Small-cell lung cancer (SCLC) is a highly aggressive subtype of lung cancer with limited treatment options. CD47 is a cell-surface molecule that promotes immune evasion by engaging signal-regulatory protein alpha (SIRPα), which serves as an inhibitory receptor on macrophages. Here, we found that CD47 is highly expressed on the surface of human SCLC cells; therefore, we investigated CD47-blocking immunotherapies as a potential approach for SCLC treatment. Disruption of the interaction of CD47 with SIRPα using anti-CD47 antibodies induced macrophage-mediated phagocytosis of human SCLC patient cells in culture. In a murine model, administration of CD47-blocking antibodies or targeted inactivation of the Cd47 gene markedly inhibited SCLC tumor growth. Furthermore, using comprehensive antibody arrays, we identified several possible therapeutic targets on the surface of SCLC cells. Antibodies to these targets, including CD56/neural cell adhesion molecule (NCAM), promoted phagocytosis in human SCLC cell lines that was enhanced when combined with CD47-blocking therapies. In light of recent clinical trials for CD47-blocking therapies in cancer treatment, these findings identify disruption of the CD47/SIRPα axis as a potential immunotherapeutic strategy for SCLC. This approach could enable personalized immunotherapeutic regimens in patients with SCLC and other cancers.

Abstract Purpose: The monocarboxylate transporter 1 (MCT1) inhibitor, AZD3965, is undergoing phase I evaluation in the United Kingdom. AZD3965 is proposed, via lactate transport modulation, to kill tumor cells reliant on glycolysis. We investigated the therapeutic potential of AZD3965 in small cell lung cancer (SCLC) seeking rationale for clinical testing in this disease and putative predictive biomarkers for trial use. Experimental Design: AZD3965 sensitivity was determined for seven SCLC cell lines, in normoxia and hypoxia, and for a tumor xenograft model. Proof of mechanism was sought via changes in intracellular/tumor lactate. Expression of MCT1 and related transporter MCT4 was assessed by Western blot analysis. Drug resistance was investigated via MCT4 siRNAi and overexpression. The expression and clinical significance of MCT1 and MCT4 were explored in a tissue microarray (TMA) from 78 patients with SCLC. Results: AZD3965 sensitivity varied in vitro and was highest in hypoxia. Resistance in hypoxia was associated with increased MCT4 expression. In vivo, AZD3965 reduced tumor growth and increased intratumor lactate. In the TMA, high MCT1 expression was associated with worse prognosis (P = 0.014). MCT1 and hypoxia marker CA IX expression in the absence of MCT4 was observed in 21% of SCLC tumors. Conclusions: This study provides a rationale to test AZD3965 in patients with SCLC. Our results suggest that patients with tumors expressing MCT1 and lacking in MCT4 are most likely to respond. Clin Cancer Res; 20(4); 926–37. ©2013 AACR.

Abstract Small cell lung cancer (SCLC) is characterized by prevalent circulating tumour cells (CTCs), early metastasis and poor prognosis. We show that SCLC patients (37/38) have rare CTC subpopulations co-expressing vascular endothelial-cadherin (VE-cadherin) and cytokeratins consistent with vasculogenic mimicry (VM), a process whereby tumour cells form ‘endothelial-like’ vessels. Single-cell genomic analysis reveals characteristic SCLC genomic changes in both VE-cadherin-positive and -negative CTCs. Higher levels of VM are associated with worse overall survival in 41 limited-stage patients’ biopsies ( P <0.025). VM vessels are also observed in 9/10 CTC patient-derived explants (CDX), where molecular analysis of fractionated VE-cadherin-positive cells uncovered copy-number alterations and mutated TP53, confirming human tumour origin. VE-cadherin is required for VM in NCI-H446 SCLC xenografts, where VM decreases tumour latency and, despite increased cisplatin intra-tumour delivery, decreases cisplatin efficacy. The functional significance of VM in SCLC suggests VM regulation may provide new targets for therapeutic intervention.