# Combining Radiation and Tumor-specific AntIbody Therapies to Elicit in Situ Tumor Vaccination

> **NIH NIH DP5** · UNIVERSITY OF WISCONSIN-MADISON · 2021 · $382,500

## Abstract

7.  Project Summary/Abstract 
 
  In a collaborative research project that I initiated between the labs of Prof. Paul Sondel and Prof. Paul 
Harari during my residency training, we explored a novel approach to augmenting anti-­tumor immune response 
by combining two established cancer treatments, radiation therapy (RT) and tumor-­specific antibodies (mAbs). 
In single-­tumor murine models of melanoma, neuroblastoma, and head and neck squamous cell carcinoma we 
observed a cooperative anti-­tumor interaction between local RT and intratumoral (IT) injection of tumor-­specific 
mAb resulting, in part, from enhanced antibody-­dependent cell-­mediated cytotoxicity. To further augment this 
response, we investigated combined RT and IT-­immunocytokine (IC), a fusion-­protein linking tumor-­specific 
mAb to IL2. With this we observed a greater anti-­tumor immune response resulting in complete regression of 
established (~5 week post engraftment) tumors in most animals and a memory T cell response that rejected 
re-­challenge with similar tumor cells. This demonstrated that combined RT + IT-­IC can elicit a potent “in 
situ” tumor vaccine response. T cell checkpoint blockade is becoming a standard of oncologic care in 
certain cancer settings and we therefore tested the benefit of adding local RT and IT-­IC to systemic checkpoint 
blockade in our murine melanoma model. In mice bearing large primary tumors (~ 7 week post engraftment) or 
microscopic distant sites of disease (IV injected on the day of RT), the triple-­combination of primary tumor RT 
followed by IT-­IC injection of this tumor and systemic T cell checkpoint blockade with anti-­cytotoxic T-­
lymphocyte antigen-­4 (CTLA-­4) antibody improved animal survival compared to combinations of any two of 
these three interventions. However, in the presence of established (~3-­week post engraftment) distant sites of 
disease we have now observed a key limitation to our in situ vaccination strategy. In the presence of an un-­
radiated second macroscopic tumor, the combination of primary tumor RT + primary tumor IT-­IC 
injection is no more effective than primary tumor RT alone. This suggests that an untreated, distant 
second tumor may suppress the generation of an anti-­tumor immune response in the primary tumor following 
RT + IT-­IC. We describe this as “concomitant immune tolerance” (CIT).  
  Here I hypothesize that 1) in situ vaccination may be achieved using local RT and IT injection of tumor-­
specific mAb with IL2, 2) regulatory T cell (Tregs) harbored in an established, macroscopic, distant  tumor site 
may exert CIT, and 3) delivering external beam RT (EBRT) and IT-­IC to a mouse’s primary tumor, together 
with IV 131I-­NM404, a molecular targeted radiotherapy (MTRT), will eliminate CIT and enable an effective in situ 
vaccine response to eradicate all tumors in mice with primary and distant sites of disease.  
  I propose to test these hypotheses in my independent research lab using establish...

## Key facts

- **NIH application ID:** 10247598
- **Project number:** 5DP5OD024576-05
- **Recipient organization:** UNIVERSITY OF WISCONSIN-MADISON
- **Principal Investigator:** Zachary Scott Morris
- **Activity code:** DP5 (R01, R21, SBIR, etc.)
- **Funding institute:** NIH
- **Fiscal year:** 2021
- **Award amount:** $382,500
- **Award type:** 5
- **Project period:** 2017-09-01 → 2023-08-31

## Primary source

NIH RePORTER: https://reporter.nih.gov/project-details/10247598

## Citation

> US National Institutes of Health, RePORTER application 10247598, Combining Radiation and Tumor-specific AntIbody Therapies to Elicit in Situ Tumor Vaccination (5DP5OD024576-05). Retrieved via AI Analytics 2026-05-22 from https://api.ai-analytics.org/grant/nih/10247598. Licensed CC0.

---

*[NIH grants dataset](/datasets/nih-grants) · CC0 1.0*