We used a nuclear RNA transcript elongation assay to show that cAMP analogs and dexamethasone cause a selective increase of transcription of the P-enolpyruvate carboxykinase gene in H4IIE hepatoma cells. 8-(4-chlorophenylthio)-cAMP increased transcription within 5 min and the maximal rate, generally 10-15-fold above the basal rate, was attained by 30 min. This increase was of sufficient magnitude to account for the effect on mRNAPEPCK (for example, where PEPCK is phosphoenolpyruvate carboxykinase) accumulation. After the initial increase, and with continued presence of cAMP, transcription of this gene declined to a new steady-state level which was 2-3 times the basal value. The effect of cAMP analogs on P-enolpyruvate carboxykinase gene transcription was obtained in the absence of protein synthesis. This, and the rapidity of the response, indicates that the effect of cAMP is exerted directly on the P-enolpyruvate carboxykinase gene. Dexamethasone results in a specific, 6-fold increase of transcription, sufficient to account for the increase of mRNAPEPCK which follows treatment of H4IIE cells with this glucocorticoid. When 1 nM insulin was added to either untreated H4IIE cells, or cells first treated with a cAMP analog or dexamethasone, there was a marked reduction of cytoplasmic mRNAPEPCK. The inhibitory effect of insulin was readily reversible, as cells regained the basal level of mRNAPEPCK and full responsiveness to cAMP within 1 h after removing insulin. The transcript elongation assay was used to show that insulin inhibits transcription of the gene coding for mRNAPEPCK. The concentration of insulin required for 50% inhibition was 2-5 pM, whereas approximately 200 pM of proinsulin was required to achieve the same inhibition of transcription. This effect was specific, since insulin did not affect the synthesis of total RNA; it was rapid, as 5 nM insulin decreased the rate of P-enolpyruvate carboxykinase gene transcription by 50% within 15 min; and it also does not require ongoing protein synthesis. The magnitude and kinetics of the response suggest that the primary action of insulin in the regulation of P-enolpyruvate carboxykinase synthesis is exerted at the level of mRNAPEPCK transcription. The insulin-mediated inhibition of mRNAPEPCK transcription was noted in untreated cells and in cells first treated with 8-(4-chlorophenylthio)-cAMP, dexamethasone, or both of these agents. Hence, among these compounds, insulin is the dominant regulatory molecule.

The transcriptional promoter of the candidate E6-E7 transforming gene region of human papillomavirus (HPV)-16 (P97) was active in transiently transfected cervical carcinoma cells when linked to the HSV-1 tk or bacterial cat genes. Sequences 5' to P97 contain a short enhancer element responding to cellular factor(s) in uninfected human foreskin keratinocytes and in cervical carcinoma cells, but not in human or animal fibroblasts. The E2 trans-activator products of HPV-16 or of the related bovine papillomavirus (BPV)-1 further elevated HPV-16-driven transcripts in co-transfections, and required the presence of E2-binding ACC(N)6GGT cores in cis. A 'short E2' C-terminal repressor gene product (sE2) of HPV-16 or the BPV-1 sE2 repressor not only inhibited viral E2 trans-activation, but also suppressed enhancer response to keratinocytic factors. Suppression by the sE2 products was abolished by deletion of the E2-binding cores in cis or by a mutation in the sE2 DNA binding domain. The keratinocyte-dependent enhancer is likely to contribute to the epithelial cell tropism of HPV-16, and may direct persistent E6-E7 gene transcription in response to cellular factors in cervical carcinoma cells in which the viral E2 genes are inactive.

Neurofibromatosis type 1 (NF1) patients develop benign neurofibromas and malignant peripheral nerve sheath tumors (MPNST). These incurable peripheral nerve tumors result from loss of NF1 tumor suppressor gene function, causing hyperactive Ras signaling. Activated Ras controls numerous downstream effectors, but specific pathways mediating the effects of hyperactive Ras in NF1 tumors are unknown. We performed cross-species transcriptome analyses of mouse and human neurofibromas and MPNSTs and identified global negative feedback of genes that regulate Ras/Raf/MEK/ERK signaling in both species. Nonetheless, ERK activation was sustained in mouse and human neurofibromas and MPNST. We used a highly selective pharmacological inhibitor of MEK, PD0325901, to test whether sustained Ras/Raf/MEK/ERK signaling contributes to neurofibroma growth in a neurofibromatosis mouse model (Nf1fl/fl;Dhh-Cre) or in NF1 patient MPNST cell xenografts. PD0325901 treatment reduced aberrantly proliferating cells in neurofibroma and MPNST, prolonged survival of mice implanted with human MPNST cells, and shrank neurofibromas in more than 80% of mice tested. Our data demonstrate that deregulated Ras/ERK signaling is critical for the growth of NF1 peripheral nerve tumors and provide a strong rationale for testing MEK inhibitors in NF1 clinical trials.

Background: Pediatric patients with metastatic and/or recurrent solid tumors have poor survival outcomes despite standard-of-care systemic therapy. Stereotactic ablative radiation therapy (SABR) may improve tumor control. We report the outcomes with the use of SABR in our pediatric solid tumor population. Methods: This was a single-institutional study in patients < 30 years treated with SABR. The primary endpoint was local control (LC), while the secondary endpoints were progression-free survival (PFS), overall survival (OS), and toxicity. The survival analysis was performed using Kaplan–Meier estimates in R v4.2.3. Results: In total, 48 patients receiving 135 SABR courses were included. The median age was 15.6 years (interquartile range, IQR 14–23 y) and the median follow-up was 18.1 months (IQR: 7.7–29.1). The median SABR dose was 30 Gy (IQR 25–35 Gy). The most common primary histologies were Ewing sarcoma (25%), rhabdomyosarcoma (17%), osteosarcoma (13%), and central nervous system (CNS) gliomas (13%). Furthermore, 57% of patients had oligometastatic disease (≤5 lesions) at the time of SABR. The one-year LC, PFS, and OS rates were 94%, 22%, and 70%, respectively. No grade 4 or higher toxicities were observed, while the rates of any grade 1, 2, and 3 toxicities were 11.8%, 3.7%, and 4.4%, respectively. Patients with oligometastatic disease, lung, or brain metastases and those who underwent surgery for a metastatic site had a significantly longer PFS. LC at 1-year was significantly higher for patients with a sarcoma histology (95.7% vs. 86.5%, p = 0.01) and for those who received a biological equivalent dose (BED10) > 48 Gy (100% vs. 91.2%, p = 0.001). Conclusions: SABR is well tolerated in pediatric patients with 1-year local failure and OS rates of <10% and 70%, respectively. Future studies evaluating SABR in combination with systemic therapy are needed to address progression outside of the irradiated field.

We previously reported that the DNA alkylator and transcriptional-blocking chemotherapeutic agent trabectedin enhances oncolytic herpes simplex viroimmunotherapy in human sarcoma xenograft models, though the mechanism remained to be elucidated. Here we report trabectedin disrupts the intrinsic cellular anti-viral response which increases viral transcript spread throughout the human tumor cells. We also extended our synergy findings to syngeneic murine sarcoma models, which are poorly susceptible to virus infection. In the absence of robust virus replication, we found trabectedin enhanced viroimmunotherapy efficacy by reducing immunosuppressive macrophages and stimulating granzyme expression in infiltrating T and NK cells to cause immune-mediated tumor regressions. Thus, trabectedin enhances both the direct virus-mediated killing of tumor cells and the viral-induced activation of cytotoxic effector lymphocytes to cause tumor regressions across models. Our data provide a strong rationale for clinical translation as both mechanisms should be simultaneously active in human patients.

Introduction Malignant peripheral nerve sheath tumors (MPNSTs) are aggressive sarcomas with unacceptably low cure rates occurring often in patients with neurofibromatosis 1 defects. To investigate oncolytic Herpes Simplex Virus (oHSV) as an immunotherapeutic approach, we compared viral replication, functional activity, and immune response between unarmed and interleukin 12 (IL-12)-armed oncolytic viruses in virus-permissive (B109) and -resistant (67C-4) murine MPNSTs. Methods This study compared two attenuated IL-12-oHSVs with γ134.5 gene deletions (Δγ134.5) and the same transgene expression cassette. The primary difference in the IL-12-oHSVs was in their ability to counter the translational arrest response in infected cells. Unlike M002 (Δγ134.5, mIL-12), C002 (Δγ134.5, mIL-12, IRS1) expresses an HCMV IRS1 gene and evades dsRNA activated translational arrest in infected cells. Results and discussion Our results show that oHSV replication and gene expression results in vitro were not predictive of oHSV direct oncolytic activity in vivo. Tumors that supported viral replication in cell culture studies resisted viral replication by both oHSVs and restricted M002 transgene expression in vivo. Furthermore, two IL-12-oHSVs with equivalent transcriptional activity differed in IL-12 protein production in vivo, and the differences in IL-12 protein levels were reflected in immune infiltrate activity changes as well as tumor growth suppression differences between the IL-12-oHSVs. C002-treated tumors exhibited sustained IL-12 production with improved dendritic cells, monocyte-macrophage activity (MHCII, CD80/CD86 upregulation) and a polyfunctional Th1-cell response in the tumor infiltrates. Conclusion These results suggest that transgene protein production differences between oHSVs in vivo, in addition to replication differences, can impact OV-therapeutic activity.

Abstract Interleukin-12 (IL-12) is a potent NK cell–stimulating cytokine, but the presence of immunosuppressive myeloid cells such as myeloid-derived suppressor cells (MDSC) can inhibit IL 12-induced NK-cell cytotoxicity. Thus, we hypothesized that trabectedin, a myeloid cell–depleting agent, would improve the efficacy of IL-12 in triple-negative breast cancer (TNBC). In vitro treatment of healthy donor NK cells with trabectedin increased expression of the activation marker CD69 and mRNA expression of T BET (Tbx21), the cytotoxic ligands TRAIL (TNFSF10) and Fas ligand (FASLG) and the dendritic cell (DC)–recruiting chemokine lymphotactin (XCL1). The combination of IL-12 and trabectedin increased NK-cell cytotoxicity, activation and production of IFN-γ, TNF-α and granzyme B in the presence of human TNBC cells. Treatment of 4T1 and EMT6 tumor-bearing mice with IL-12 and trabectedin led to a significant reduction in tumor burden compared to single-agent controls, and the highest levels of plasma IFN-γ, intratumoral CD8+ T cells and conventional type 1 DC. MDSC and M2-like macrophages were significantly decreased with combination therapy. NK-cell depletion abrogated the effects of combination therapy, as did elimination of CD8+ T cells. NK-cell depletion led to lower levels of the NK cell–derived chemokine CCL5 and the DC-derived chemokine CXCL10, higher tumor burden, and decreased intratumoral CD8+ T cells. IL 12 and trabectedin also significantly enhanced the response of TNBC to anti-PD-L1 therapy. These data suggest that MDSC depletion augments the ability of IL-12-activated NK cells to drive the infiltration of DC and CD8+ T cells into TNBC for an antitumor effect.

Patients with osteosarcoma (OS), a debilitating pediatric bone malignancy, have limited treatment options to combat aggressive disease. OS thrives on insulin growth factor (IGF)-mediated signaling that can facilitate cell proliferation. Previous efforts to target IGF-1R signaling were mostly unsuccessful, likely due to compensatory signaling through alternative splicing of the insulin receptor (

Abstract BACKGROUND Immune-modulatory strategies, including checkpoint inhibition and tumor vaccines, have been tested in efforts to mitigate the pro-tumor microenvironment in pediatric high-grade glioma (pHGG). HSV1716 is a first-generation oncolytic virus that was previously reported safe with evidence of response in pediatric patients with relapsed or refractory extracranial tumors and in adults with high-grade glioma. METHODS PBTC-037 was a multicenter, phase I trial developed and performed by the Pediatric Brain Tumor Consortium (PBTC) to estimate the maximum tolerated dose or recommended phase II dose of HSV1716 administered during surgical resection. Patients aged 12 to 21 years with recurrent or refractory pHGG for whom surgical resection was clinically indicated were eligible. After maximal tumor resection, patients received one intraoperative dose of HSV1716. RESULTS Two patients were enrolled; one was later deemed ineligible (due to out-of-window screening evaluations) yet was continued in follow up for safety. Shortly after enrollment of the 2 patients, the study was closed to accrual due to a change in the sponsor’s investment focus. One patient completed the 8-week reporting period without toxicities. The only grade 3 or higher adverse event noted was grade 3 hyperglycemia at 2- and 3-months post injection. The second patient that was later deemed ineligible received the injection of HSV1716 and had no evidence of dose-limiting toxicity. The two patients had progressive disease 1.9 and 2.9 months after enrollment; both eventually died due to progressive disease at 7.5 months. CONCLUSIONS We describe the administration of HSV1716 to two pediatric patients with recurrent high-grade glioma, without evidence of dose-limiting toxicity. Oncolytic viruses are currently being tested in pediatric patients in larger trials and in combinatorial trials in other tumor types. Despite the limited numbers, the data presented here will hopefully provide incremental steps toward improved immunovirotherapy of pediatric brain tumors.