BCL-2 proteins are critical for cell survival and are overexpressed in many tumors. ABT-737 is a small-molecule BH3 mimetic that exhibits single-agent activity against lymphoma and small-cell lung cancer in preclinical studies. We here report that ABT-737 effectively kills acute myeloid leukemia blast, progenitor, and stem cells without affecting normal hematopoietic cells. ABT-737 induced the disruption of the BCL-2/BAX complex and BAK-dependent but BIM-independent activation of the intrinsic apoptotic pathway. In cells with phosphorylated BCL-2 or increased MCL-1, ABT-737 was inactive. Inhibition of BCL-2 phosphorylation and reduction of MCL-1 expression restored sensitivity to ABT-737. These data suggest that ABT-737 could be a highly effective antileukemia agent when the mechanisms of resistance identified here are considered.

Abstract SDF-1α/CXCR4 signaling plays a key role in leukemia/bone marrow microenvironment interactions. We previously reported that bone marrow–derived stromal cells inhibit chemotherapy-induced apoptosis in acute myeloid leukemia (AML). Here we demonstrate that the CXCR4 inhibitor AMD3465 antagonized stromal-derived factor 1α (SDF-1α)–induced and stroma-induced chemotaxis and inhibited SDF-1α–induced activation of prosurvival signaling pathways in leukemic cells. Further, CXCR4 inhibition partially abrogated the protective effects of stromal cells on chemotherapy-induced apoptosis in AML cells. Fetal liver tyrosine kinase-3 (FLT3) gene mutations activate CXCR4 signaling, and coculture with stromal cells significantly diminished antileukemia effects of FLT3 inhibitors in cells with mutated FLT3. Notably, CXCR4 inhibition increased the sensitivity of FLT3-mutated leukemic cells to the apoptogenic effects of the FLT3 inhibitor sorafenib. In vivo studies demonstrated that AMD3465, alone or in combination with granulocyte colony-stimulating factor, induced mobilization of AML cells and progenitor cells into circulation and enhanced antileukemic effects of chemotherapy and sorafenib, resulting in markedly reduced leukemia burden and prolonged survival of the animals. These findings indicate that SDF-1α/CXCR4 interactions contribute to the resistance of leukemic cells to signal transduction inhibitor– and chemotherapy-induced apoptosis in systems mimicking the physiologic microenvironment. Disruption of these interactions with CXCR4 inhibitors represents a novel strategy of sensitizing leukemic cells by targeting their protective bone marrow microenvironment.

Therapeutic targeting of the immune checkpoints cytotoxic T-lymphocyte-associated molecule-4 (CTLA-4) and PD-1/PD-L1 has demonstrated tumor regression in clinical trials, and phase 2 trials are ongoing in glioblastoma (GBM). Previous reports have suggested that responses are more frequent in patients with tumors that express PD-L1; however, this has been disputed. At issue is the validation of PD-L1 biomarker assays and prognostic impact. Using immunohistochemical analysis, we measured the incidence of PD-L1 expression in 94 patients with GBM. We categorized our results according to the total number of PD-L1-expressing cells within the GBMs and then validated this finding in ex vivo GBM flow cytometry with further analysis of the T cell populations. We then evaluated the association between PD-L1 expression and median survival time using the protein expression datasets and mRNA from The Cancer Genome Atlas. The median percentage of PD-L1-expressing cells in GBM by cell surface staining is 2.77% (range: 0%–86.6%; n = 92), which is similar to the percentage found by ex vivo flow cytometry. The majority of GBM patients (61%) had tumors with at least 1% or more PD-L1-positive cells, and 38% had at least 5% or greater PD-L1 expression. PD-L1 is commonly expressed on the GBM-infiltrating T cells. Expression of both PD-L1 and PD-1 are negative prognosticators for GBM outcome. The incidence of PD-L1 expression in GBM patients is frequent but is confined to a minority subpopulation, similar to other malignancies that have been profiled for PD-L1 expression. Higher expression of PD-L1 is correlated with worse outcome.

Background Internal tandem duplication (ITD) mutations in the juxtamembrane domain–coding sequence of the Fms-like tyrosine kinase 3 ( FLT3 ) gene have been identified in 30% of acute myeloid leukemia (AML) patients and are associated with a poor prognosis. The kinase inhibitor sorafenib induces growth arrest and apoptosis at much lower concentrations in AML cell lines that harbor FLT3-ITD mutations than in AML cell lines with wild-type FLT3.

Glioblastoma is highly enriched with macrophages, and osteopontin (OPN) expression levels correlate with glioma grade and the degree of macrophage infiltration; thus, we studied whether OPN plays a crucial role in immune modulation. Quantitative PCR, immunoblotting, and ELISA were used to determine OPN expression. Knockdown of OPN was achieved using complementary siRNA, shRNA, and CRISPR/Cas9 techniques, followed by a series of in vitro functional migration and immunological assays. OPN gene-deficient mice were used to examine the roles of non-tumor-derived OPN on survival of mice harboring intracranial gliomas. Patients with mesenchymal glioblastoma multiforme (GBM) show high OPN expression, a negative survival prognosticator. OPN is a potent chemokine for macrophages, and its blockade significantly impaired the ability of glioma cells to recruit macrophages. Integrin αvβ5 (ITGαvβ5) is highly expressed on glioblastoma-infiltrating macrophages and constitutes a major OPN receptor. OPN maintains the M2 macrophage gene signature and phenotype. Both tumor-derived and host-derived OPN were critical for glioma development. OPN deficiency in either innate immune or glioma cells resulted in a marked reduction in M2 macrophages and elevated T cell effector activity infiltrating the glioma. Furthermore, OPN deficiency in the glioma cells sensitized them to direct CD8+ T cell cytotoxicity. Systemic administration in mice of 4-1BB-OPN bispecific aptamers was efficacious, increasing median survival time by 68% (P < 0.05). OPN is thus an important chemokine for recruiting macrophages to glioblastoma, mediates crosstalk between tumor cells and the innate immune system, and has the potential to be exploited as a therapeutic target.

Clustered regularly interspaced short palindromic repeat (CRISPR) system has been explored as an efficient tool for nucleic acid diagnostics. However, it normally needs instrumentation or produces turn-off signals. Herein, a bulged Y-shape DNA (Y-DNA) nanoassembly was designed and synthesized as a novel turn-on probe. A CRISPR/Cas12a and Y-DNA probe mediated colorimetric assay (named as CYMCOA) strategy was developed for visual detection of pathogen DNA. Upon activating Cas12a with pathogen DNA, the Y-DNA bulge is catalytically trans-cleaved, releasing the G-quadruplex sequence embedded in the Y-DNA nanoassembly as a peroxidase-like DNAzyme. Visible signals with chromogen substrates are thus produced. The CYMCOA strategy was combined with recombinase polymerase amplification (RPA), an isothermal amplification technique, in detecting Helicobacter pylori (Hp) bacteria and SARS-CoV-2 N plasmids as two model pathogens. The bioassay has very excellent detection sensitivity and specificity, owing to the triple cascade amplification reactions and the very low mismatch tolerance. The lower limit of detection values were 0.16 cfu⋅mL

Sporadic gliomas in companion dogs provide a window on the interaction between tumorigenic mechanisms and host environment. We compared the molecular profiles of canine gliomas with those of human pediatric and adult gliomas to characterize evolutionarily conserved mammalian mutational processes in gliomagenesis. Employing whole genome-, exome-, transcriptome- and methylation-sequencing of 81 canine gliomas, we found alterations shared between canine and human gliomas such as the receptor tyrosine kinases, p53 and cell cycle pathways, and IDH1 R132. Canine gliomas showed high similarity with human pediatric gliomas per robust aneuploidy, mutational rates, relative timing of mutations, and DNA methylation patterns. Our cross-species comparative genomic analysis provides unique insights into glioma etiology and the chronology of glioma-causing somatic alterations.