Project 3-Cancer cell interaction with oncogenic type 1 collagen in PDAC

NIH RePORTER · NIH · P01 · $546,750 · view on reporter.nih.gov ↗

Abstract

Project 3 -­ Abstract/Summary  The desmoplastic  stroma,  consisting of fibroblasts,  extracellular  matrix  (ECM)  and  immune  cells,  is  a defining  feature  of  human  pancreatic  ductal  adenocarcinoma  (PDAC),  however  its  precise  contribution  to  cancer  progression is still evolving. Type I collagen (Col1), a dominant component of PDAC desmoplasia, is uniquely  regulated in PDAC. Our preliminary studies uncovered that cancer cells produce a novel Col1 variant consisting  of alpha 1 chain (Col1a1) homotrimers. Genetic deletion of the oncogenic Col1 in cancer cells extends the overall  lifespan of PDAC genetically engineered mice (GEMs). Oncogenic Kras (Kras*), a central driver for PDAC, plays  a key role in determining the host response, including tumor immunity and metabolic adaptation. We discovered  that Kras* drives cancer cells’ production of oncogenic Col1 via epigenetic silencing of Col1a2.  In contrast with  the classical Col1 heterotrimer produced by fibroblasts, oncogenic Col1 uniquely promotes PDAC initiation and  progression by influencing tumor metabolism and immunity. Col1 homotrimers bind to a3b1 integrin on PDAC  cancer cells, a collagen receptor distinctly upregulated in mouse and human PDAC.  This induces a sustained  activation of FAK, Akt and Erk1/2 when compared with Col1 heterotrimers, promoting cancer cells growth and  survival. Oncogenic Col1 also suppresses intratumoral T cells, and oncogenic Col1 deletion synergizes with anti-­ PD-­1  immune  checkpoint  blockade  to  suppress  tumor  growth  and  increase  overall  survival  of  PDAC  GEMs.  Cancer  cell-­directed  oncogenic  Col1  homotrimer  signaling  also  enhances  glycolysis  and  mTOR  signaling,  supporting the metabolic reprogramming driven by Kras*.  In Project 3, in close collaboration with Projects 1 and  2, we will define the role and regulation of Kras*-­induced oncogenic Col1 signaling in impacting tumor immunity  and metabolism. The proposed aims investigate Col1 homotrimers-­ a3b1 integrin targeting, immunotherapy, and  anti-­metabolism  strategies,  as  an  informed  combination  treatment  modality.  Our  preliminary  data  support  the  feasibility  and  significance  of  this  novel  approach,  and  exploit  a  new  vulnerability  in  PDAC  signaling,  with  a  translational potential to inform new therapies for PDAC.

Key facts

NIH application ID
10170991
Project number
2P01CA117969-16
Recipient
UNIVERSITY OF TX MD ANDERSON CAN CTR
Principal Investigator
RAGHU KALLURI
Activity code
P01
Funding institute
NIH
Fiscal year
2021
Award amount
$546,750
Award type
2
Project period
2005-12-01 → 2026-03-31