Modulation of Mcl-1 for Treatment of Lung Cancer
调节 Mcl-1 治疗肺癌
基本信息
- 批准号:10297988
- 负责人:
- 金额:$ 43.35万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:
- 财政年份:2021
- 资助国家:美国
- 起止时间:2021-06-01 至 2026-05-31
- 项目状态:未结题
- 来源:
- 关键词:Animal Cancer ModelAntineoplastic AgentsApoptoticAttenuatedBRCA mutationsBiologicalCancer EtiologyCancer ModelCancer cell lineClinicalCombined Modality TherapyDNA Double Strand BreakDNA RepairDNA Repair PathwayDNA Sequence AlterationDNA biosynthesisDataDevelopmentDown-RegulationFDA approvedFamily memberGenetic EngineeringGlycogen Synthase Kinase 3GoalsGrowthHumanImmunotherapyIn VitroKRAS2 geneLinkMAPK3 geneMCL1 geneMEKsMalignant NeoplasmsMalignant neoplasm of lungMediatingMutationNon-Small-Cell Lung CarcinomaOncogenicOutcomePD-1 blockadePD-1 inhibitorsPI3K/AKTPathway interactionsPatientsPhosphorylationPhosphorylation SitePlayPrognosisPrognostic MarkerProteinsReportingResistanceResistance developmentRoleSTK11 geneSignal TransductionSubgroupTP53 geneTherapeuticTherapeutic InterventionTumor TissueUp-RegulationXenograft procedureanti-PD-1/PD-L1anti-PD-L1anti-PD-L1 therapyanti-cancerbasecancer cellcancer therapyhomologous recombinationimprovedin vivoinhibitor/antagonistlung cancer cellmortalitymutantnew therapeutic targetnovelobjective response rateoverexpressionpatient subsetspotency testingprogrammed cell death ligand 1radioresistantrefractory cancerreplication stresssmall moleculesurvival outcometargeted treatmenttherapeutic targettherapy resistanttumortumor growth
项目摘要
Summary
KRAS mutations activate Raf/MEK/ERK1/2 that can directly phosphorylate Mcl-1 at T163, enhancing Mcl-1’s
function. KRAS mutations also activate PI3K/AKT that can inactivate GSK-3 and inhibit GSK-3-mediated
pMcl-1 at S159 to reduce Mcl-1 degradation. We hypothesize that KRAS mutation-activated ERK1/2 and
PI3K/AKT pathways contribute to stabilization of Mcl-1 via upregulation of pMcl-1 at T163 and downregulation
of pMcl-1 at S159 in lung cancer. Our preliminary data show increased pMcl-1 at T163 in tumor tissues from
NSCLC patients, which associated with worse survival outcome, suggesting that pMcl-1 at T163 may provide a
new therapeutic target and a prognostic biomarker in NSCLC patients. We found that Mcl-1, in addition to its
canonical antiapoptotic function, plays a critical role in supporting homologous recombination (HR)-mediated
repair of DNA double-strand breaks (DSBs). Based on this novel function, we discovered an entirely new class
of small molecule Mcl-1 inhibitor, MI-223, that interacts with the BH1 pocket of Mcl-1 and inhibits HR activity.
MI-223 has potent anti-tumor activity against lung cancer in vitro and in vivo. Olaparib is an FDA-approved
PARP-1 inhibitor with anti-cancer efficacy; however, only patients with HR deficiency (e.g. BRCA1/2 mutations)
respond to olaparib therapy. Since MI-223 inhibits HR-mediated DNA repair, this provides a rationale for
combining MI-223 and olaparib to treat various cancers, including those without BRCA1/2 mutations.
Combined treatment with MI-223 and olaparib synergistically suppresses lung cancer growth in vitro and in
vivo. Since our data indicate that KRAS mutations can activate Mcl-1, we hypothesize that MI-223 alone or in
combination with olaparib may be effective against lung cancers with KRAS mutations. MI-223-induced DSBs
upregulate PD-L1 in tumor tissue from mutant KRAS driven lung cancer model, suggesting combination of MI-
223 with anti-PD-L1 may overcome PD-1 inhibitor resistance in KRAS-mutant lung cancer. To characterize and
develop this novel Mcl-1 inhibitor MI-223 for the treatment of lung cancer, we propose two specific aims: (1)
Determine whether and how KRAS mutations activate Mcl-1 leading to treatment resistance in human lung
cancer cells. Studies will determine whether pMcl-1 at T163 is a novel prognostic biomarker and therapeutic
target in patients with NSCLC; (2) Determine mechanism of action of novel Mcl-1 inhibitor MI-223 in killing
human lung cancer cells. Studies will test the potency of MI-223 alone or in combination with PARP inhibitor
olaparib in patient-derived lung cancer xenograft (PDX), radioresistant, and KRAS-mutant lung cancer
xenografts. Determine whether MI-223 synergizes with olaparib or anti-PD-L1 to more effectively suppress
tumor growth and prolong survival in genetically engineered mutant KRAS-driven lung cancer animal models.
By targeting Mcl-1, we expect to develop a new class of anti-cancer agents and combination strategies for lung
cancer treatment.
概括
KRAS突变激活Raf/MEK/ERK1/2,可以直接磷酸化Mcl-1的T163,从而增强Mcl-1的
KRAS 突变还会激活 PI3K/AKT,从而使 GSK-3 失活并抑制 GSK-3 介导的功能。
我们捕获了 KRAS 突变激活的 ERK1/2 和 S159 处的 pMcl-1,以减少 Mcl-1 降解。
PI3K/AKT 途径通过 T163 处 pMcl-1 的上调和下调促进 Mcl-1 的稳定
我们的初步数据显示肺癌组织中 T163 的 pMcl-1 增加。
NSCLC 患者,这与较差的生存结果相关,表明 T163 处的 pMcl-1 可能提供
除了 Mcl-1 之外,我们还发现了 NSCLC 患者的新治疗靶点和预后生物标志物。
典型的抗凋亡功能,在支持同源重组 (HR) 介导的过程中发挥着关键作用
DNA 双链断裂 (DSB) 的修复 基于这一新功能,我们发现了一个全新的类别。
小分子 Mcl-1 抑制剂 MI-223 与 Mcl-1 的 BH1 口袋相互作用并抑制 HR 活性。
MI-223 在体外和体内均具有有效的抗肺癌活性,Olaparib 是 FDA 批准的药物。
PARP-1抑制剂具有抗癌功效;但仅适用于HR缺陷(例如BRCA1/2突变)的患者
由于 MI-223 抑制 HR 介导的 DNA 修复,这提供了一个理由。
联合 MI-223 和奥拉帕尼治疗各种癌症,包括那些没有 BRCA1/2 突变的癌症。
MI-223 和奥拉帕尼联合治疗可在体外和体内协同抑制肺癌生长
由于我们的数据表明 KRAS 突变可以激活 Mcl-1,因此我们单独或在体内捕获了 MI-223。
与奥拉帕尼联合治疗可能有效对抗 MI-223 诱导的 DSB 突变肺癌。
上调突变 KRAS 驱动的肺癌模型肿瘤组织中的 PD-L1,表明 MI-
223 与抗 PD-L1 可以克服 KRAS 突变肺癌中的 PD-1 抑制剂耐药性。
开发这种新型 Mcl-1 抑制剂 MI-223 来治疗肺癌,我们提出了两个具体目标:(1)
确定 KRAS 突变是否以及如何激活 Mcl-1 导致人肺治疗耐药
研究将确定 T163 处的 pMcl-1 是否是一种新的预后生物标志物和治疗方法。
(2)确定新型Mcl-1抑制剂MI-223的杀伤作用机制
研究将测试 MI-223 单独使用或与 PARP 抑制剂联合使用的功效。
奥拉帕尼在患者来源的肺癌异种移植物 (PDX)、放射抗性和 KRAS 突变肺癌中的应用
确定 MI-223 是否与奥拉帕尼或抗 PD-L1 协同作用以更有效地抑制
基因工程突变 KRAS 驱动的肺癌动物模型中的肿瘤生长和延长生存期。
通过针对 Mcl-1,我们期望开发一类新型抗癌药物和针对肺癌的联合策略
癌症治疗。
项目成果
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