Abstract Oxaliplatin is important for the clinical treatment of colorectal cancer and other gastrointestinal malignancies, but tumour resistance is limiting. Several oxaliplatin transporters were previously identified but their relative contributions to determining oxaliplatin tumour responses and gastrointestinal tumour cell sensitivity to oxaliplatin remains unclear. We studied clinical associations between tumour expression of oxaliplatin transporter candidate genes and patient response to oxaliplatin, then experimentally verified associations found with MRP2 in models of human gastrointestinal cancer. Among 18 oxaliplatin transporter candidate genes, MRP2 was the only one to be differentially expressed in the tumours of colorectal cancer patients who did or did not respond to FOLFOX chemotherapy. Over-expression of MRP2 (endogenously in HepG2 and PANC-1 cells, or induced by stable transfection of HEK293 cells) decreased oxaliplatin accumulation and cytotoxicity but those deficits were reversed by inhibition of MRP2 with myricetin or siRNA knockdown. Mice bearing subcutaneous HepG2 tumour xenografts were sensitised to oxaliplatin antitumour activity by concurrent myricetin treatment with little or no increase in toxicity. In conclusion, MRP2 limits oxaliplatin accumulation and response in human gastrointestinal cancer. Screening tumour MRP2 expression levels, to select patients for treatment with oxaliplatin-based chemotherapy alone or in combination with a MRP2 inhibitor, could improve treatment outcomes.

Abstract Transplantable in vivo CRISPR/Cas9 knockout screens, in which cells are transduced in vitro and inoculated into mice to form tumours in vivo, offer the opportunity to evaluate gene function in a cancer model that incorporates the multicellular interactions of the tumour microenvironment. In this study, we sought to develop a head and neck squamous cell carcinoma (HNSCC) tumour xenograft model for whole-genome screens that could maintain high gRNA representation during tumour initiation and progression. To achieve this, we sought early-passage HNSCC cell lines with a high frequency of tumour initiation-cells, and identified the pseudodiploid UT-SCC-54C line as a suitable model from 23 HNSCC lines tested based on a low tumourigenic dose for 50% takes (TD 50 ) of 1100 cells in NSG mice. On transduction with the GeCKOv2 whole-genome gRNA library (119,461 unique gRNAs), high (80-95%) gRNA representation was maintained in early (up to 14 d) UT-SCC-54C tumours in NSG mice, but not in UT-SCC-74B tumours (TD 50 =9200). However, loss of gRNA representation was observed in UT-SCC-54C tumours following growth for 38-43 days, which correlated with a large increase in bias among gRNA read counts due to stochastic expansion of clones in the tumours. Applying binomial thinning simulations revealed that the UT-SCC-54C model would have 40-90% statistical power to detect drug sensitivity genes with log 2 fold change effect sizes of 1-2 in early tumours with gRNA libraries of up to 10,000 gRNAs and modest group sizes of 5 tumours. In large tumours, this model would have had 45% power to detect log 2 fold change effect sizes of 2-3 with libraries of 2,000 gRNAs and 14 tumours per group. Based on our findings, we conclude that gRNA library size, sample size and tumour size are all parameters that can be individually optimised to ensure transplantable in vivo CRISPR screens can successfully evaluate gene function.

[M2L3]-type metallo-supramolecular architectures (MSAs) are widely explored for their biological activity, whereas data on non-symmetric, heterobimetallic [MM'L3] structures is comparatively rare. [M2L3] compounds are known to form helicates and/or mesocates. Here, we report the self-assembly of a discrete non-symmetrical, heterobimetallic MSA by combination of an amine-functionalised cobalt(III)-tris((picolinamido)ethyl)amine (PICTREN) base unit with FeCl2 and 2,2'-bipyridine-5-carboxaldehyde. NMR spectroscopy in tandem with computational studies revealed the formation of a mesocate rather than a helicate. The ability of the heteromesocate to bind to DNA was examined by gel electrophoresis with pUC19 plasmid DNA, which showed DNA binding although longer incubation periods were required than found for a known DNA-interacting helicate. The mesocate displayed promising antiproliferative activity in cancer cells, including a cisplatin-resistant cell line, with IC50 values in the 17–26 μM range. Lower biological activity of the mesocate compared to a metallocylinder reference and cisplatin may be explained by differences in the DNA interactions. This work further supports efforts to establish methods with which to construct heterobimetallic complexes, establishing the utility of the self-assembly method in [M2L3]-type assemblies using the cobalt(III)-PICTREN platform as a robust building block towards more complex assemblies of the [MM'L]-type.

The clinical use of many potent anticancer agents is limited by their non‐selective toxicity to healthy tissue. One of these examples is vorinostat (SAHA), a pan histone deacetylase inhibitor, which shows high cytotoxicity with limited discrimination for cancerous over healthy cells. In an attempt to improve tumor selectivity, we exploited the properties of cobalt(III) as a redox‐active metal center through stabilization with cyclen and cyclam tetraazamacrocycles, masking the anticancer activity of SAHA and other hydroxamic acid derivatives to allow for the complex to reach the hypoxic microenvironment of the tumor. Biological assays demonstrated the desired low in vitro anticancer activity of the complexes, suggesting effective masking of the activity of SAHA. Once in the tumor, the bioactive moiety may be released through the reduction of the CoIII center. Investigations revealed high long‐term stability of the complexes, with cyclic voltammetry and chemical reduction experiments supporting the design hypothesis of SAHA release through the reduction of the CoIII prodrug. The results highlight the potential for further developing this complex class as novel anticancer agents by masking the high cytotoxicity of a given drug, however, the cellular uptake needs to be improved.

The dominant role of non-homologous end-joining in the repair of radiation-induced double-strand breaks identifies DNA-dependent protein kinase (DNA-PK) as an excellent target for the development of radiosensitizers. We report the discovery of a new class of imidazo[4,5-c]pyridine-2-one DNA-PK inhibitors. Structure–activity studies culminated in the identification of 78 as a nM DNA-PK inhibitor with excellent selectivity for DNA-PK compared to related phosphoinositide 3-kinase (PI3K) and PI3K-like kinase (PIKK) families and the broader kinome, and displayed DNA-PK-dependent radiosensitization of HAP1 cells. Compound 78 demonstrated robust radiosensitization of a broad range of cancer cells in vitro, displayed high oral bioavailability, and sensitized colorectal carcinoma (HCT116/54C) and head and neck squamous cell carcinoma (UT-SCC-74B) tumor xenografts to radiation. Compound 78 also provided substantial tumor growth inhibition of HCT116/54C tumor xenografts in combination with radiation. Compound 78 represents a new, potent, and selective class of DNA-PK inhibitors with significant potential as radiosensitizers for cancer treatment.

[M(arene)(HQ)Cl] complexes (M = Ru