Elucidation of the mutational landscape of human cancer has progressed rapidly and been accompanied by the development of therapeutics targeting mutant oncogenes. However, a comprehensive mapping of cancer dependencies has lagged behind and the discovery of therapeutic targets for counteracting tumor suppressor gene loss is needed. To identify vulnerabilities relevant to specific cancer subtypes, we conducted a large-scale RNAi screen in which viability effects of mRNA knockdown were assessed for 7,837 genes using an average of 20 shRNAs per gene in 398 cancer cell lines. We describe findings of this screen, outlining the classes of cancer dependency genes and their relationships to genetic, expression, and lineage features. In addition, we describe robust gene-interaction networks recapitulating both protein complexes and functional cooperation among complexes and pathways. This dataset along with a web portal is provided to the community to assist in the discovery and translation of new therapeutic approaches for cancer.

Abstract Genetic alterations in the fibroblast growth factor receptor (FGFR) pathway are promising therapeutic targets in many cancers, including intrahepatic cholangiocarcinoma (ICC). The FGFR inhibitor BGJ398 displayed encouraging efficacy in patients with FGFR2 fusion–positive ICC in a phase II trial, but the durability of response was limited in some patients. Here, we report the molecular basis for acquired resistance to BGJ398 in three patients via integrative genomic characterization of cell-free circulating tumor DNA (cfDNA), primary tumors, and metastases. Serial analysis of cfDNA demonstrated multiple recurrent point mutations in the FGFR2 kinase domain at progression. Accordingly, biopsy of post-progression lesions and rapid autopsy revealed marked inter- and intralesional heterogeneity, with different FGFR2 mutations in individual resistant clones. Molecular modeling and in vitro studies indicated that each mutation led to BGJ398 resistance and was surmountable by structurally distinct FGFR inhibitors. Thus, polyclonal secondary FGFR2 mutations represent an important clinical resistance mechanism that may guide the development of future therapeutic strategies. Significance: We report the first genetic mechanisms of clinical acquired resistance to FGFR inhibition in patients with FGFR2 fusion–positive ICC. Our findings can inform future strategies for detecting resistance mechanisms and inducing more durable remissions in ICC and in the wide variety of cancers where the FGFR pathway is being explored as a therapeutic target. Cancer Discov; 7(3); 252–63. ©2016 AACR. See related commentary by Smyth et al., p. 248. This article is highlighted in the In This Issue feature, p. 235

A novel series of N-aryl-N'-pyrimidin-4-yl ureas has been optimized to afford potent and selective inhibitors of the fibroblast growth factor receptor tyrosine kinases 1, 2, and 3 by rationally designing the substitution pattern of the aryl ring. On the basis of its in vitro profile, compound 1h (NVP-BGJ398) was selected for in vivo evaluation and showed significant antitumor activity in RT112 bladder cancer xenografts models overexpressing wild-type FGFR3. These results support the potential therapeutic use of 1h as a new anticancer agent.

Abstract Patient stratification biomarkers that enable the translation of cancer genetic knowledge into clinical use are essential for the successful and rapid development of emerging targeted anticancer therapeutics. Here, we describe the identification of patient stratification biomarkers for NVP-BGJ398, a novel and selective fibroblast growth factor receptor (FGFR) inhibitor. By intersecting genome-wide gene expression and genomic alteration data with cell line–sensitivity data across an annotated collection of cancer cell lines called the Cancer Cell Line Encyclopedia, we show that genetic alterations for FGFR family members predict for sensitivity to NVP-BGJ398. For the first time, we report oncogenic FGFR1 amplification in osteosarcoma as a potential patient selection biomarker. Furthermore, we show that cancer cell lines harboring FGF19 copy number gain at the 11q13 amplicon are sensitive to NVP-BGJ398 only when concomitant expression of β-klotho occurs. Thus, our findings provide the rationale for the clinical development of FGFR inhibitors in selected patients with cancer harboring tumors with the identified predictors of sensitivity. Significance: The success of a personalized medicine approach using targeted therapies ultimately depends on being able to identify the patients who will benefit the most from any given drug. To this end, we have integrated the molecular profiles for more than 500 cancer cell lines with sensitivity data for the novel anticancer drug NVP-BGJ398 and showed that FGFR genetic alterations are the most significant predictors for sensitivity. This work has ultimately endorsed the incorporation of specific patient selection biomakers in the clinical trials for NVP-BGJ398. Cancer Discov; 2(12); 1118–33. ©2012 AACR. Read the Commentary on this article by Loch and Pollock, p. 1081 This article is highlighted in the In This Issue feature, p. 1065