Activation in lectin-free interleukin 2 (IL-2) containing supernatants of peripheral blood mononuclear leukocytes (PBL) from cancer patients or normal individuals resulted in expression of cytotoxicity toward 20 of 21 natural killer (NK)-resistant fresh solid tumor cells tested. Fresh solid tumor cells were resistant to NK-mediated lysis in 10 autologous patients' PBL-tumor interactions, and from 17 normal individuals tested against 13 allogeneic fresh tumors. Culture of PBL in IL-2 for 2-3 d was required for the lymphokine activated killers (LAK) to be expressed, and lytic activity toward a variety of NK-resistant fresh and cultured tumor targets developed in parallel. Autologous IL-2 was functional in LAK activation, as well as interferon-depleted IL-2 preparations. Irradiation of responder PBL before culture in IL-2 prevented LAK development. Precursors of LAK were present in PBL depleted of adherent cells and in NK-void thoracic duct lymphocytes, suggesting that the precursor is neither a monocyte nor an NK cell. LAK effectors expressed the serologically defined T cell markers of OKT.3, Leu-1, and 4F2, but did not express the monocyte/NK marker OKM-1. Lysis of autologous fresh solid tumors by LAK from cancer patients' PBL was demonstrated in 85% of the patient-fresh tumor combinations. Our data present evidence that the LAK system is a phenomenon distinct from either NK or CTL systems that probably accounts for a large number of reported nonclassical cytotoxicities. The biological role of LAK cells is not yet known, although it is suggested that these cells may be functional in immune surveillance against human solid tumors.

Summary

 Comprehensive multiplatform analysis of 80 uveal melanomas (UM) identifies four molecularly distinct, clinically relevant subtypes: two associated with poor-prognosis monosomy 3 (M3) and two with better-prognosis disomy 3 (D3). We show that BAP1 loss follows M3 occurrence and correlates with a global DNA methylation state that is distinct from D3-UM. Poor-prognosis M3-UM divide into subsets with divergent genomic aberrations, transcriptional features, and clinical outcomes. We report change-of-function SRSF2 mutations. Within D3-UM, EIF1AX- and SRSF2/SF3B1-mutant tumors have distinct somatic copy number alterations and DNA methylation profiles, providing insight into the biology of these low- versus intermediate-risk clinical mutation subtypes.

The gene for interleukin-2 was isolated from the Jurkat cell line and from normal peripheral blood lymphocytes and, when inserted in Escherichia coli, was expressed at high concentrations. This interleukin-2 was purified to apparent homogeneity and tested for biological activity in a variety of assays in vitro and in vivo. The recombinant lymphokine supports the growth of murine and human interleukin-2 dependent cell lines, enhances the generation of murine and human cytolytic cells in vitro, and generates lymphokine activated killer cells from murine and human lymphocytes. It has a serum half-life of 2 to 3 minutes in the mouse and significantly enhances the generation of cytolytic cells in vivo after alloimmunization. No functional differences between native and the recombinant interleukin-2 molecules have been detected.

Little is known about the immune performance and interactions of CNS microglia/macrophages in glioma patients. We found that microglia/macrophages were the predominant immune cell infiltrating gliomas (∼1% of total cells); others identified were myeloid dendritic cells (DCs), plasmacytoid DCs, and T cells. We isolated and analyzed the immune functions of CD11b/c+CD45+ glioma-infiltrating microglia/macrophages (GIMs) from postoperative tissue specimens of glioma patients. Although GIMs expressed substantial levels of Toll-like receptors (TLRs), they did not appear stimulated to produce pro-inflammatory cytokines (tumor necrosis factor α, interleukin 1, or interleukin 6), and in vitro, lipopolysaccharides could bind TLR-4 but could not induce GIM-mediated T-cell proliferation. Despite surface major histocompatibility complex class II expression, they lacked expression of the costimulatory molecules CD86, CD80, and CD40 critical for T-cell activation. Ex vivo, we demonstrate a corresponding lack of effector/activated T cells, as glioma-infiltrating CD8+ T cells were phenotypically CD8+CD25-. By contrast, there was a prominent population of regulatory CD4 T cells (CD4+CD25+FOXP3+) infiltrating the tumor. We conclude that while GIMs may have a few intact innate immune functions, their capacity to be stimulated via TLRs, secrete cytokines, upregulate costimulatory molecules, and in turn activate antitumor effector T cells is not sufficient to initiate immune responses. Furthermore, the presence of regulatory T cells may also contribute to the lack of effective immune activation against malignant human gliomas.

Culture of human peripheral blood lymphocytes (PBL) in partially purified and lectin-free interleukin 2 results in the generation of cytotoxic effector cells which have the unique property of lysing natural killer (NK)-resistant fresh human tumor cells. We have termed these effector cells "lymphokine- activated killer" cells (LAK). LAK are generated from both normal and cancer patients' PBL and are able to lyse both autologous and allogeneic tumor cells from all histologic tumor types tested. Our previous studies suggested that the LAK phenomenon was distinct from either the cytotoxic thymus-derived lymphocyte (CTL) or NK systems based on a variety of criteria. This study reports that the cell type involved is also distinct, as determined by phenotypic characteristics. The LAK effector cell phenotype was analyzed in parallel with alloimmune CTL, and LAK were found to be similarly susceptible to the monoclonal anti-T cell antibodies OKT-3 or OKT-8 plus complement. In contrast the LAK precursor was not susceptible to the OKT-3 or Leu-1 antibodies plus complement, while the ability to generate alloimmune CTL was totally obliterated when tested using the same PBL responder population; in fact, generation of LAK was found to be augmented five- to sixfold, clearly suggesting that LAK precursor cells are not T lymphocytes as defined by these antibodies. LAK precursors were found to be abundant in NK cell-enriched Percoll gradient fractions, which had been depleted of the 29 degrees C E- rosetting "high affinity" T cells. However, LAK precursors were found to be distinct from the majority of NK cells since lysis of fresh PBL with the monoclonal antibodies OKM-1, Leu-7, or OKT-11 significantly depleted or totally eliminated NK activity, while subsequent activation of the remaining cells generated high levels of LAK and in some cases augmented levels of LAK. LAK precursors were found to be distributed in the thymus, bone marrow, spleen, lymph node, and thoracic duct in addition to the PBL. Therefore, while the cell(s) responsible for activation and expression of LAK activity have some common features with the classic T cell-mediated CTL and NK cell systems, the LAK precursor cells are clearly distinct as determined by phenotype analysis using monoclonal antibodies and complement, and at present must be classified as a "null" cell.

Fas is a mouse monoclonal antibody-defined cell surface antigen of an unknown physiologic function. Previous studies demonstrated that the anti-Fas antibody mediated apoptosis in those cells sensitive to tumor necrosis factor (TNF) and, further, triggered the co-downregulation of tumor necrosis factor receptors (TNF-Rs). These findings led to speculation that Fas may be associated with TNF-Rs. The present studies were undertaken as an extension of our previous work on the obligate requirement for TNF in development and maintenance of cytotoxic lymphocytes and were designed to analyze the expression and consequences of Fas engagement in these cells. Herein, we demonstrate that, in contrast to TNF-R expression, both resting and IL-2-activated lymphocytes express Fas. In accordance with previous studies using tumor cell lines, lymphocytes rapidly downregulate TNF-Rs after treatment with anti-Fas. The ability of anti-Fas to mediate apoptotic cell death in lymphocytes, however, was dependent upon the status of cellular activation. For example, lymphocytes activated in IL-2 for longer than 4 days underwent rapid DNA fragmentation and cell death after anti-Fas treatment. Despite their expression of Fas, nonactivated lymphocytes and those activated for periods less than 4 days were refractory to antibody-mediated cell killing. Because anti-Fas-mediated lethality is selective for chronically activated lymphocytes, Fas may prove to be an appropriate target for immunosuppressive intervention.

Purified interleukin 2 (IL-2) was found to be sufficient for direct activation of peripheral blood lymphocytes into lymphokine-activated killer (LAK) cells. The LAK activation factor was directly and consistently associated with IL-2 activity using classic protein purification techniques, adsorption to IL-2-dependent cell lines, and inhibition with anti-Tac antibody. As yet, no other cytokines have been found that perform the same role.

Abstract Purpose: In this study, we assessed the specific role of BRAF(V600E) signaling in modulating the expression of immune regulatory genes in melanoma, in addition to analyzing downstream induction of immune suppression by primary human melanoma tumor-associated fibroblasts (TAF). Experimental Design: Primary human melanocytes and melanoma cell lines were transduced to express WT or V600E forms of BRAF, followed by gene expression analysis. The BRAF(V600E) inhibitor vemurafenib was used to confirm targets in BRAF(V600E)-positive melanoma cell lines and in tumors from melanoma patients undergoing inhibitor treatment. TAF lines generated from melanoma patient biopsies were tested for their ability to inhibit the function of tumor antigen-specific T cells, before and following treatment with BRAF(V600E)-upregulated immune modulators. Transcriptional analysis of treated TAFs was conducted to identify potential mediators of T-cell suppression. Results: Expression of BRAF(V600E) induced transcription of interleukin 1 alpha (IL-1α) and IL-1β in melanocytes and melanoma cell lines. Further, vemurafenib reduced the expression of IL-1 protein in melanoma cell lines and most notably in human tumor biopsies from 11 of 12 melanoma patients undergoing inhibitor treatment. Treatment of melanoma-patient–derived TAFs with IL-1α/β significantly enhanced their ability to suppress the proliferation and function of melanoma-specific cytotoxic T cells, and this inhibition was partially attributable to upregulation by IL-1 of COX-2 and the PD-1 ligands PD-L1 and PD-L2 in TAFs. Conclusions: This study reveals a novel mechanism of immune suppression sensitive to BRAF(V600E) inhibition, and indicates that clinical blockade of IL-1 may benefit patients with BRAF wild-type tumors and potentially synergize with immunotherapeutic interventions. Clin Cancer Res; 18(19); 5329–40. ©2012 AACR.

Abstract Uveal melanoma (UM) originating in the eye and metastasizing to the liver is associated with poor prognosis and has only one approved therapeutic option. We hypothesized that liver-borne growth factors may contribute to UM growth. Therefore, we investigated the role of insulin-like growth factor −1 and its receptor (IGF-1/IGF-1R) signaling in UM. We found that the insulin receptor substrate −1 (IRS-1) is overexpressed in UM cells and tumors. Since we previously observed that IGF-1R antibody therapy was not clinically effective in UM, we investigated the potential of NT157, a small molecule inhibitor of IRS-1/2 in blocking this pathway in UM. NT157 treatment in UM cells resulted in reduced cell survival and migration, and increased apoptosis. This treatment also significantly inhibited UM tumor growth in vivo , in the chicken egg chorioallantoic membrane (CAM) and subcutaneous mouse models, validating the in vitro effect. Mechanistically, through reverse phase protein array (RPPA), we identified significant proteomic changes in the PI3K/AKT pathway, a downstream mediator of IGF-1 signaling, with NT157 treatment. Together, these results suggest that NT157 inhibits cell survival, migration in vitro and tumor growth in vivo via inhibiting IGF-1 signaling in UM.

Purpose: Uveal melanoma (UM) is a highly aggressive disease with very few treatment options. We previously demonstrated that mUM is characterized by high oxidative phosphorylation (OXPHOS). Here we tested the anti-tumor, signaling and metabolic effects of imipridones, ClpP activators which reduce OXPHOS indirectly and have demonstrated safety in patients. Experimental Design: We assessed ClpP expression UM patient samples. We tested the effects of imipridones (ONC201, ONC212) on the growth, survival, signaling and metabolism of UM cell lines in vitro, and for therapeutic effects in vivo in UM liver metastasis models. Results: ClpP expression was confirmed in primary and mUM patient samples. ONC201/212 treatment of UM cell lines in vitro decreased OXPHOS effectors, inhibited cell growth and migration, and induced apoptosis. ONC212 increased metabolic stress and apoptotic pathways, inhibited amino acid metabolism, and induced cell death-related lipids. ONC212 also decreased tumor burden and increased survival in vivo in two UM liver metastasis models. Conclusion: Imipridones are a promising strategy for further testing and development in mUM.