Cancer stem cells (CSCs) are thought to be responsible for tumor regeneration after chemotherapy, although direct confirmation of this remains forthcoming. We therefore investigated whether drug treatment could enrich and maintain CSCs and whether the high tumorogenic and metastatic abilities of CSCs were based on their marked ability to produce growth and angiogenic factors and express their cognate receptors to stimulate tumor cell proliferation and stroma formation.Treatment of lung tumor cells with doxorubicin, cisplatin, or etoposide resulted in the selection of drug surviving cells (DSCs). These cells expressed CD133, CD117, SSEA-3, TRA1-81, Oct-4, and nuclear beta-catenin and lost expression of the differentiation markers cytokeratins 8/18 (CK 8/18). DSCs were able to grow as tumor spheres, maintain self-renewal capacity, and differentiate. Differentiated progenitors lost expression of CD133, gained CK 8/18 and acquired drug sensitivity. In the presence of drugs, differentiation of DSCs was abrogated allowing propagation of cells with CSC-like characteristics. Lung DSCs demonstrated high tumorogenic and metastatic potential following inoculation into SCID mice, which supported their classification as CSCs. Luminex analysis of human and murine cytokines in sonicated lysates of parental- and CSC-derived tumors revealed that CSC-derived tumors contained two- to three-fold higher levels of human angiogenic and growth factors (VEGF, bFGF, IL-6, IL-8, HGF, PDGF-BB, G-CSF, and SCGF-beta). CSCs also showed elevated levels of expression of human VEGFR2, FGFR2, CXCR1, 2 and 4 receptors. Moreover, human CSCs growing in SCID mice stimulated murine stroma to produce elevated levels of angiogenic and growth factors.These findings suggest that chemotherapy can lead to propagation of CSCs and prevention of their differentiation. The high tumorigenic and metastatic potentials of CSCs are associated with efficient cytokine network production that may represent a target for increased efficacy of cancer therapy.

Naturally occurring regulatory T cells (nTreg) are crucial for maintaining tolerance to self and thus preventing autoimmune diseases and allograft rejections. In cancer, Treg down-regulate antitumor responses by several distinct mechanisms. This study analyzes the role the adenosinergic pathway plays in suppressive activities of human nTreg. Human CD4(+)CD25(high)FOXP3(+) Treg overexpress CD39 and CD73, ectonucleotidases sequentially converting ATP into AMP and adenosine, which then binds to A(2a) receptors on effector T cells, suppressing their functions. CD4(+)CD39(+) and CD4(+)CD25(high) T cells express low levels of adenosine deaminase (ADA), the enzyme responsible for adenosine breakdown, and of CD26, a surface-bound glycoprotein associated with ADA. In contrast, T effector cells are enriched in CD26/ADA but express low levels of CD39 and CD73. Inhibitors of ectonucleotidase activity (e.g. ARL67156) and antagonists of the A(2a) receptor (e.g. ZM241385) blocked Treg-mediated immunosuppression. The inhibition of ADA activity on effector T cells enhanced Treg-mediated immunosuppression. Thus, human nTreg characterized by the presence of CD39 and the low expression of CD26/ADA are responsible for the generation of adenosine, which plays a major role in Treg-mediated immunosuppression. The data suggest that the adenosinergic pathway represents a potential therapeutic target for regulation of immunosuppression in a broad variety of human diseases.

Purpose Early detection of ovarian cancer has great promise to improve clinical outcome. Patients and Methods Ninety-six serum biomarkers were analyzed in sera from healthy women and from patients with ovarian cancer, benign pelvic tumors, and breast, colorectal, and lung cancers, using multiplex xMAP bead-based immunoassays. A Metropolis algorithm with Monte Carlo simulation (MMC) was used for analysis of the data. Results A training set, including sera from 139 patients with early-stage ovarian cancer, 149 patients with late-stage ovarian cancer, and 1,102 healthy women, was analyzed with MMC algorithm and cross validation to identify an optimal biomarker panel discriminating early-stage cancer from healthy controls. The four-biomarker panel providing the highest diagnostic power of 86% sensitivity (SN) for early-stage and 93% SN for late-stage ovarian cancer at 98% specificity (SP) was comprised of CA-125, HE4, CEA, and VCAM-1. This model was applied to an independent blinded validation set consisting of sera from 44 patients with early-stage ovarian cancer, 124 patients with late-stage ovarian cancer, and 929 healthy women, providing unbiased estimates of 86% SN for stage I and II and 95% SN for stage III and IV disease at 98% SP. This panel was selective for ovarian cancer showing SN of 33% for benign pelvic disease, SN of 6% for breast cancer, SN of 0% for colorectal cancer, and SN of 36% for lung cancer. Conclusion A panel of CA-125, HE4, CEA, and VCAM-1, after additional validation, could serve as an initial stage in a screening strategy for epithelial ovarian cancer.