An integrative approach to identify neuroblastoma immunotherapeutic targets

NIH RePORTER · NIH · F31 · $27,462 · view on reporter.nih.gov ↗

Abstract

Project Summary    Neuroblastoma  (NB)  is  an  often  fatal  form  of  childhood  cancer  caused  by  aberrant  development  of  the  sympathetic  nervous  system  (1).  The  majority  of  patients  have  widely  disseminated  disease  at  diagnosis,  and  despite intense multi-­modal therapy, the survival rate for high-­risk NB remains less than 50%, and relapsed NB  is almost universally incurable. There is an urgent and unmet need to improve the outcomes of children with NB,  which  constitutes  our  long-­term  goal.  Recently,  antibody-­based  immunotherapeutic  targeting  of  GD2  in  NB  showed significant survival advantages in a phase III trial, and is now being administered to help prevent disease  recurrence (2). However, identification of ideal anticancer agents that specifically target tumor cells and minimize  adverse effects resulting from injury to healthy cells remains a significant challenge in solid tumors, including NB  where GD2 also expressed on pain fibers. Our objective here is to identify and deliver new immunotherapeutic  targets  for  high-­risk  and/or  relapsed  NB.  Our  central  hypothesis  is  that  an  integrative  proteogenomic  strategy  utilizing  highly  annotated  patient-­derived  NB  samples  coupled  with  rigorous  experimental  validation  will  define  clinically actionable immunotherapeutic targets with a large therapeutic index. Our initial studies have identified  DLL3, CNTN1, GFRA2, UNC5C and ADAM22 as proteins preferentially expressed on the cell surface of NB. We  will  build  on  these  data,  and  test  our  central  hypothesis  in  specific  aims:  (1)  Define  the  cell  surface  protein  landscape of high-­risk and relapsed NB using DNA/RNA-­sequencing and mass spectrometry (MS). Specifically,  we will profile 10 NB patient-­derived cell lines and 20 NB tumors (10 patient derived xenografts, 5 primary and 5  relapse  patient  tumors)  by  MS.  Computational  integration  of  proteomic  and  transcriptomic  with  UniProt  annotations  have  allowed  us  to  filter  lowly  expressed  proteins  and  those  lacking  an  extracellular  domain.  In  addition, RNA-­sequencing data (2,242 NB primary and relapsed tumors and 7,859 normal tissues) allows us to  ensure no, or minimal, expression in normal tissues and prioritize candidate targets for further study. (2) Validate  and  assess  biological  relevance  of  candidate  immunotherapeutic  targets.  Here,  we  will  verify  cell  surface  expression of candidate targets (see preliminary data) using a combination of western blot, immunofluorescence  (IF),  flow  cytometry  and  immunohistochemistry  (IHC).  We  will  validate  cell  surface  expression  in  a  panel  of  normal tissues and NB samples by staining tissue microarrays (TMA) in collaboration with the CHOP Pathology  Core.  To  determine  the  biological  relevance,  we  will  perform  in  vitro  studies  following  genetic  manipulation  of  candidate genes including CNTN1. This work...

Key facts

NIH application ID
10238735
Project number
5F31CA225069-03
Recipient
UNIVERSITY OF PENNSYLVANIA
Principal Investigator
Amber Hamilton
Activity code
F31
Funding institute
NIH
Fiscal year
2020
Award amount
$27,462
Award type
5
Project period
2018-08-01 → 2021-05-17