Abstract Dose selection and confirmation are critical tasks in the development of therapeutic antibodies. These tasks could become particularly challenging in the absence of robust pharmacodynamics biomarkers or at very flat dose-response curves. Although much knowledge has been acquired in the past decade, it remains uncertain which factors are relevant and how to select doses more rationally. In this study, we developed a quantitative metric, Therapeutic Exposure Affinity Ratio (TEAR), to retrospectively evaluate up to 60 approved antibodies and their therapeutic doses (TDs), and systematically assessed the factors that are relevant to antibody TDs and dose selection patterns. This metric supported us to analyze many factors that are beyond antibody pharmacokinetics and target binding affinity. Our results challenged the traditional perceptions about the importance of target turnovers and target anatomical locations in the selection of TDs, highlighted the relevance of an overlooked factor, antibody mechanisms of action. Overall, this study provided insights into antibody dose selection and confirmation in the development of therapeutic antibodies.

Abstract Background and Purpose Despite the promising results of therapeutic antibodies in engaging the immune system to eliminate malignant cells, many aspects of the complex interplay between immune cells and cancer cells during antibody therapy remain incompletely understood. This study aimed to develop a biosensor system that can evaluate direct cell-cell contact and interactions between immune effector and target cells induced by therapeutic antibodies in physiologically relevant environments. Experimental Approach The system uses two structural complementary luciferase units (SmBit and LgBit) expressed on the respective membranes of immune effector and target cells. Upon cell-cell contact, the two subunits form active NanoLuc, generating a luminescent signal, allowing for real-time monitoring of cell-cell interactions and quantitatively assessing the pharmacological effects of therapeutic antibodies. Key Results We optimized the system to ensure selectivity by adjusting the spacer lengths between two luciferase units to minimize interference from nonspecific intercellular contact. The system was able to quantitatively and longitudinally monitor cell-cell interactions between NK and target cells induced by rituximab and between T and target cells induced by blinatumomab in a three-dimensional cell culture system. The observation that NK cells exhibited faster interactions with target cells compared to T cells is intriguing and suggests potential differences in the mechanisms or kinetics of cell-cell interactions between different types of effector cells and tumor cells. Conclusions and Implications The biosensor system has the potential for broad applications to optimize antibody pharmacology and efficacy in various therapeutic areas through a deeper understanding of antibody-mediated cell-cell interactions. What is already known Therapeutic antibodies can activate the immune system to elicit cytotoxicity through inducing cell-cell interactions between immune and tumor cells. Approaches for longitudinally evaluating cell-cell interaction induced by therapeutic antibodies remain limited. What does this study add This study develops a biosensor system for detecting cell-cell interactions induced by therapeutic antibodies in a longitudinal manner. The system is able to monitor cell-cell interactions between NK and target cells, as well as between T and target cells, in a three-dimensional cell culture system. What is the clinical significance The biosensor system has the potential for broad applications in the field of antibody pharmacology by providing a deeper understanding of antibody-mediated cell-cell interactions and their dynamics.

Trichloroethylene (TCE) is a volatile, colorless liquid that is widely used as a chlorinated organic vehicle in industrial production and processing industries. Many workers exposed to trichloroethylene may develop trichloroethylene hypersensitivity syndrome (THS). However, the underlying mechanism of THS is still unclear, especially liver injury. The present study aimed to investigate whether Wnt5a/c-Jun N-terminal kinase (JNK) is involved in and regulates liver injury caused by TCE exposure and to provide new directions for the prevention and treatment in clinical settings of liver injury caused by TCE exposure. We used 6- to 8-week-old SPF-grade BALB/c female mice to establish a TCE sensitization model and explored the mechanism through inhibitor intervention. We found that the expression of Wnt5a/JNK was significantly elevated in the liver of TCE sensitization-positive mice. Inhibitors of Wnt Production 2 (IWP-2) are known antagonists of the Wnt pathway. TCE-sensitization mice treated with IWP-2 showed downregulated Wnt5a/JNK expression, reduced Kupffer cell activation, and decreased liver injury. At the same time, we found that phosphorylated JNK in TCE-sensitization mouse livers and extracted Kupffer cells showed a significant downward trend after inhibition of Wnt5a function. We also found that a specific JNK inhibitor, SP600125, decreased the secretion of cytokines and chemokines and decreased Kupffer cell activation. We demonstrated that Wnt5a/JNK was involved in the regulation of liver injury in TCE-sensitization mice and that it exacerbated liver injury by activating Kupffer cells and releasing chemokines. We therefore hypothesized that Kupffer cell activation was affected by JNK, which reduced chemokine and cytokine secretion and attenuated liver injury in TCE-sensitization mice.

Background: Chemoradiotherapy (CRT) is the main treatment for elderly patients with non-metastatic rectal cancer who are ineligible for or decline surgery, but the optimal modality remains unclear. Objectives: This study was to validate the safety and efficacy of comprehensive geriatric assessment (CGA) guided radiotherapy in older patients. Design: An exploratory analysis of a single-arm, multicenter, Phase II trial. Methods: Patients aged over 70 and diagnosed with rectal cancer were enrolled and evaluated by CGA. CGA-guided radiotherapy was individually conducted in a multidisciplinary setting. Patients in fit, intermediate, and frail groups were scheduled to receive CRT, long-course radiotherapy, and short-course radiotherapy (SCRT) alone respectively. Patients who were unfit for or refused surgery were analyzed for acute toxicities and survival outcomes. Results: In a total of 109 enrolled patients, 47 individuals who did not undergo surgery were included, with 26, 9, and 12 categorized into fit, intermediate, and frail groups. Only 11 (23.4%) grade 3 or above toxicities were observed overall. Within a median follow-up of 69.0 months, the 3-year overall survival (OS), progression-free survival (PFS), and cancer-specific survival (CSS) rates were 44.3% (95% CI: 32.1%–61.2%), 25.5% (95% CI: 15.7%–41.6%) and 61.0% (95% CI: 47.8%–77.6%) in total. The 5-year OS, PFS, and CSS reached 15.0% (95% CI: 7.4%–30.3%), 14.6% (95% CI: 7.3%–29.4%), and 36.2% (95% CI: 22.0%–59.4%), with no significant difference among the three subgroups. SCRT ( p < 0.001) and dose boost ( p = 0.045) contributed to lower tumor-related death rates in multiple competing risk regressions. Conclusion: Radiotherapy guided by CGA was effective and well-tolerated in non-surgical elderly patients. SCRT alone seemed to achieve similar clinical outcomes as CRT in corresponding subgroups. However, given the limited size of this study, further investigation in a larger population is still needed for this strategy.

Purpose: Osteosarcoma (OS) is the most common malignant tumor associated with poor patient outcomes and a limited availability of therapeutic agents. Scutellarein (SCU) is a monomeric flavone bioactive compound with potent anti-cancer activity. However, the effects and mechanisms of SCU on the growth of OS remain unknown. Methods: The Cell Counting Kit-8, colony formation assay and 5-ethynyl-2′-deoxyuridine (EdU) incorporation assays were used to analyze cell proliferation ability in vitro. TLR4/TRAF6/NF-κB signaling transduction was investigated by RNA sequencing analysis, quantitative real-time polymerase chain reaction, Western blotting, NF-κB luciferase reporter assay, immunofluorescent staining, and immunoprecipitation. Molecular docking and cellular thermal shift assay were employed to confirm the binding interaction between SCU and TLR4. The effects of SCU and TLR4 overexpression on OS growth were analyzed using a xenograft tumor model and immunohistochemical staining. Results: SCU was found to significantly inhibit OS cell proliferation, and RNA sequencing analysis suggested that the NF-κB pathway is closely associated with this process. Further studies revealed that SCU inhibited the canonical NF-κB pathway through its binding with TLR4, which disrupted the interaction of TLR4 and TRAF6. Moreover, SCU also repressed NF-κB signal transduction by inhibiting TLR4 expression. Furthermore, SCU was revealed to suppress OS cell proliferation by targeting TLR4 in vitro and in vivo. Conclusion: SCU exhibited a dual impact by inhibiting TLR4 expression and disrupting TLR4–TRAF6 interaction, resulting in NF-κB inactivation, thereby blocking OS growth. Keywords: scutellarein, osteosarcoma, TLR4, NF-κB pathway, molecular modeling

Abstract Antibodies have become an attractive class of therapeutic agents for solid tumors, mainly because of their high target selectivity and affinity. The target binding properties of antibodies are critical for their efficacy and toxicity. Our lab has developed a bioluminescence resonance energy transfer (BRET) imaging approach that directly supports measurement of the binding dynamics between antibodies and their targets in the native tumor environment. In the present study, we have developed a spatially resolved computational model to analyze the longitudinal BRET imaging of antibody–target binding and to explore the mechanisms of biphasic binding dynamics between cetuximab and its target, the epidermal growth factor receptor (EGFR). The model suggested that cetuximab bound differently to EGFR in the stroma-rich area than in stroma-poor regions, and this difference was confirmed by immunofluorescence staining. Compared to the binding in vitro, cetuximab bound to EGFR to a “slower-but-tighter” degree in the living tumors. These findings have provided spatially resolved characterizations of antibody–target binding in living tumors and have yielded many mechanistic insights into the factors that affect antibody interactions with its targets.

e14583 Background: Interleukin (IL)-12 is a potent immunomodulatory cytokine demonstrating robust antitumor activity in multiple preclinical studies and potent immune-stimulating potential in humans. However, systemic delivery of IL-12 can result in life-threatening toxicity and therefore has shown limited efficacy at doses that can be safely administered. ABO2011 is a human IL-12 mRNA encapsulated in lipid nanoparticle and has been developed to be more effective and less toxic through the use of novel delivery technology and intratumoral injection. Methods: This phase I trial enrolled adults with advanced solid tumors who failed available standard treatments (NCT05392699). The trial was designed to primarily evaluate the safety of ABO2011 in single-dose cohorts and multiple-dose cohorts using “3+3” dose escalation approach. Patients (pts) would receive intratumoral ABO2011 at either a single dose, QW with 3 doses overall, every 3 weeks (Q3W) or QW followed by Q3W. Results: As of 09 December 2023, a total of 20 pts were enrolled and received at least one dose of ABO2011 at 4 μg single dose, 4 μg QW for 3 times, 12 μg single dose, 12 μg QW for 3 times followed by Q3W, 24 μg Q3W and 48 μg Q3W. Seventeen (85%) pts experienced treatment-related adverse events (TRAEs), and all were grade 1 or 2, including pyrexia (35%), pain (25%), and gamma-glutamyl transferase increased (25%). There were no dose-limiting toxicities or treatment-related SAEs reported and no TRAEs leading to treatment discontinuation. Of the 17 evaluable pts per RECISIT v1.1, 5 maintained stable disease, and the progression free survivals achieved 6.0 months, 5.6 months and 4.1 months for pts with colorectal cancer (6 th line), non-small cell lung cancer (5 th line) and pancreatic cancer (4 th line), respectively. Peripheral blood IL-12 and IFN-γ levels increased and peaked at 24 hours and 48 hours after dosing, respectively, indicating expression of IL-12 and subsequent induction of IFN-γ after ABO2011 administration. Dose-dependent elevation of CXCL9, CXCL10, CXCL11 in peripheral blood was observed, consistent with the activation of downstream pathway of IFN-γ. CD8 T cells infiltration and PD-L1 expression were increased in tumor microenvironment (TME) at day 7, and further RNA sequencing analysis revealed increase of activated CD8 T cell and antigen processing and presentation after study treatment, suggesting the regulation of TME by ABO2011 and supporting the combination with PD-1(L1) inhibitor. Conclusions: Intratumoral ABO2011 was safe and well-tolerated in pts with advanced solid tumors. The pharmacodynamic changes were as expected. Promising preliminary antitumor activities of the single agent and the pharmacodynamic profiles support further investigation of ABO2011 in combination with immune checkpoint inhibitor. Clinical trial information: NCT05392699 .