Novel Experimental Therapy Targeting Aggressive NG2+ cells in Human Brain Tumours: role of NK cell KIR-HLA ligand interactions in efficacy

Målet med vår forskning har vært å forstå hvorfor immunforsvaret mislykkes i å kontrollere hjernekreft og å undersøke hvordan immunceller interagerer med den ondartede hjernesvulsten glioblastom (GBM). Vi jobber med å avdekke mekanismene som gjør det mulig å unngå immundeteksjon, og som kan være angrepsmål for ny behandling. Hovedfokuset har vært å undersøke naturlige drepeceller (NK, natural killer) som er spesialisert på å gjenkjenne og å drepe maligne og virusinfiserte celler. Vi oppdaget cytomegalovirus (HCMV) proteiner i svulstene og antistoffer i blodet fra over en tredjedel av GBM-pasientene som indikerer tidligere infeksjon. I pasientprøver fra hjernesvulster og i mus som var transplantert med GBM sammenlignet vi NK-celler som uttrykte såkalte KIR2DS2- og/eller KIR2DS4-aktiverende reseptorer med de som manglet disse reseptorene. Pasienter som bar KIR2DS4-reseptorer levde lengst. Dette var mest uttallt når NK-cellereceptorer var tilstede sammen med HLA C1/C2-ligander. Vi fant også at pasienter med denne genotypen hadde høyere antistoffer mot HCMV i blodet fra tidligere infeksjoner. Dette arbeidet indikerer at HCMV-infeksjon var i stand til å generere sterkt aktiverte, langlivede hukommelse NK-celler som ga langvarig overlevelse, muligens ved å drepe tumorceller. Hos friske, kaukasiske (hvite) menneske var KIR2DS4 assosiert med nedsatt risiko for å få GBM. Vårt nyeste arbeid demonstrerte at HCMV modnet også CD8+ T-cellene, og genererte langlivede, HCMV-spesifikke hukommelse T-celler i svulsten. Imidlertid var disse cellene svekket som indikert ved uttrykk av immunkontrollpunktmarkører CTLA-4 og PD1. Disse dataene indikerer at kombinasjonsbehandling med immunkontrollpunkt antistoffer som Ipilumimab og Nivolumab kan øke både NK- og T-cellenes forsvar mot GBM i en andel pasienter med påvist tidligere infeksjon med HCMV

Glioblastoma (GBM) is the most frequent malignant brain tumour that is inherently resistant to chemo-radiotherapy. The patients´median survival is only 14.6 months, thus new therapies are urgently needed. We demonstrated that aberrant expression of Neuron glia-2 (NG2), a cell surface proteoglycan promotes GBM aggressiveness by augmenting cell proliferation, angiogenesis and resistance to chemo-radiation through multiple mechanisms. Elevated NG2 is prognostic for poor outcome independent of age and O6 meth yl guanine DNA methyl transferase (MGMT) promoter hypermethylation. This has significant clinical implications since approx. 50% of patients overexpress NG2. The project´s primary focus is to investigate the efficacy of a novel combination therapy targeti ng NG2 with the monoclonal antibody (mAb) 9.2.27 and activated NK cells in GBM preclinical models and characterise the mechanisms of efficacy. Secondary focus is to characterise the tumour infiltrating NK cells within GBM biopsies to identify mechanisms o f GBM tolerance and immunological escape from NK cell cytotoxicity. We will investigate whether the patients´NK cells have particular killer immunoglobulin like receptor (KIR) -human leucocyte antigen class I (HLA) ligand interactions that fail to trigger their cytotoxicity, and thus allow the tumour to propagate.As greater than 90% of GBMs express cytomegalovirus (CMV) proteins, is there a particular KIR-HLA repertoire associated with CMV infected GBMs that may render NK cells hypo-responsive?. Finally w e will investigate the efficacy of allogeneic donor-derived NK cells against GBM cells and functionally identify the optimal KIR-HLA ligand interactions that may determine potent killing of GBM. Once the potent NK and GBM cell KIR-HLA ligand interaction are identified, they will be combined with mAbs against tumour antigens such as NG2, gangliosides or combined with proteosome inhibitors such as bortezomib to potentiate tumour killing.