KM
Kanish Mirchia
Author with expertise in Gliomas
Achievements
This user has not unlocked any achievements yet.
Key Stats
Upvotes received:
0
Publications:
7
(43% Open Access)
Cited by:
4
h-index:
14
/
i10-index:
18
Reputation
Biology
< 1%
Chemistry
< 1%
Economics
< 1%
Show more
How is this calculated?
Publications
0

Neuronal CCL2 expression drives inflammatory monocyte infiltration into the brain during acute virus infection

Charles Howe et al.Oct 25, 2017
Abstract Background Viral encephalitis is a dangerous compromise between the need to robustly clear pathogen from the brain and the need to protect neurons from bystander injury. Theiler's murine encephalomyelitis virus (TMEV) infection of C57Bl/6 mice is a model of viral encephalitis in which the compromise results in hippocampal damage and permanent neurological sequelae. We previously identified brain infiltrating inflammatory monocytes as the primary driver of this hippocampal pathology, but the mechanisms involved in recruiting these cells to the brain were unclear. Methods Chemokine expression levels in the hippocampus were assessed by microarray, ELISA, RT-PCR, and immunofluorescence. Monocyte infiltration during acute TMEV infection was measured by flow cytometry. CCL2 levels were manipulated by immunodepletion and by specific removal from neurons in mice generated by crossing a line expressing the Cre recombinase behind the synapsin promoter to animals with floxed CCL2. Results Inoculation of the brain with TMEV induced hippocampal production of the proinflammatory chemokine CCL2 that peaked at 6 hours postinfection, whereas inoculation with UV-inactivated TMEV did not elicit this response. Immunofluorescence revealed that hippocampal neurons expressed high levels of CCL2 at this timepoint. Genetic deletion of CCR2 and systemic immunodepletion of CCL2 abrogated or blunted the infiltration of inflammatory monocytes into the brain during acute infection. Specific genetic deletion of CCL2 from neurons reduced serum and hippocampal CCL2 levels and inhibited inflammatory monocyte infiltration into the brain. Conclusions We conclude that intracranial inoculation with infectious TMEV rapidly induces the expression of CCL2 in neurons, and this cellular source is necessary for CCR2-dependent infiltration of inflammatory monocytes into the brain during the most acute stage of encephalitis. These findings highlight a unique role for neuronal production of chemokines in the initiation of leukocytic infiltration into the infected central nervous system.
0
Citation3
0
Save
0

Multiplatform molecular profiling and functional genomic screens identify prognostic signatures and mechanisms underlying MEK inhibitor response in somatic NF1 mutant glioblastoma

Sixuan Pan et al.Jul 3, 2024
NF1 is recurrently mutated in glioblastoma yet the molecular landscape and efficacy of targeted therapies remain unclear. Here, we combine bulk and single cell genomics of human somatic NF1 mutant, IDH-wildtype glioblastomas with functional genomic analysis of cell lines and mouse intracranial tumor models to identify molecular subgroups within NF1 mutant glioblastomas and mechanisms underlying MEK inhibitor response. Targeted DNA sequencing showed homozygous deletion of the cell cycle regulator CDKN2A/B is a poor prognostic marker in somatic NF1 mutant, but not NF1 wildtype, tumors. DNA methylation array profiling revealed three epigenetic groups highlighted by distinct clinical features, co-mutation patterns, and reference methylation classifier identities. Genome-wide CRISPRi screens in glioblastoma cells revealed cell cycle regulators are conserved mediators of cell growth while response to the MEK inhibitor selumetinib converges on Ras/RAF/MEK pathway activation. Repression of the RAF regulator SHOC2 sensitizes glioblastomas to selumetinib in vitro and in vivo in mouse intracranial glioblastoma models. Single cell RNA-sequencing of mouse intracranial glioblastomas treated with the MEK inhibitor selumetinib reveals distinct responses between mesenchymal-like (MES-like) and non MES-like subpopulations suggesting non-MES like cells are intrinsically resistant to MEK inhibition. Finally, single nuclear RNA-sequencing (snRNA-seq) of human NF1 mutant, CDKN2A/B deleted glioblastomas reveals MES-like tumor cells are associated with selumetinib sensitivity signatures while non MES-like cells exhibit increased cell cycle progression and lack selumetinib sensitivity, further supporting the notion that MEK inhibition specifically targets MES-like tumor cell subpopulations. Taken together, our data underscores the heterogeneity between and within somatic NF1 mutant glioblastomas and delineates mechanisms of MEK inhibitor response across distinct tumor subpopulations, guiding the development of future therapeutic strategies that may synergize with MEK inhibition for NF1 mutant tumors. The tumor suppressor NF1 is mutated in 15% of glioblastomas, 1–3 the most common malignant brain tumor with poor outcomes and few effective treatments. 4 NF1 is a GTPase activating protein (GAP) that negatively regulates Ras, and thus, NF1 loss leads to induction of Ras/RAF/MEK/ERK signaling, driving tumorigenesis and comprising a targetable molecular cascade. 5,6 Genomic analysis of glioblastoma demonstrates NF1 mutation is associated with a mesenchymal-like (MES-like) transcriptomic tumor cell subpopulation and altered tumor microenvironment. 7,8 More broadly, DNA methylation analysis reveals multiple epigenetic subgroups with overlapping relationships to transcriptomic subtype and DNA alterations, underscoring the complex relationship between genetic drivers and molecular signatures. 9 While the updated 2021 Central Nervous System WHO tumor classification incorporates an ever increasing amount of molecular criteria for diffuse astrocytic tumors, 10 the existence and clinical significance of molecular subgroups within somatic NF1 mutant, IDH-wildtype glioblastomas based on genetic co-mutations, epigenetic profile, or transcriptomic signatures remain unclear. Preclinical data support the utility of MEK inhibition in NF1 mutant gliomas, 11,12 and the MEK inhibitor selumetinib is FDA approved for tumors arising in patients with syndromic neurofibromatosis type 1 (NF-1) harboring a germline NF1 mutation. 13,14 In NF-1 associated gliomas, MEK inhibition demonstrates efficacy in a limited case series, 15 and combined BRAF/MEK inhibition shows efficacy in BRAF p.V600E mutant gliomas, 16 further supporting the translational potential of Ras/Raf/MEK/ERK blockade within genetically defined glioma subtypes. Nevertheless, treatment resistance to molecular monotherapy remains a challenge, 17–20 and the mechanisms underlying MEK inhibitor resistance in NF1 mutant glioma are unknown. Here, we integrate targeted DNA sequencing, DNA methylation profiling, and single nuclear RNA-sequencing (snRNA-seq) of human patient somatic NF1 mutant, IDH-wildtype glioblastomas with single cell RNA-sequencing (scRNA-seq), genome-wide clustered regularly interspaced short palindromic repeats interference (CRISPRi) screens, and pharmacologic studies in cell lines and mouse intracranial glioblastoma models to define molecular subgroups and functional mediators of MEK inhibitor response. Targeted DNA sequencing of NF1 mutant, IDH-wildtype glioblastomas (n=186 tumors) revealed CDKN2A/B deletion was associated with poor outcomes in NF1 mutant, but not NF1 wildtype, glioblastomas. DNA methylation profiling (n=129 tumors) demonstrated three epigenetic subgroups with distinct clinical features, co- mutation patterns across cell cycle genes, and reference methylation classifier identities. Genome-wide CRISPRi screens in mouse SB28 and human GBM43 glioblastoma cells identified a conserved cell cycle gene network mediating cell growth, consistent with the clinical importance of additional hits affecting the cell cycle in human somatic NF1 mutant glioblastomas. Moreover, genome-wide mediators of selumetinib response converged upon two Ras pathway effectors mediating selumetinib sensitivity: BRAF and SHOC2. SHOC2 repression in glioblastoma cells significantly improved selumetinib response both in vitro and in intracranial allografts in vivo . Single cell RNA-sequencing (scRNA-seq) of mouse intracranial glioblastomas treated with the MEK inhibitor selumetinib revealed MES-like tumor cells correlated with CDKN2A retention and the CRISPRi screen selumetinib sensitivity signature, with selumetinib resistant cells displaying Ras pathway induction. In contrast, non-MES like tumor cells were CDKN2A deficient and lacked expression of the CRISPRi screen selumetinib sensitivity signature, with selumetinib resistant cells inducing a glial de-differentiation program. Finally, snRNA-seq of NF1 mutant, CDKN2A/B deleted, IDH-wildtype glioblastomas (n=9) showed non MES-like tumor cells exhibit increased cell cycle progression and were not associated with the CRISPRi screen selumetinib sensitivity signature. MES-like tumor cells within newly diagnosed, but not recurrent, tumors retained expression of the CRISPRi screen selumetinib sensitivity signature, suggesting resistance can arise both between and within specific transcriptomic glioblastoma cell tumor cell subpopulations. Taken together, our data identifies clinically important subgroups of NF1 mutant, IDH-wildtype glioblastomas and supports a model in which heterogeneity between tumors and within tumor cell subpopulations underlies MEK inhibitor response, supporting the need for additional synergistic therapeutic approaches beyond maximal Ras pathway blockade for NF1 mutant glioblastomas.
0

RBIO-07. IMMUNOMODULATORY PATHWAYS MEDIATE RADIOTHERAPY RESPONSE IN MALIGNANT PERIPHERAL NERVE SHEATH TUMORS

Iowis Zhu et al.Nov 1, 2024
Abstract PURPOSE Malignant peripheral nerve sheath tumors (MPNSTs) are the most common cause of death in neurofibromatosis type 1 (NF-1) and are resistant to radiation therapy (RT), yet the mechanisms underlying RT response are poorly understood. Here, we elucidate mechanisms of RT response in NF-1 associated peripheral nerve sheath tumors through genome-wide CRISPRi screens, genomic analysis of mouse models, and molecular analysis of patient-derived tumor specimens. METHODS Patient derived NF1 mutant plexiform neurofibroma (pNF) cells (NF9511b, NF95.6), and MPNST cells (ST88-14; JH2-002) were used to measure RT responses by cell counts and flow cytometry. Genome-wide CRISPRi screens were used to identify functional modifiers of RT response in ST88-14 and JH2-002 MPNST cells. Nf1-/-; Tp53-/- mouse MPNSTs were subcutaneously implanted in immunocompetent C57/B6 mice, irradiated (2Gyx5), and dissociated for single-cell RNA sequencing (scRNA-seq) using 10x Genomics. Human MPNST tumor specimens (n=45) were analyzed with targeted DNA mutation sequencing and methylation arrays for cell type deconvolution. RESULTS Radiation single-dose response curves revealed MPNST cells (IC50 6.85Gy) were radioresistant compared to pNF cells (IC50 3.13Gy). Genome wide CRISPRi screens in ST88-14 and JH2-002 MPNST cells converged on cell cycle, DNA repair, and immunomodulatory gene sets mediating RT sensitivity. Irradiation of subcutaneous mouse Nf1-/-; Tp53-/- MPNSTs significantly decreased tumor growth (p=0.01, t-test). scRNA-seq of 32,763 cells from 4 irradiated and 3 unirradiated mouse Nf1-/-; Tp53-/- MPNSTs identified 8 tumor clusters and 7 non-tumor clusters. Irradiation demonstrated a pro-inflammatory effect with increased T-cell presence (5.8% versus 3.3%, p=0.04, t-test) and greater activation of immunostimulatory genes (Cxcl10, Stat1, Irf7) in T cells. In human MPNSTs, CDKN2A/B deletion (p=0.04, log-rank test) and decreased immune cell composition (p=0.03, log-rank test) were associated with significantly worse overall survival in response to RT. CONCLUSION MPNST RT responses may depend on immunomodulatory mechanisms that could be leveraged to improve clinical RT response.
0

The Impact of MRI-Defined Extent of Resection Across Meningioma DNA Methylation Groups: Re-Evaluating Surgery in the Era of Meningioma Molecular Classification

Ramin Morshed et al.Jan 7, 2025
BACKGROUND AND OBJECTIVES: Extent of resection (EOR) is prognostic for meningioma outcomes. DNA methylation profiling can shed light on biological drivers and therapeutic vulnerabilities. The goal of this study was to re-evaluate the impact of EOR on clinical outcomes across meningioma DNA methylation groups. METHODS: Patients with sporadic meningiomas who underwent resection from a multicenter, international cohort were retrospectively reviewed. Gross vs subtotal resection (GTR vs STR, respectively) was determined based on postoperative MRI. The Kaplan-Meier method, log-rank statistics, and multivariable Cox proportional hazard analyses were performed to evaluate the impact of EOR on local freedom from recurrence (LFFR) and overall survival (OS). RESULTS: In total, 587 patients (Male: 195, Female: 392) underwent 644 surgeries for intracranial meningioma (GTR: 438, STR: 206), with 124 surgeries (19.3%) for recurrent intracranial meningiomas. The cohort included 375 (58.2%) World Health Organization (WHO) Grade 1, 202 (31.4%) WHO Grade 2, and 67 (10.4%) WHO Grade 3 meningiomas based on histological criteria. DNA methylation profiling was used to categorize meningiomas as Merlin-intact (N = 214, 33.2%), Immune-enriched (N = 236, 36.6%), or Hypermitotic (N = 194, 30.1%). GTR was associated with longer LFFR across all meningioma DNA methylation groups (Merlin-intact P < .0001; Immune-enriched P = .013; Hypermitotic P = .001) and was associated with longer OS for Hypermitotic meningiomas ( P = .0022). In multivariable Cox proportional hazard analyses, EOR was significantly associated with LFFR across all DNA methylation groups and WHO grades but was significantly associated with OS only for Hypermitotic meningiomas (hazard ratio [GTR vs STR] 0.64, 95% CI 0.43-0.97, P = .034). CONCLUSION: MRI-defined GTR is associated with improved LFFR across all meningioma DNA methylation groups and improved OS for patients with Hypermitotic meningiomas. These data continue to support maximal safe resection when feasible and demonstrate how molecular classification systems complement rather than supersede the prognostic impact of surgery.
0

Increased SOX10, p16, and Cyclin D1 Immunoreactivity Differentiates MAP Kinase-activated Low-grade Gliomas From Piloid Gliosis

Vivian Tang et al.Jan 14, 2025
Low-grade gliomas and reactive piloid gliosis can present with overlapping features on conventional histology. Given the large implications for patient treatment, there is a need for effective methods to discriminate these morphologically similar but clinically distinct entities. Using routinely available stains, we hypothesize that a limited panel including SOX10, p16, and cyclin D1 may be useful in differentiating mitogen-activated protein (MAP) kinase-activated low-grade gliomas from piloid gliosis. Reviewers blinded to clinical and pathologic data reviewed and quantified immunohistochemical expression patterns across 20 cases of piloid gliosis and 37 cases of MAP kinase-activated low-grade gliomas, including pilocytic astrocytoma and ganglioglioma. The majority of MAP kinase-activated low-grade glioma cases demonstrated extensive immunoreactivity for at least 2 of the 3 immunohistochemical markers, whereas none of the gliosis cases demonstrated significant immunoreactivity for more than one individual immunohistochemical marker. SOX10 and p16 demonstrated the highest individual sensitivity whereas cyclin D1 demonstrated the highest individual specificity to discriminate neoplastic from nonneoplastic cases in this cohort. A composite panel score based on significant immunoreactivity of at least 2 of the 3 markers provided specificity and a positive predictive value of 100% in differentiating MAP kinase-activated low-grade glioma from gliosis, as 0/20 (0%) of gliosis cases were scored positive compared with 24/37 (65%) of MAP kinase-activated low-grade glioma cases. We conclude that while the immunoreactivity of these markers may be suggestive of a low-grade glioma diagnosis, SOX10, p16, and cyclin D1 should be applied in combination to maximize diagnostic value.