Blockade of Stat3 oncogene addiction induces cellular senescence and reveals a cell-nonautonomous activity suitable for cancer immunotherapy

Stat3 is constitutively activated in several tumor types and plays an essential role in maintaining their malignant phenotype and immunosupression. To take advantage of the promising antitumor activity of Stat3 targeting, it is vital to understand the mechanism by which Stat3 regulates both cell autonomous and non-autonomous processes. Here, we demonstrated that turning off Stat3 constitutive activation in different cancer cell types induces senescence, thus revealing their Stat3 addiction. Taking advantage of the senescence-associated secretory phenotype (SASP) induced by Stat3 silencing (SASP-siStat3), we designed an immunotherapy. The administration of SASP-siStat3 immunotherapy induced a strong inhibition of triplenegative breast cancer and melanoma growth associated with activation of CD4 + T and NK cells. Combining this immunotherapy with anti-PD-1 antibody resulted in survival improvement in mice bearing melanoma. The characterization of the SASP components revealed that type I IFN-related mediators, triggered by the activation of the cyclic GMP-AMP synthase DNA sensing pathway, are important for its immunosurveillance activity. Overall, our findings provided evidence that administration of SASP-siStat3 or low dose of Stat3- blocking agents would benefit patients with Stat3-addicted tumors to unleash an antitumor immune response and to improve the effectiveness of immune checkpoint inhibitors. Fil: de Martino, Mara. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; Argentina Fil: Tkach, Mercedes. Institute Curie; Francia Fil: Bruni, Sofía. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; Argentina Fil: Rocha, Darío Gastón. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales; Argentina Fil: Mercogliano, María Florencia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; Argentina Fil: Cenciarini, Mauro Ezequiel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; Argentina Fil: Chervo, María Florencia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; Argentina Fil: Proietti Anastasi, Cecilia Jazmín. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; Argentina Fil: Dingli, Florent. Institute Curie; Francia Fil: Loewy, Ruth Miriam. Institute Curie; Francia Fil: Fernández, Elmer A.. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro de Investigación y Desarrollo en Inmunología y Enfermedades Infecciosas. Universidad Católica de Córdoba. Centro de Investigación y Desarrollo en Inmunología y Enfermedades Infecciosas; Argentina Fil: Elizalde, Patricia Virginia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; Argentina Fil: Piaggio, Eliane. Institute Curie; Francia Fil: Schillaci, Roxana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; Argentina