Neuroblastoma is a hard-to-treat childhood cancer. However, anti-GD2 Chimeric Antigen Receptor-T (CAR-T) cells, a recent advancement in cell-based immunotherapy, showed early clinical promises. While CAR-T cell therapy represented a breakthrough in the treatment of liquid tumors, it still has limited efficacy against solid tumors. Therefore, several options to enhance the anti-tumor activity of CAR-T cells are being investigated. One of them includes the use of small molecules in combination with CAR-T cells to improve the outcome of this anti-tumor therapy. Previous experimental work in the laboratory was successful in the identification, through a screening approach, of dual Insulin-like Growth Factor 1 Receptor/Insulin Receptor (IGF1R/IR) inhibitors as potentiator of anti-GD2 CAR-T cells activity, leading to a potential new combination strategy to treat Diffuse Intrinsic Pontine Glioma (DIPG). These findings were extended to Neuroblastoma. We showed that Neuroblastoma cells are sensitive to IGF1R/IR antagonists, BMS754807 and Linsitinib, and demonstrated that these inhibitors increase the anti-GD2 CAR-T cells mediated killing of the Neuroblastoma cell line SH-SY5Y. The two inhibitors seem to target only Neuroblastoma cells, probably because IGF1R/IR pathway is not crucial for CAR-T cells activity as underlined by the absence of IGF1R and IR in the anti-GD2 CAR-T cells that we used. Thus, the results suggest that anti-GD2 CAR-T cells in combination with an IGF1R/IR inhibitor could be a valuable approach for the treatment of Neuroblastoma. In addition, and in order to identify other potential compound/anti-GD2 CAR-T cells combination strategies for Neuroblastoma, we developed a high throughput cell-based assay to follow the anti-tumor activity of CAR-T cells on Neuroblastoma cells. Using this assay and the Neuroblastoma cell line SH-SY5Y, we performed a screen with a library composed of small molecules kinase inhibitors. 8 hits have been identified and further work will be required to confirm their activity as potentiator of anti-GD2 CAR-T cells.
Il Neuroblastoma è un tipo di tumore infantile di difficile trattamento. Tuttavia, lo sviluppo di cellule CAR-T (cellule T con recettore chimerico di antigene) dirette contro GD2, prodotto dei recenti avanzamenti nel campo dellimmunoterapia cellulare, hanno permesso lottenimento di risultati clinici precoci promettenti. La terapia basata sulluso di cellule CAR-T ha rappresentato una svolta per il trattamento di diversi tumori liquidi, ma ha mostrato efficacia limitata quando impiegata contro tumori solidi. Per questo motivo, diverse opzioni sono state prese in considerazione per migliorare lefficacia antitumorale delle cellule CAR-T. Una delle opzioni include luso di small molecules in associazione alle cellule CAR-T per migliorare lesito della terapia antitumorale. Esperimenti precedentemente svolti nel nostro laboratorio hanno permesso di identificare, tramite un approccio di screening, inibitori bivalenti di IGF1R/IR (recettore del fattore di crescita insulino-simile/recettore dellinsulina) in grado di potenziare lattività di cellule CAR-T anti GD2; questa scoperta ha condotto allo sviluppo di una nuova, potenziale strategia terapeutica per il trattamento del DIPG (glioma diffuso intrinseco del ponte). Questa scoperta è stata estesa anche al Neuroblastoma. Abbiamo dimostrato che le cellule di Neuroblastoma sono sensibili agli antagonisti di IGF1R/IR, BMS754807 e Linsitinib, e che tali inibitori possono aumentare leliminazione, mediata dalle cellule CAR-T anti GD2, di cellule tumorali di Neuroblastoma della linea cellulare SH-5Y5Y. I due inibitori sembrano eliminare solo le cellule di Neuroblastoma: questo è probabilmente dovuto al fatto che il pathway IGF1R/IR non è cruciale per lattività delle cellule CAR-T, come sottolineato dallassenza di espressione di IGF1R e IR nelle cellule CAR-T anti-GD2 da noi utilizzate. Questi risultati suggeriscono quindi che luso combinato di cellule CAR-T anti GD2 e di inibitori IGF1R/IR potrebbe rappresentare un valido approccio terapeutico per il trattamento del Neuroblastoma. Per poter identificare ulteriori composti che potrebbero essere impiegati in strategie combinatorie insieme a cellule CAR-T anti GD2 contro il Neuroblastoma, abbiamo sviluppato un saggio cellulare high-throughput per valutare lefficacia antitumorale delle cellule CAR-T su cellule di Neuroblastoma. Applicando questo saggio a cellule di Neuroblastoma della linea SH-5Y5Y abbiamo effettuato uno screening di una libreria di small molecules con attività di inibitori di chinasi. Sono state così identificate 8 molecole; saranno richieste ulteriori indagini per confermare la loro efficacia nel potenziare lattività delle cellule CAR-T anti GD2.
Uso combinato di cellule CAR-T e inibitori bivalenti di IGF1R/IR: una nuova strategia per migliorare la terapia del Neuroblastoma
NAI, FRANCESCO
2018/2019
Abstract
Neuroblastoma is a hard-to-treat childhood cancer. However, anti-GD2 Chimeric Antigen Receptor-T (CAR-T) cells, a recent advancement in cell-based immunotherapy, showed early clinical promises. While CAR-T cell therapy represented a breakthrough in the treatment of liquid tumors, it still has limited efficacy against solid tumors. Therefore, several options to enhance the anti-tumor activity of CAR-T cells are being investigated. One of them includes the use of small molecules in combination with CAR-T cells to improve the outcome of this anti-tumor therapy. Previous experimental work in the laboratory was successful in the identification, through a screening approach, of dual Insulin-like Growth Factor 1 Receptor/Insulin Receptor (IGF1R/IR) inhibitors as potentiator of anti-GD2 CAR-T cells activity, leading to a potential new combination strategy to treat Diffuse Intrinsic Pontine Glioma (DIPG). These findings were extended to Neuroblastoma. We showed that Neuroblastoma cells are sensitive to IGF1R/IR antagonists, BMS754807 and Linsitinib, and demonstrated that these inhibitors increase the anti-GD2 CAR-T cells mediated killing of the Neuroblastoma cell line SH-SY5Y. The two inhibitors seem to target only Neuroblastoma cells, probably because IGF1R/IR pathway is not crucial for CAR-T cells activity as underlined by the absence of IGF1R and IR in the anti-GD2 CAR-T cells that we used. Thus, the results suggest that anti-GD2 CAR-T cells in combination with an IGF1R/IR inhibitor could be a valuable approach for the treatment of Neuroblastoma. In addition, and in order to identify other potential compound/anti-GD2 CAR-T cells combination strategies for Neuroblastoma, we developed a high throughput cell-based assay to follow the anti-tumor activity of CAR-T cells on Neuroblastoma cells. Using this assay and the Neuroblastoma cell line SH-SY5Y, we performed a screen with a library composed of small molecules kinase inhibitors. 8 hits have been identified and further work will be required to confirm their activity as potentiator of anti-GD2 CAR-T cells.È consentito all'utente scaricare e condividere i documenti disponibili a testo pieno in UNITESI UNIPV nel rispetto della licenza Creative Commons del tipo CC BY NC ND.
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https://hdl.handle.net/20.500.14239/21353