Targeting PPT1 in the Tumor Microenvironment

项目摘要-项目2 黑色素瘤的耐药性是提高生存率的主要障碍。这个项目将决定治疗是否 抗性可以通过靶向溶酶体酶蛋白棕榈酰硫酯酶1（PPT 1）来逆转。 自噬是一种溶酶体依赖性途径，其促进肿瘤生长和对治疗的抵抗， 黑素瘤用氯喹（CQ）衍生物抑制自噬增强许多抗癌药物的功效。 治疗，但作为单一药剂具有有限的活性。 涉及HCQ治疗黑色素瘤的临床试验显示， 有希望的活动，但关注已提出的效力HCQ，其知之甚少， 作用机制。 我们已经制备了二聚体抗疟疾化合物， 比CQ或HCQ在体外和体内。 二聚喹吖因（DQ）（Rebecca Cancer Discovery 2017）和 二聚氯喹（DC）（Rebecca Cancer Discovery修订版）看起来特别有希望作为两种工具 化合物和潜在的临床药物。 在目前的周期中，我们发现延长接头长度 这些二聚体化合物增加了溶酶体定位和抗黑色素瘤活性。 这些DQ和 使用具有较长接头以及CQ的DC来拉动新的溶酶体靶点PPT 1，其是 在癌症中过度表达，特别是在转移性病变中。 针对溶酶体和自噬的努力， 癌细胞已经集中在癌细胞内的影响，但最近的文献表明， TME内的免疫抑制细胞中的免疫抑制通路也有助于抗肿瘤活性。 我们将利用 与项目1、3和4的创新合作以及P01核心的大力支持，以了解 PPT 1抑制在两种肿瘤细胞中的作用，肿瘤细胞与成纤维细胞之间的相互作用，肿瘤 相关的巨噬细胞和T细胞。该建议是基于广泛的新的初步数据， 2017年9月提交的评论。 我们将检验一个假设， 肿瘤细胞和巨噬细胞中的PPT 1通过完成3 目的：目的1将通过将杂原子取代引入接头来开发创新的新化合物， 并开发了第一个二聚体的铁喹衍生物，可以在酸性环境中有更好的渗透性， TME。 我们还将开发一种与活细胞和动物研究兼容的新型PPT 1检测方法。 目的 2将利用P01内的合作，研究PPT 1在阻断老年人脂质转运中的作用。 成纤维细胞转化为黑色素瘤细胞和逆转对靶向治疗的抗性。 目标3将研究 在3D培养中，PPT 1对肿瘤细胞与T细胞和巨噬细胞相互作用的抑制，免疫活性 小鼠模型，以及一种新的Ppt 1条件性KO模型，目的是逆转对 免疫疗法 这些研究的影响将是解开更深层次的机械理解， TME内溶酶体抑制的后果，这将支持这些药物的临床开发 在未来获得的知识将最终导致改善患者的结果。

Project Summary – Project 2     Therapy resistance in melanoma is a major hurdle to improved survival. This project will determine if therapy  resistance  can  be  reversed  by  targeting  the  lysosomal  enzyme  protein  palmitoyl  thioesterase  1  (PPT1).  Autophagy  is  a  lysosome-­dependent  pathway  that  promotes  tumor  growth  and  resistance  to  therapy  in  melanoma. Autophagy inhibition with chloroquine (CQ) derivatives augments the efficacy of many anticancer  therapies,  but  has  limited  activity  as  a  single  agent.  Clinical  trials  involving  HCQ  in  melanoma  show  promising  activity  but  concerns  have  been  raised  about  the  potency  of  HCQ,  and  its  poorly  understood  mechanism  of  action.  We  have  prepared  dimeric  antimalarial  compounds  that  are  10-­1000  fold  more  potent  in  vitro  and  in  vivo  than  CQ  or  HCQ.    Dimeric  quinacrines  (DQs)  (Rebecca  Cancer  Discovery  2017)  and  dimeric  chloroquines  (DCs)  (Rebecca  Cancer  Discovery  in  revision)  look  especially  promising  as  both  tool  compounds  and  potential  clinical  drugs.  In  the  current  cycle,  we  have  found  that  extending  the  linker  length  of  these  dimeric  compounds  increases  lysosomal  localization  and  anti-­melanoma  activity.  These  DQs  and  DCs  with  longer  linkers  as  well  as  CQ  were  used  to  pull  a  new  lysosomal  target,  PPT1,  which  is  overexpressed  in  cancer,  especially  in  metastatic  lesions.  Efforts  to  target  the  lysosome  and  autophagy  in  cancer  cells  have  focused  on  the  effects  within  cancer  cells  but  recent  literature  suggests  targeting  this  pathway  in  immunosuppressive  cells  within  the  TME  also  contributes  to  antitumor  activity.  We  will  leverage  innovative  collaborations  with  Projects 1,  3  and 4  and heavy  support  from  the  P01  cores  to  understand  the  effects  of  PPT1  inhibition  in  both  tumor  cells,  the  interaction  between  tumor  cells  and  fibroblasts,  tumor  associated macrophages and T cells. The proposal is based on extensive new preliminary data in response  to  the  reviewers’  critiques  from  the  September  2017  submission.    We  will  test  the  hypothesis  that  targeting  PPT1  in tumor  cells and  macrophages  overcomes  therapy  resistance  in  melanoma through  completion  of 3  aims:  Aim  1  will  develop  innovative  new  compounds  by  introducing  heteroatom  substitutions  into  the  linker,  and  developing  the  first  ever  dimeric  ferroquine  derivatives  that  could  have  better  penetration  in  the  acidic  TME.  We  will also develop a novel  assay  for PPT1  that  is  compatible  with  live  cells  and  animal  studies.  Aim  2  will  leverage  collaborations  within  the  P01  to  study  the  role  of  PPT1  in  blocking  lipid  trafficking  from  aged  fibroblasts  to  melanoma  cells  and  reversing  resistance  to  targeted  therapy.    Aim  3  will  study  the  effects  of  PPT1  inhibition  on  tumor  cell  interactions  with  T  cells  and  macrophages  in  3D  culture,  immunocompetent  mouse  models,  and  a  new  conditional  KO  model  of  Ppt1,  with  the  goal  of  reversing  resistance  to  immunotherapy.  The  impact  of  these  studies  will  be  to  unravel  a  deeper  mechanistic  understanding  of  the  consequences of lysosomal inhibition within the TME, which will support clinical development of these agents  in the future. Knowledge gained will ultimately lead to improved patient outcomes.