts to utilize DCAF15 to degrade other protein of interests.