Systemic sclerosis (SSc), or scleroderma, similar to many fibrotic disorders, lacks effective therapies. Current trials focus on anti-inflammatory drugs or targeted approaches aimed at one of the many receptor mechanisms initiating fibrosis. In light of evidence that a myocardin-related transcription factor (MRTF)-and serum response factor (SRF)-regulated gene transcriptional program induced by Rho GTPases is essential for myofibroblast activation, we explored the hypothesis that inhibitors of this pathway may represent novel antifibrotics. MRTF/SRF-regulated genes show spontaneously increased expression in primary dermal fibroblasts from patients with diffuse cutaneous SSc. A novel small-molecule inhibitor of MRTF/SRF-regulated transcription (CCG-203971) inhibits expression of connective tissue growth factor (CTGF), α-smooth muscle actin (α-SMA), and collagen 1 (COL1A2) in both SSc fibroblasts and in lysophosphatidic acid (LPA)-and transforming growth factor β (TGFβ)-stimulated fibroblasts. In vivo treatment with CCG-203971 also prevented bleomycin-induced skin thickening and collagen deposition. Thus, targeting the MRTF/SRF gene transcription pathway could provide an efficacious new approach to therapy for SSc and other fibrotic disorders.

We recently reported the development of a novel inhibitor of Rho-mediated gene transcription (1, CCG-203971) that is efficacious in multiple animal models of acute fibrosis, including scleroderma, when given intraperitoneally. The modest in vivo potency and poor pharmacokinetics (PK) of this lead, however, make it unsuitable for long term efficacy studies. We therefore undertook a systematic medicinal chemistry effort to improve both the metabolic stability and the solubility of 1, resulting in the identification of two analogs achieving over 10-fold increases in plasma exposures in mice. We subsequently showed that one of these analogs (8f, CCG-232601) could inhibit the development of bleomycin-induced dermal fibrosis in mice when administered orally at 50 mg/kg, an effect that was comparable to what we had observed earlier with 1 at a 4-fold higher IP dose.

Limitations of checkpoint inhibitor cancer immunotherapy include induction of autoimmune syndromes and resistance of many cancers. Since CD318, a novel CD6 ligand, is associated with the aggressiveness and metastatic potential of human cancers, we tested the effect of an anti-CD6 monoclonal antibody, UMCD6, on killing of cancer cells by human lymphocytes. UMCD6 augmented killing of breast, lung, and prostate cancer cells through direct effects on both CD8+ T cells and NK cells, increasing cancer cell death and lowering cancer cell survival in vitro more robustly than monoclonal antibody checkpoint inhibitors that interrupt the programmed cell death 1 (PD-1)/PD-1 ligand 1 (PD-L1) axis. UMCD6 also augmented in vivo killing by human peripheral blood lymphocytes of a human breast cancer line xenotransplanted into immunodeficient mice. Mechanistically, UMCD6 upregulated the expression of the activating receptor NKG2D and downregulated expression of the inhibitory receptor NKG2A on both NK cells and CD8+ T cells, with concurrent increases in perforin and granzyme B production. The combined capability of an anti-CD6 monoclonal antibody to control autoimmunity through effects on CD4+ lymphocyte differentiation while enhancing killing of cancer cells through distinct effects on CD8+ and NK cells opens a potential new approach to cancer immunotherapy that would suppress rather than instigate autoimmunity.

Binding of the bromodomain and extraterminal domain proteins (BETs) to acetylated histone residues is critical for gene transcription. We sought to determine the antifibrotic efficacy and potential mechanisms of BET inhibition in systemic sclerosis (SSc). Blockade of BETs was done using a pan-BET inhibitor, JQ1; BRD2 inhibitor, BIC1; or BRD4 inhibitors AZD5153 or ARV825. BET inhibition, specifically BRD4 blockade, showed antifibrotic effects in an animal model of SSc and in patient-derived diffuse cutaneous SSc (dcSSc) fibroblasts. Transcriptome analysis of JQ1-treated dcSSc fibroblasts revealed differentially expressed genes related to extracellular matrix, cell cycle, and calcium (Ca2+) signaling. The antifibrotic effect of BRD4 inhibition was mediated at least in part by downregulation of Ca2+/calmodulin-dependent protein kinase II α and reduction of intracellular Ca2+ concentrations. On the basis of these results, we propose targeting Ca2+ pathways or BRD4 as potentially novel therapeutic approaches for progressive tissue fibrosis.

Abstract Binding of the bromodomain and extra-terminal domain proteins (BETs) to acetylated histone residues is critical for gene transcription. This study sought to determine the anti-fibrotic efficacy and potential mechanisms of BET inhibition in systemic sclerosis (SSc). Blockade of BETs was done using a pan BET inhibitor JQ1, BRD2 inhibitor BIC1, or BRD4 inhibitors AZD5153 or ARV825. BET inhibition, specifically BRD4 blockade, showed anti-fibrotic effects in an animal model of scleroderma and in patient-derived diffuse cutaneous (dc)SSc fibroblasts. Transcriptome analysis of JQ1-treated dcSSc fibroblasts revealed differentially expressed genes related to extracellular matrix, cell cycle, and calcium signaling. The anti-fibrotic effect of BRD4 inhibition was at least in part mediated by downregulation of Ca 2+/ calmodulin-dependent protein kinase II α (CaMKII-α) and reduction of intracellular calcium concentrations. These results suggest that targeting calcium pathways or BRD4 might be novel therapeutic approaches for progressive tissue fibrosis.