Project 1- Elucidating oncogenic KRAS in PDAC cell signaling, resistance and immunity

NIH RePORTER · NIH · P01 · $546,751 · view on reporter.nih.gov ↗

Abstract

Project 1 -­ Abstract/Summary  Oncogenic  KRAS  (KRAS*)  is  universally  present  in  >90%  of  human  pancreatic  adenocarcinoma  (PDAC)  and  functions as the dominant driver for tumor development. The central theme of Project 1 has been the elucidation  of KRAS* function in PDAC and translate of these insights into effective therapies. In our previous grant cycles,  Project 1 and our P01 team have established the essential role for KRAS* in PDAC maintenance, prompting the  development  of KRAS*-­targeted exosome-­based RNAi  therapy  from  Project  3 that  has  been  translated  into  a  first-­in-­human  trial.  Collaborative  work  from  Project  1  and  Project  2  has  not  only  elaborated  the  regulation  of  anabolic metabolism and nutrient salvage pathways that are essential for KRAS*-­driven tumor maintenance, but  also identified molecular and metabolism mechanisms leading to the resistance to KRAS* depletion. While these  studies elucidated the cancer cell-­autonomous regulation of KRAS*-­dependency in PDAC, recent studies from  Projects  1  and  3,  further  demonstrated  the  profound  impact  of  KRAS*  on  the  remodeling  of  the  tumor  microenvironment  (TME),  a  major  hallmark  of  PDAC  and  barrier  for  effective  therapies,  including  immunotherapy. Specifically, we discovered a shift of myeloid infiltration in TME toward macrophages following  KRAS*  extinction,  which  produce  TGFBeta to  support  Kras*-­independent  cancer  cell  survival  growth.  In  depth  analysis  of  the  TME  further  identified  alternative  immune  checkpoints  and  demonstrated  the  importance  of  myeloid  cells  in  immune  suppression,  leading  to  the  development  of  novel  immunotherapy  regimens  with  unprecedented  prolongation  of  survival  in  preclinical  models.  In  this  treatment  study,  we  discovered  a  similar  shift  toward  monocytic  myeloid  lineage  which  may  contribute  to  the  resistance  to  combinatory  immune  checkpoint  inhibition.  Therefore,  in  this  next  cycle,  Project  1  will  focus  on  elucidating  the  crosstalk  between  KRAS* and the TME, focusing on monocytic myeloid cells, with the goal of translating these mechanistic insights  into effective new  therapies.  To achieve this  goal,  we  will  work  closely  with our  innovative  Cores, which  have  extensive  expertise  in pathology,  mouse  modeling  and  computational biology, to  conduct  a  systematic  in  vivo  genetic  validation  of  the  myeloid-­dependent  KRAS*  escape  mechanism.    These  studies  will  be  followed  by  experiments  to  characterize  the  myeloid-­mediated  resistance  to  the  alternative  immune  checkpoint  inhibition  regimen  we  have  discovered.  In  the  end,  we  will  evaluate  the  anti-­tumor  potential  of  blocking  such  myeloid-­ mediated  resistance  mechanisms  in  combination  with  novel  immune  checkpoint  inhibitions.  Our  study  will  be  highly  integrated  with  Project  2 ...

Key facts

NIH application ID
10170989
Project number
2P01CA117969-16
Recipient
UNIVERSITY OF TX MD ANDERSON CAN CTR
Principal Investigator
RONALD ANTHONY DEPINHO
Activity code
P01
Funding institute
NIH
Fiscal year
2021
Award amount
$546,751
Award type
2
Project period
2005-12-01 → 2026-03-31