Targeting NQO1+ tumor to trigger innate and adaptive immunity

摘要 我们的长期目标是开发新的抗肿瘤疗法，以治疗高水平（> 100倍）的癌症。 NAD（P）H：醌氧化还原酶1（NQO 1）。 NQO 1生物活性药物β-拉帕酮（β-Lapachone，β-Laplap）选择性地 靶向NQO 1+肿瘤，并被NQO 1激活产生活性氧（ROS），导致 广泛的DNA损伤和PARP 1-β驱动的肿瘤程序性坏死。我们的初步研究表明 中性粒细胞介导的先天免疫和CD 8-T介导的适应性免疫都是抗肿瘤免疫所必需的。 β-Alkylap在体内的功效。 此外，我们以前的研究表明，靶向NQO 1有效地触发先天性 肿瘤微环境（TME）内的传感与免疫疗法协同作用，以克服适应性 阻力 我们的目标是定义和描述肿瘤特异性ROS和DNA的作用机制。 β-Alkylap诱导的损伤，刺激抗肿瘤免疫，并确定β-Alkylap如何协同免疫 检查点阻断疗法我们的中心假设是（i）β-glap处理触发免疫原性细胞死亡 (ICD)并诱导损伤相关分子模式（DAMPs）的释放;（ii）吞噬细胞/抗原呈递 细胞（APCs）募集促进细胞毒性T细胞（CTL）的交叉免疫启动， 增加抗原/DNA摄取和I型干扰素（IFN）产生;（iii）TME内PD-IL 1上调 有助于肿瘤复发，并为β-肾上腺素联合免疫治疗提供了治疗窗口 检查站封锁。 我们提出以下具体目标。 目的1：阐明β-环糊精的作用机制 先天免疫感应的触发ICD我们的工作假设是，β-肾上腺素激活ICD的先天感觉 通过释放DAMP。我们将通过治疗性疫苗来评估β-glap在体内刺激肿瘤ICD的能力 比色法我们还将确定哪种类型的肿瘤DNA（基因组或线粒体）是肿瘤的主要来源。 β-环糊精处理后的IFN产生。目的2：定义肿瘤细胞和免疫细胞的相互作用如何发生 β-环糊精诱导的抗肿瘤免疫。我们的工作假设是β-lap-β-lap诱导的中性粒细胞交叉T 细胞直接或与DC/巨噬细胞相互作用以引发T细胞。我们将确定β-环糊精治疗的效果 对参与T细胞交叉致敏的cGAS/STING/IFN的影响。 目的3：确定β-羟丙基甲基纤维素 与免疫检查点阻断疗法协同有效地杀死NQO 1+肿瘤。 我们的工作 假设TME内PD-IL 1增加有助于大肿瘤在初始应答后的肿瘤复发 到β-羟甲基纤维素 我们将确定在TME内哪种类型的细胞中PD-IL 1表达上调。 我们还将 确定哪种类型的PD-IL 1-IL 1表达细胞对于条件性免疫缺陷小鼠中的协同效应是必需的。 肿瘤、DC或巨噬细胞上的PD-IL 1缺陷。 影响：这些研究将描述β-羟甲基纤维素的作用， 在肿瘤细胞选择性先天感应中，导致T细胞依赖性肿瘤控制。此外，我们将阐明β-环糊精 Lap克服了对抗PD-IL 1治疗适应性抵抗。 这项研究将为新的 本发明提供了用于NQO 1+实体瘤的联合疗法，并拓宽了免疫检查点抑制剂的临床效用。

ABSTRACT    Our  long-­term  goal  is  to  develop  novel  antitumor  therapies  to  treat  cancer  with  elevated  (>  100-­fold)  levels  of  NAD(P)H:quinone  oxidoreductase  1  (NQO1).  β-­Lapachone  (β-­lap),  an  NQO1  bioactivatable  drug,  selectively  targets  NQO1+  tumors  and  is  activated  by  NQO1  to  generate  reactive  oxygen  species  (ROS),  leading  to  extensive DNA damage and PARP1-­driven tumor programmed necrosis. Our preliminary studies demonstrate  that both neutrophil-­mediated innate immunity and CD8-­mediated adaptive immunity are required for antitumor  efficacy  of  β-­lap  in  vivo.  Furthermore, our previous  studies  reveal  that targeting  NQO1  potently  triggers  innate  sensing  within  tumor  microenvironment  (TME)  that  synergizes  with  immunotherapy  to  overcome  adaptive  resistance.  Our  objective  here  is  to  define  and  delineate  the  mechanism(s)  of  tumor-­specific  ROS  and  DNA  damage induced by β-­lap that stimulates antitumor immunity, and determine how β-­lap synergizes with immune  checkpoint blockade therapy. Our central hypothesis is that (i) β-­lap treatment triggers immunogenic cell death  (ICD) and induces damage-­associated molecular patterns (DAMPs) release;; (ii) phagocytes/antigen-­presenting  cells  (APCs)  recruitment  promotes  cross-­priming  of  cytotoxic  T  cells  (CTLs)  for  suppression  of  tumor  by  increasing antigen/DNA uptake and type I interferons (IFNs) production;; and (iii) upregulated PD-­L1 within TME  contributes  to  tumor  relapse  and  provides  therapeutic  window  for  combination  therapy  of  β-­lap  with  immune  checkpoint  blockade.  We  propose  the  following  Specific  Aims.  AIM  1:  Elucidate  the  mechanism  of  β-­lap-­ triggered ICD for innate immune sensing. Our working hypothesis is that β-­lap triggers ICD for innate sensing  via the release of DAMPs. We will assess the ability of β-­lap to stimulate tumor ICD in vivo by therapeutic vaccine  assay. We will also determine which type(s) of tumor DNA (genomic or mitochondrial) is the major source(s) of  IFNs production after β-­lap treatment. AIM 2: Define how tumor cells and immune cells cross-­talk occurs  in β-­lap-­induced antitumor immunity. Our working hypothesis is that β-­lap-­induced neutrophils cross-­prime T  cells directly or interact with DCs/macrophages to prime T cells. We will determine the effects of β-­lap treatment  on  cGAS/STING/IFNs  involved  in  T  cells  cross-­priming.  AIM  3:  Determine  the  mechanism  by  which  β-­lap  synergizes  with  immune  checkpoint  blockade  therapy  to  efficaciously  kill  NQO1+  tumors.  Our  working  hypothesis is that increased PD-­L1 within TME contributes to tumor relapse of large tumors after initial responses  to  β-­lap.  We  will  determine  in  which type(s)  of  cells  PD-­L1 expression  is upregulated  within  TME.  We  will  also  determine which type(s) of PD-­L1-­expressing cells is essential for the synergistic effect in mice with conditional  deficiencies of  PD-­L1  on tumors,  DCs  or  macrophages.  IMPACT:  These  studies  will delineate  the  role  of  β-­lap  in tumor-­selective innate sensing that leads to T cell-­dependent tumor control. Further, we will elucidate how β-­ lap  overcomes  adaptive  resistance  to  anti-­PD-­L1  therapy.  This  research  will  provide  novel  evidence  for  new  combination therapy for NQO1+ solid tumors and broaden the clinical utility of immune checkpoint inhibitors.