Targeting NQO1+ tumor to trigger innate and adaptive immunity

摘要： -- 我们的长期目标是开发一种新型的抗肿瘤药物，以更好地治疗癌症，并将药物水平提高100倍。 NAD(P)H：苯二酚氧化还原酶1(NQO1)。β-拉帕酮(β-LAP)，一种NQO1的生物活性药物，选择性地。 靶向NQO1+的肿瘤细胞和细胞被NQO1激活，以产生新的活性氧自由基(ROS)，从而导致肿瘤的发生。 广泛的DNA损伤和PARP1驱动的肿瘤程序性坏死。我们的初步研究将证明。 这既是中性粒细胞介导的天然免疫系统，也是CD8介导的适应性免疫系统抗肿瘤所必需的。 β-LAP在体内的有效性。此外，我们之前的研究表明，靶向NQO1可能会有效地触发先天感染。 在肿瘤微环境研究(TME)中感知肿瘤与免疫治疗之间的协同作用，以克服适应性疾病。 耐药性。我们在这里的主要目标是定义和描绘肿瘤特异性ROS基因和DNA的作用机制(S)。 β-LAP刺激机体抗肿瘤免疫所造成的损害，决定了β-LAP与免疫系统如何协同作用。 检查站封锁治疗。我们的第二个中心假说是，(I)β-lap治疗会触发免疫原性细胞死亡。 (ICD)诱导损伤相关的分子模式(DAMPS)释放；;(II)诱导吞噬细胞/抗原递呈。 细胞集落刺激因子(APC)促进细胞毒T细胞亚群(CTL)的交叉激发，从而抑制肿瘤的发生。 增加对抗原/DNA的摄取和I型干扰素(;)的产生；I型干扰素和I型干扰素(III)在TME内上调Pd-L1。 有助于肿瘤的复发，为β-LAP与免疫系统的联合治疗提供了治疗的窗口。 检查站：封锁。我们将提出以下具体目标。目标1：阐明β-LAP--的运行机制。 触发了ICD对先天免疫功能的感知。我们最新的工作假说是，β-lap触发了ICD对先天免疫功能的感知。 通过药物的释放，我们将继续评估β-lap疫苗通过治疗性疫苗在体内刺激肿瘤和ICD的能力。 化验。我们还将确定哪种类型(S)的肿瘤DNA(基因组或线粒体)是癌症的主要来源(S)。 β-LAP治疗后，IFN开始产生。第二个目标：它定义了肿瘤细胞和免疫细胞之间的相互作用是如何发生的。 在β-LAP诱导的抗肿瘤免疫中，我们最有效的假说是β-LAP诱导的中性粒细胞与T细胞交叉启动。 细胞与DC/巨噬细胞直接接触或相互作用，以激活T细胞。我们将无法确定β-LAP治疗的临床效果。 在CGAS/STING/IFN上，参与了T细胞的交叉启动。目标3：确定β-LAP的激活机制。 与免疫系统检查站、封锁和治疗系统协同工作，有效地杀死NQO1+肿瘤。我们的工作原理是 假说是，在TME治疗中增加的Pd-L1水平有助于在最初的治疗反应后，导致较大肿瘤的肿瘤复发。 到β-LAP。我们还不会确定在TME中哪种类型的细胞(S)的PD-L1基因表达上调。我们也将决定。 确定哪种类型(S)的PD-L1-表达的细胞对于改善有条件免疫缺陷小鼠的协同效应是至关重要的。 β-L1对肿瘤、树突状细胞或巨噬细胞的作用存在缺陷。其影响：这些研究将进一步勾勒出PPD-L1的重要作用。 在肿瘤选择性先天免疫感知机制中，这将导致T细胞依赖的肿瘤免疫控制。此外，我们还将阐明β是如何发挥作用的。 LAP克服了对抗PD-L1治疗的适应性阻力，这一研究成果将为新的治疗提供新的新的证据。 联合治疗可用于治疗NQO1+的实体肿瘤，并将拓宽免疫球蛋白检查点抑制剂的临床应用范围。

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.