G207 is a conditionally replicating derivative of herpes simplex virus (HSV) type-1 strain F engineered with deletions of both γ134.5 loci and a lacZ insertion disabling the UL39 gene. We have demonstrated the efficacy of G207 in treating malignant glial tumors in athymic mice, as well as the safety of intracerebral G207 inoculation in mice and in Aotus nancymai. We sought to determine the safety of G207 inoculation into cerebral malignant glial tumors in humans. Criteria for inclusion into this dose-escalation study were the diagnosis of histologically proven malignant glioma, Karnofsky score ⩾70, recurrence despite surgery and radiation therapy, and an enhancing lesion greater than 1 cm in diameter. Serial magnetic resonance images were obtained for volumetric analysis. The trial commenced at a dose of 106 plaque forming units (p.f.u.) inoculated at a single enhancing site and was completed when the 21st patient was inoculated with 3 × 109 p.f.u. at five sites. While adverse events were noted in some patients, no toxicity or serious adverse events could unequivocally be ascribed to G207. No patient developed HSV encephalitis. We found radiographic and neuropathologic evidence suggestive of anti-tumor activity and long-term presence of viral DNA in some cases.

While molecular subgrouping has revolutionized medulloblastoma classification, the extent of heterogeneity within subgroups is unknown. Similarity network fusion (SNF) applied to genome-wide DNA methylation and gene expression data across 763 primary samples identifies very homogeneous clusters of patients, supporting the presence of medulloblastoma subtypes. After integration of somatic copy-number alterations, and clinical features specific to each cluster, we identify 12 different subtypes of medulloblastoma. Integrative analysis using SNF further delineates group 3 from group 4 medulloblastoma, which is not as readily apparent through analyses of individual data types. Two clear subtypes of infants with Sonic Hedgehog medulloblastoma with disparate outcomes and biology are identified. Medulloblastoma subtypes identified through integrative clustering have important implications for stratification of future clinical trials.

Medulloblastoma, the most common malignant paediatric brain tumour, is currently treated with nonspecific cytotoxic therapies including surgery, whole-brain radiation, and aggressive chemotherapy. As medulloblastoma exhibits marked intertumoural heterogeneity, with at least four distinct molecular variants, previous attempts to identify targets for therapy have been underpowered because of small samples sizes. Here we report somatic copy number aberrations (SCNAs) in 1,087 unique medulloblastomas. SCNAs are common in medulloblastoma, and are predominantly subgroup-enriched. The most common region of focal copy number gain is a tandem duplication of SNCAIP, a gene associated with Parkinson’s disease, which is exquisitely restricted to Group 4α. Recurrent translocations of PVT1, including PVT1-MYC and PVT1-NDRG1, that arise through chromothripsis are restricted to Group 3. Numerous targetable SCNAs, including recurrent events targeting TGF-β signalling in Group 3, and NF-κB signalling in Group 4, suggest future avenues for rational, targeted therapy. Medulloblastoma is the most common malignant brain tumour in children; having assembled over 1,000 samples the authors report that somatic copy number aberrations are common in medulloblastoma, in particular a tandem duplication of SNCAIP, a gene associated with Parkinson’s disease, which is restricted to subgroup 4α, and translocations of PVT1, which are restricted to Group 3. Medulloblastoma is the most common malignant brain tumour in children. Four papers published in the 2 August 2012 issue of Nature use whole-genome and other sequencing techniques to produce a detailed picture of the genetics and genomics of this condition. Notable findings include the identification of recurrent mutations in genes not previously implicated in medulloblastoma, with significant genetic differences associated with the four biologically distinct subgroups and clinical outcomes in each. Potential avenues for therapy are suggested by the identification of targetable somatic copy-number alterations, including recurrent events targeting TGFβ signalling in Group 3, and NF-κB signalling in Group 4 medulloblastomas.

Hypervascularity, focal necrosis, persistent cerebral edema, and rapid cellular proliferation are key histopathologic features of glioblastoma multiforme (GBM), the most common and malignant of human brain tumors. By immunoperoxidase and immunofluorescence, we definitively have demonstrated the presence of vascular endothelial growth factor (VEGF) and epidermal growth factor receptor (EGFr) in five out of five human glioma cell lines (U-251MG, U-105MG, D-65MG, D-54MG, and CH-235MG) and in eight human GBM tumor surgical specimens. In vitro experiments with glioma cell lines revealed a consistent and reliable relation between EGFr activation and VEGF production; namely, EGF (1-20 ng/ml) stimulation of glioma cells resulted in a 25-125% increase in secretion of bioactive VEGF. Conditioned media (CM) prepared from EGF-stimulated glioma cell lines produced significant increases in cytosolic free intracellular concentrations of Ca2+ ([Ca2+]i) in human umbilical vein endothelial cells (HUVECs). Neither EGF alone or CM from glioma cultures prepared in the absence of EGF induced [Ca2+]i increases in HUVECs. Preincubation of glioma CM with A4.6.1, a monoclonal antibody to VEGF, completely abolished VEGF-mediated [Ca2+]i transients in HUVECs. Likewise, induction by glioma-derived CM of von Willebrand factor release from HUVECs was completely blocked by A4.6.1 pretreatment. These observations provide a key link in understanding the basic cellular pathophysiology of GBM tumor angiogenesis, increased vascular permeability, and cellular proliferation. Specifically, EGF activation of EGFr expressed on glioma cells leads to enhanced secretion of VEGF by glioma cells. VEGF released by glioma cells in situ most likely accounts for pathognomonic histopathologic and clinical features of GBM tumors in patients, including striking tumor angiogenesis, increased cerebral edema and hypercoagulability manifesting as focal tumor necrosis, deep vein thrombosis, or pulmonary embolism.

Vascular endothelial growth factor (VEGF) is a potent and selective vascular endothelial cell mitogen and angiogenic factor. VEGF expression is elevated in a wide variety of solid tumors and is thought to support their growth by enhancing tumor neovascularization. To block VEGF-dependent angiogenesis, tumor cells were transfected with cDNA encoding the native soluble FLT-1 (sFLT-1) truncated VEGF receptor which can function both by sequestering VEGF and, in a dominant negative fashion, by forming inactive heterodimers with membrane-spanning VEGF receptors. Transient transfection of HT-1080 human fibrosarcoma cells with a gene encoding sFLT-1 significantly inhibited their implantation and growth in the lungs of nude mice following i.v. injection and their growth as nodules from cells injected s.c. High sFLT-1 expressing stably transfected HT-1080 clones grew even slower as s.c. tumors. Finally, survival was significantly prolonged in mice injected intracranially with human glioblastoma cells stably transfected with the sflt-1 gene. The ability of sFLT-1 protein to inhibit tumor growth is presumably attributable to its paracrine inhibition of tumor angiogenesis in vivo , since it did not affect tumor cell mitogenesis in vitro . These results not only support VEGF receptors as antiangiogenic targets but also demonstrate that sflt-1 gene therapy might be a feasible approach for inhibiting tumor angiogenesis and growth.

We used high-resolution SNP genotyping to identify regions of genomic gain and loss in the genomes of 212 medulloblastomas, malignant pediatric brain tumors. We found focal amplifications of 15 known oncogenes and focal deletions of 20 known tumor suppressor genes (TSG), most not previously implicated in medulloblastoma. Notably, we identified previously unknown amplifications and homozygous deletions, including recurrent, mutually exclusive, highly focal genetic events in genes targeting histone lysine methylation, particularly that of histone 3, lysine 9 (H3K9). Post-translational modification of histone proteins is critical for regulation of gene expression, can participate in determination of stem cell fates and has been implicated in carcinogenesis. Consistent with our genetic data, restoration of expression of genes controlling H3K9 methylation greatly diminishes proliferation of medulloblastoma in vitro. Copy number aberrations of genes with critical roles in writing, reading, removing and blocking the state of histone lysine methylation, particularly at H3K9, suggest that defective control of the histone code contributes to the pathogenesis of medulloblastoma.

We have previously demonstrated safety of G207, a doubly mutated (deletion of both γ134.5 loci, insertional inactivation of UL39) herpes simplex virus (HSV) for patients stereotactically inoculated in enhancing portions of recurrent malignant gliomas. We have now determined safety of two inoculations of G207, before and after tumor resection. Inclusion criteria were histologically proven recurrent malignant glioma, Karnofsky score ≥70, and ability to resect the tumor without ventricular system breach. Patients received two doses of G207 totaling 1.15 × 109 plaque-forming units with 13% of this total injected via a catheter placed stereotactically in the tumor. Two or five days later, tumor was resected en bloc with catheter in place. The balance of G207 dose was injected into brain surrounding the resection cavity. Six patients with recurrent glioblastoma multiforme were enrolled. Two days after the second G207 inoculation, one patient experienced transient fever, delirium, and hemiparesis, which entirely resolved on high-dose dexamethasone. No patient developed HSV encephalitis or required treatment with acyclovir. Radiographic and neuropathologic evidence suggestive of antitumor activity is reported. Evidence of viral replication was demonstrated. G207 appears safe for multiple dose delivery, including direct inoculation into the brain surrounding tumor resection cavity. We have previously demonstrated safety of G207, a doubly mutated (deletion of both γ134.5 loci, insertional inactivation of UL39) herpes simplex virus (HSV) for patients stereotactically inoculated in enhancing portions of recurrent malignant gliomas. We have now determined safety of two inoculations of G207, before and after tumor resection. Inclusion criteria were histologically proven recurrent malignant glioma, Karnofsky score ≥70, and ability to resect the tumor without ventricular system breach. Patients received two doses of G207 totaling 1.15 × 109 plaque-forming units with 13% of this total injected via a catheter placed stereotactically in the tumor. Two or five days later, tumor was resected en bloc with catheter in place. The balance of G207 dose was injected into brain surrounding the resection cavity. Six patients with recurrent glioblastoma multiforme were enrolled. Two days after the second G207 inoculation, one patient experienced transient fever, delirium, and hemiparesis, which entirely resolved on high-dose dexamethasone. No patient developed HSV encephalitis or required treatment with acyclovir. Radiographic and neuropathologic evidence suggestive of antitumor activity is reported. Evidence of viral replication was demonstrated. G207 appears safe for multiple dose delivery, including direct inoculation into the brain surrounding tumor resection cavity.

Ependymoma is a type of neural tumour that arises throughout the central nervous system. Using comparative transcriptomics in mouse and human tumours, Johnson et al. home in on mutations that are specific to individual tumour subgroups. In the course of their study, the authors generate the first mouse model of ependymoma and demonstrate the power of interspecific genomic comparisons to interrogate cancer subgroups. Ependymoma is a type of neural tumour that arises throughout the central nervous system. Using comparative transcriptomics in mouse and human tumours, these authors home in on mutations that are specific to individual tumour subgroups. In doing so, they generate the first mouse model of ependymoma and demonstrate the power of interspecific genomic comparisons to interrogate cancer subgroups. Understanding the biology that underlies histologically similar but molecularly distinct subgroups of cancer has proven difficult because their defining genetic alterations are often numerous, and the cellular origins of most cancers remain unknown1,2,3. We sought to decipher this heterogeneity by integrating matched genetic alterations and candidate cells of origin to generate accurate disease models. First, we identified subgroups of human ependymoma, a form of neural tumour that arises throughout the central nervous system (CNS). Subgroup-specific alterations included amplifications and homozygous deletions of genes not yet implicated in ependymoma. To select cellular compartments most likely to give rise to subgroups of ependymoma, we matched the transcriptomes of human tumours to those of mouse neural stem cells (NSCs), isolated from different regions of the CNS at different developmental stages, with an intact or deleted Ink4a/Arf locus (that encodes Cdkn2a and b). The transcriptome of human supratentorial ependymomas with amplified EPHB2 and deleted INK4A/ARF matched only that of embryonic cerebral Ink4a/Arf−/− NSCs. Notably, activation of Ephb2 signalling in these, but not other, NSCs generated the first mouse model of ependymoma, which is highly penetrant and accurately models the histology and transcriptome of one subgroup of human supratentorial tumour. Further, comparative analysis of matched mouse and human tumours revealed selective deregulation in the expression and copy number of genes that control synaptogenesis, pinpointing disruption of this pathway as a critical event in the production of this ependymoma subgroup. Our data demonstrate the power of cross-species genomics to meticulously match subgroup-specific driver mutations with cellular compartments to model and interrogate cancer subgroups.

Abstract Medulloblastoma is the most common malignant pediatric brain tumor, and mechanisms underlying its development are poorly understood. We identified recurrent amplification of the miR-17/92 polycistron proto-oncogene in 6% of pediatric medulloblastomas by high-resolution single-nucleotide polymorphism genotyping arrays and subsequent interphase fluorescence in situ hybridization on a human medulloblastoma tissue microarray. Profiling the expression of 427 mature microRNAs (miRNA) in a series of 90 primary human medulloblastomas revealed that components of the miR-17/92 polycistron are the most highly up-regulated miRNAs in medulloblastoma. Expression of miR-17/92 was highest in the subgroup of medulloblastomas associated with activation of the sonic hedgehog (Shh) signaling pathway compared with other subgroups of medulloblastoma. Medulloblastomas in which miR-17/92 was up-regulated also had elevated levels of MYC/MYCN expression. Consistent with its regulation by Shh, we observed that Shh treatment of primary cerebellar granule neuron precursors (CGNP), proposed cells of origin for the Shh-associated medulloblastomas, resulted in increased miR-17/92 expression. In CGNPs, the Shh effector N-myc, but not Gli1, induced miR-17/92 expression. Ectopic miR-17/92 expression in CGNPs synergized with exogenous Shh to increase proliferation and also enabled them to proliferate in the absence of Shh. We conclude that miR-17/92 is a positive effector of Shh-mediated proliferation and that aberrant expression/amplification of this miR confers a growth advantage to medulloblastomas. [Cancer Res 2009;69(8):3249–55]

G207, a mutant herpes simplex virus (HSV) type 1, is safe when inoculated into recurrent malignant glioma. We conducted a phase 1 trial of G207 to demonstrate the safety of stereotactic intratumoral administration when given 24 hours prior to a single 5 Gy radiation dose in patients with recurrent malignant glioma. Nine patients with progressive, recurrent malignant glioma despite standard therapy were included. Patients received one dose of G207 stereotactically inoculated into the multiple sites of the enhancing tumor margin and were then treated focally with 5 Gy radiation. Treatment was well tolerated, and no patient developed HSV encephalitis. The median interval between initial diagnosis and G207 inoculation was 18 months (mean: 23 months; range: 11–51 months). Six of the nine patients had stable disease or partial response for at least one time point. Three instances of marked radiographic response to treatment occurred. The median survival time from G207 inoculation until death was 7.5 months (95% confidence interval: 3.0–12.7). In conclusion, this study showed the safety and the potential for clinical response of single-dose oncolytic HSV therapy augmented with radiation in the treatment of malignant glioma patients. Additional studies with oncolytic HSV such as G207 in the treatment of human glioma are recommended. G207, a mutant herpes simplex virus (HSV) type 1, is safe when inoculated into recurrent malignant glioma. We conducted a phase 1 trial of G207 to demonstrate the safety of stereotactic intratumoral administration when given 24 hours prior to a single 5 Gy radiation dose in patients with recurrent malignant glioma. Nine patients with progressive, recurrent malignant glioma despite standard therapy were included. Patients received one dose of G207 stereotactically inoculated into the multiple sites of the enhancing tumor margin and were then treated focally with 5 Gy radiation. Treatment was well tolerated, and no patient developed HSV encephalitis. The median interval between initial diagnosis and G207 inoculation was 18 months (mean: 23 months; range: 11–51 months). Six of the nine patients had stable disease or partial response for at least one time point. Three instances of marked radiographic response to treatment occurred. The median survival time from G207 inoculation until death was 7.5 months (95% confidence interval: 3.0–12.7). In conclusion, this study showed the safety and the potential for clinical response of single-dose oncolytic HSV therapy augmented with radiation in the treatment of malignant glioma patients. Additional studies with oncolytic HSV such as G207 in the treatment of human glioma are recommended.