Inhibition of wild-type IDH1 as a ferroptosis-inducing therapeutic approach for the treatment of malignant glioma.
抑制野生型 IDH1 作为治疗恶性神经胶质瘤的铁死亡诱导治疗方法。
基本信息
- 批准号:10539153
- 负责人:
- 金额:$ 49.88万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:
- 财政年份:2022
- 资助国家:美国
- 起止时间:2022-09-01 至 2027-06-30
- 项目状态:未结题
- 来源:
- 关键词:AblationAdjuvantAnabolismBindingBrainCell DeathCell membraneCellsDataEnzymesGeneticGliomaGlutathioneGoalsGrowthImmuneIsocitrate DehydrogenaseLaboratoriesLipid PeroxidesLipidsMalignant GliomaMediatingMembraneMetabolicMolecularMonounsaturated Fatty AcidsMusMutationNADPPatientsPharmacologyPhospholipidsPolyunsaturated Fatty AcidsProductionRadiation therapyReactive Oxygen SpeciesReducing AgentsReportingRoleTestingTherapeuticXenograft procedureanticancer researchbasecancer cellcheckpoint inhibitiondesignfatty acid biosynthesisglutathione peroxidaseimmune checkpoint blockadeinhibitornovelnovel therapeutic interventionoverexpressionradiation responserepaired
项目摘要
Our laboratories recent studies (Stegh and colleagues, Cell Report, 2017; Wahl and colleagues, Cancer
Research, 2017) indicated that IDH1 wild-type (IDH1-wt) is overexpressed in 2/3 of HGG (referred to here
as `IDH1-wthigh GBM') that lack IDH1R132H mutation. Both
alone
while
genetic and pharmacological inhibition of wt-IDH1,
and in combination with radiation therapy (RT) slows the growth of patient-derived HGG xenografts 5,6
overexpression of wt-IDH1 promotes intracranial HGG growth molecular levels, wt-IDH1 high
,
. On GBM
produce excess NADPH, which serves as a rate-limiting reductant that drives the biosynthesis of mono-
unsaturated fatty acids (MUFAs). In addition, enhanced NADPH production increases glutathione (GSH)
level, reduces reactive oxygen species (ROS), activates phospholipidperoxidase glutathione peroxidase 4
(GPX4)-drivenlipid repair, and dampensthe accumulation of polyunsaturated fatty acid (PUFA)-containing
lipid peroxides, known executioners of ferroptosis.
Based on these findings, we hypothesize that wt-IDH1 through enhanced lipid repair, heightened MUFA
biosynthesis and displacement of oxidizable PUFAs from plasma membrane phospholipids antagonizes
ferroptosis, a recently discovered form of cell death has rapidly gained recognition as a paradigm shifting
strategy to specifically target cancer cells. We further hypothesize that wt-IDH1 inhibition cooperates with
known inducers of ferroptosis, including RT and immune-mediated checkpoint inhibition, to antagonize HGG
progression. For the pharmacological inhibition of wt-IDH1, we have used and characterized 13i, a first-in-
class competitive -unsaturated enone, developed by AbbVie. 13i potently inhibits wt-IDH1 enzymatic
activity, by covalently binding to the NADP+ binding pocket. Our data indicate that 13i promotes ferroptosis,
is brain-penetrant, and like genetic ablation, reduces progression and extends the survival of IDH1-wthigh
HGG bearing mice, alone and in combination with RT. We will test these hypotheses in three Specific Aims:
Aim 1: Determine how wt-IDH1 impacts de novo fatty acid biosynthesis and membrane phospholipid
composition to inhibit ferroptosis.
Aim 2. Determine how wt-IDH1 promotes GPX4-dependent lipid repair and antagonizes ferroptosis.
Aim 3: Determine if genetic and pharmacological inactivation of wt-IDH1 amplifies ferroptosis in
response to RT and immune checkpoint blockade and antagonizes HGG progression.
Objectives and long-term goals. We will credential wt-IDH1 as regulator of ferroptosis in HGG and will
validate the pharmacological inhibition of wt-IDH1 using a novel NADP+ competitive inhibitor as a therapeutic
strategy. Results from these studies are expected to inform the design of IND-enabling studies evaluating
the potential of 13i as adjuvant for anti-HGG therapy.
我们的实验室最近的研究(Stegh 和同事,细胞报告,2017 年;Wahl 和同事,癌症
Research, 2017) 表明 IDH1 野生型 (IDH1-wt) 在 2/3 的 HGG 中过表达(参考此处
缺乏 IDH1R132H 突变的“IDH1-wthigh GBM”。
独自的
尽管
wt-IDH1 的遗传和药理学抑制,
与放射治疗 (RT) 相结合可减缓患者来源的 HGG 异种移植物的生长 5,6
wt-IDH1过表达促进颅内HGG生长分子水平,wt-IDH1高
,
.关于GBM
产生过量的 NADPH,它作为限速还原剂,驱动单-生物合成
此外,NADPH 产量的增加会增加谷胱甘肽 (GSH)。
水平,减少活性氧 (ROS),激活磷脂过氧化物酶谷胱甘肽过氧化物酶 4
(GPX4) 驱动的脂质修复,并抑制含多不饱和脂肪酸 (PUFA) 的积累
脂质过氧化物,已知的铁死亡刽子手。
基于这些发现,我们通过增强脂质修复、富有成效的 MUFA 来追求 wt-IDH1
质膜磷脂中可氧化多不饱和脂肪酸的生物合成和置换会拮抗
铁死亡是一种最近发现的细胞死亡形式,作为一种范式转变迅速得到认可
我们进一步研究了 wt-IDH1 抑制与癌细胞的协同作用。
已知的铁死亡诱导剂,包括 RT 和免疫介导的检查点抑制,以拮抗 HGG
对于 wt-IDH1 的药理学抑制,我们使用并表征了 13i,这是一种首创的
由 AbbVie 开发的同类竞争性 α-不饱和烯酮,可有效抑制 wt-IDH1 酶。
通过与 NADP+ 结合袋共价结合,我们的数据表明 13i 促进铁死亡,
具有脑渗透性,与基因消融一样,可减少 IDH1-wthigh 的进展并延长其生存期
携带 HGG 的小鼠,单独使用或与 RT 结合使用,我们将在三个具体目标中测试这些假设:
目标 1:确定 wt-IDH1 如何影响从头脂肪酸生物合成和膜磷脂
抑制铁死亡的组合物。
目标 2. 确定 wt-IDH1 如何促进 GPX4 依赖性脂质修复并拮抗铁死亡。
目标 3:确定 wt-IDH1 的遗传和药理学失活是否会放大铁死亡
对 RT 和免疫检查点阻断的反应并拮抗 HGG 进展。
目标和长期目标 我们将证明 wt-IDH1 作为 HGG 中铁死亡的调节剂。
使用新型 NADP+ 竞争性抑制剂作为治疗方法验证 wt-IDH1 的药理学抑制作用
这些研究的结果预计将为评估 IND 的研究设计提供信息。
13i 作为抗 HGG 治疗佐剂的潜力。
项目成果
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