TIC10 is a small molecule that activates Foxo3a through dual inactivation of Akt and ERK, up-regulates the expression of the TRAIL gene, an endogenous tumor suppressor, and effectively improves the therapeutic properties and utility of TRAIL as an anticancer therapy.

Abstract A long-term goal in the cancer-field has been to develop strategies for treating p53-mutated tumors. A novel small-molecule, PG3-Oc, restores p53 pathway-signaling in tumor cells with mutant-p53, independently of p53/p73. PG3-Oc partially upregulates the p53-transcriptome (13.7% of public p53 target-gene dataset; 15.2% of in-house dataset) and p53-proteome (18%, HT29; 16%, HCT116-p53 -/- ). Bioinformatic analysis indicates critical p53-effectors of growth-arrest (p21), apoptosis (PUMA, DR5, Noxa), autophagy (DRAM1), and metastasis-suppression (NDRG1) are induced by PG3-Oc. ERK1/2- and CDK9-kinases are required to upregulate ATF4 by PG3-Oc which restores p53 transcriptomic-targets in cells without functional-p53. PG3-Oc represses MYC (ATF4-independent), and upregulates PUMA (ATF4-dependent) in mediating cell death. With largely nonoverlapping transcriptomes, induced-ATF4 restores p53 transcriptomic targets in drug-treated cells including functionally important mediators such as PUMA and DR5. Our results demonstrate novel p53-independent drug-induced molecular reprogramming involving ERK1/2, CDK9, and ATF4 to restore upregulation of p53 effector genes required for cell death and tumor suppression.

Abstract Most cancers harbor intra-tumoral hypoxia which promotes tumor progression and therapy resistance. Hypoxia-inducible factor 1α (HIF1α) mediates an adaptive response to hypoxia and contributes to multiple cancer hallmarks. We describe cancer therapeutic targeting of HIF1α by combination of CDK4/6 inhibitors (CDK4/6i) and heat-shock protein 90 inhibitors (HSP90i). CDK1 contributes to HSP90-mediated HIF1α stabilization whereas CDK1-knockdown enhances HIF1α reduction by HSP90i. Dual CDK1- and HSP90-inhibition increases apoptosis and synergistically inhibits cancer cell viability. To translate our findings, we use FDA-approved CDK4/6i in combination with HSP90i to reduce HIF1α expression and suppress viability of multiple cancer cell types, including Rb-deficient cancer cells. Overexpression of HIF1α 668E partially rescues the cell viability inhibition by combination CDK4/6i and HSP90i treatment under hypoxia. CDK4/6i and HSP90i suppresses tumor growth in vivo . Thus, combined targeting of CDK4/6 and HSP90, through a drug class effect, inhibits HIF1α and shows preclinical anti-cancer therapeutic efficacy, including with Rb-deficiency.

Abstract Mutations in TP53 occur commonly in the majority of human tumors and confer aggressive tumor phenotypes including metastasis and therapy resistance. CB002 and structural-analogues restore p53 signaling in tumors with mutant-p53 but we find that unlike other xanthines such as caffeine, pentoxifylline, and theophylline, they do not deregulate the G2-checkpoint. Novel CB002-analogues induce pro-apoptotic Noxa protein in an ATF3/4-dependent manner, whereas caffeine, pentoxifylline, and theophylline do not. By contrast to caffeine, CB002-analogues target an S-phase checkpoint associated with increased p-RPA/RPA2, p-ATR, decreased Cyclin A, p-histone H3 expression and downregulation of essential proteins in DNA-synthesis and -repair. CB002-analogue #4 enhances cell death, and decreases Ki-67 in patient-derived tumor-organoids without toxicity to normal human cells. Preliminary in vivo studies demonstrate anti-tumor efficacy in mice. Thus, a novel class of anti-cancer drugs show activation of p53 pathway signaling in tumors with mutated p53, and target an S-phase checkpoint.