Vascular endothelial growth factor (VEGF) is a potent and selective vascular endothelial cell mitogen and angiogenic factor. VEGF expression is elevated in a wide variety of solid tumors and is thought to support their growth by enhancing tumor neovascularization. To block VEGF-dependent angiogenesis, tumor cells were transfected with cDNA encoding the native soluble FLT-1 (sFLT-1) truncated VEGF receptor which can function both by sequestering VEGF and, in a dominant negative fashion, by forming inactive heterodimers with membrane-spanning VEGF receptors. Transient transfection of HT-1080 human fibrosarcoma cells with a gene encoding sFLT-1 significantly inhibited their implantation and growth in the lungs of nude mice following i.v. injection and their growth as nodules from cells injected s.c. High sFLT-1 expressing stably transfected HT-1080 clones grew even slower as s.c. tumors. Finally, survival was significantly prolonged in mice injected intracranially with human glioblastoma cells stably transfected with the sflt-1 gene. The ability of sFLT-1 protein to inhibit tumor growth is presumably attributable to its paracrine inhibition of tumor angiogenesis in vivo , since it did not affect tumor cell mitogenesis in vitro . These results not only support VEGF receptors as antiangiogenic targets but also demonstrate that sflt-1 gene therapy might be a feasible approach for inhibiting tumor angiogenesis and growth.

Abstract Glioblastoma (GBM) resistance to therapy is the most common cause of tumor recurrence, which is ultimately fatal in 90% of the patients 5 years after initial diagnosis. A sub-population of tumor cells with stem-like properties, glioma stem cells (GSCs), is specifically endowed to resist or adapt to the standard therapies, leading to therapeutic resistance. Several anticancer agents, collectively termed redox therapeutics, act by increasing intracellular levels of reactive oxygen species (ROS). In this study, we investigated mechanisms underlying GSC response and resistance to cannabidiol (CBD), a non-toxic, non-psychoactive cannabinoid and redox modulator. Using primary GSCs, we showed that CBD induced a robust increase in ROS, which led to the inhibition of cell survival, phosphorylated (p)-AKT, self-renewal and a significant increase in the survival of GSC-bearing mice. Inhibition of self-renewal was mediated by the activation of the p-p38 pathway and downregulation of key stem cell regulators Sox2, Id1 and p-STAT3. Following CBD treatment, a subset of GSC successfully adapted, leading to tumor regrowth. Microarray, Taqman and functional assays revealed that therapeutic resistance was mediated by enhanced expression of the antioxidant response system Xc catalytic subunit xCT (SLC7A11 (solute carrier family 7 (anionic amino-acid transporter light chain), member 11)) and ROS-dependent upregulation of mesenchymal (MES) markers with concomitant downregulation of proneural (PN) markers, also known as PN–MES transition. This ‘reprogramming’ of GSCs occurred in culture and in vivo and was partially due to activation of the NFE2L2 (NRF2 (nuclear factor, erythroid 2-like)) transcriptional network. Using genetic knockdown and pharmacological inhibitors of SLC7A11, we demonstrated that combining CBD treatment with the inhibition of system Xc resulted in synergistic ROS increase leading to robust antitumor effects, that is, decreased GSC survival, self-renewal, and invasion. Our investigation provides novel mechanistic insights into the antitumor activity of redox therapeutics and suggests that combinatorial approaches using small molecule modulators of ROS offer therapeutic benefits in GBM.

Adult and pediatric tumors display stark differences in their mutation spectra and chromosome alterations. Here, we attempted to identify common and unique gene dependencies and their associated biomarkers among adult and pediatric tumor isolates using functional genetic lethal screens and computational modeling.We performed CRISRP-Cas9 lethality screens in two adult glioblastoma (GBM) tumor isolates and five pediatric brain tumor isolates representing atypical teratoid rhabdoid tumors (ATRT), diffuse intrinsic pontine glioma, GBM, and medulloblastoma. We then integrated the screen results with machine learning-based gene-dependency models generated from data from >900 cancer cell lines.We found that >50% of candidate dependencies of 280 identified were shared between adult GBM tumors and individual pediatric tumor isolates. 68% of screen hits were found as nodes in our network models, along with shared and tumor-specific predictors of gene dependencies. We investigated network predictors associated with ADAR, EFR3A, FGFR1 (pediatric-specific), and SMARCC2 (ATRT-specific) gene dependency among our tumor isolates.The results suggest that, despite harboring disparate genomic signatures, adult and pediatric tumor isolates share a preponderance of genetic dependences. Further, combining data from primary brain tumor lethality screens with large cancer cell line datasets produced valuable insights into biomarkers of gene dependency, even for rare cancers.Our results demonstrate that large cancer cell lines data sets can be computationally mined to identify known and novel gene dependency relationships in adult and pediatric human brain tumor isolates. Gene dependency networks and lethality screen results represent a key resource for neuro-oncology and cancer research communities. We also highlight some of the challenges and limitations of this approach.