RAS is a common driver of cancer that was considered undruggable for decades. Recent advances have enabled the development of RAS inhibitors, but the efficacy of these inhibitors remains limited by resistance. Here, we developed a pan-RAS inhibitor, ADT-007, that binds nucleotide-free RAS to block GTP activation of effector interactions and MAPK/AKT signaling, resulting in mitotic arrest and apoptosis. ADT-007 potently inhibited the growth of RAS mutant cancer cells irrespective of the RAS mutation or isozyme, and RASWT cancer cells with GTP-activated RAS from upstream mutations were equally sensitive. Conversely, RASWT cancer cells harboring downstream BRAF mutations and normal cells were essentially insensitive to ADT-007. Sensitivity of cancer cells to ADT-007 required activated RAS and dependence on RAS for proliferation, while insensitivity was attributed to metabolic deactivation by UDP-glucuronosyltransferases that were expressed in RASWT and normal cells but repressed in RAS mutant cancer cells. ADT-007 displayed unique advantages over KRAS mutant-specific, pan-KRAS, and pan-RAS inhibitors that could impact in vivo antitumor efficacy by escaping compensatory mechanisms that lead to resistance. Local administration of ADT-007 showed robust antitumor activity in syngeneic immune-competent and xenogeneic immune-deficient mouse models of colorectal and pancreatic cancer. The antitumor activity of ADT-007 was associated with the suppression of MAPK signaling and activation of innate and adaptive immunity in the tumor immune microenvironment. Oral administration of ADT-007 prodrug also inhibited tumor growth. Thus, ADT-007 has the potential to address the complex RAS mutational landscape of many human cancers and to improve treatment of RAS-driven tumors.

ABSTRACT Here we describe a novel class of pan-RAS inhibitor with highly potent and selective anticancer activity by killing cancer cells harboring mutations in RAS or with constitutively activated RAS resulting from mutations in upstream signaling components. A lead compound from this chemical family, ADT-007, binds RAS when in a nucleotide free transitional state to block loading of GTP, thereby interfering with RAS activation and disruption of binding to effectors such as RAF and PI3K to suppress MAPK and AKT signaling. ADT-007 potently inhibits the growth of cultured human and murine cancer cell lines with single-digit nM IC50 values irrespective of specific RAS isozyme or mutational codon. ADT-007 also inhibits tumor growth in vivo through inhibition of RAS-MAPK signaling in syngeneic, immune competent and xenogeneic, immune deficient mouse models of colon and pancreatic cancer. In RAG 1 -/- mice the activity of ADT-007 is partially inhibited indicating a role for the adaptive immune system in ADT-007-mediated tumor growth inhibition. Ex vivo analyses of tumor infiltrating leukocytes, reveals that ADT-007 enhances T cell functions in the pancreatic and colorectal tumor immune microenvironment. SIGNIFICANCE ADT-007 represents a 1st-in-class pan-RAS inhibitor with broad anticancer activity across all RAS driven cancers and unique chemical selectivity to allow normal cells to be spared from pan-RAS inhibition. ADT-007 also has the potential to modulate the adaptive immune response in colorectal cancer (CRC) and pancreatic ductal adenocarcinoma (PDA). These data support future clinical trials of an orally bioavailable prodrug of ADT-007 as a monotherapy for the treatment of patients with CRC or PDAC regardless of the underlying mutation or in combination with immunotherapy.