Brain tumours comprise about 25% of all cancers in children. Medulloblastoma – which arise in the cerebellum – are the most common and severe malignant pediatric brain tumour and the leading cause of cancer-related deaths in children under the age of 9. Treatment of medulloblastoma remains conventional, with surgery followed by chemotherapy and radiation. These measures are successful in about 60-80% of cases but treatment results in severe side effects due to its toxicity to the central nervous system. Therefore it is of utmost importance to define the signalling pathways and genetic changes involved in the formation of medulloblastoma in order to allow for better diagnosis and treatments with higher efficiency and decreased toxicity. The cell of origin for medulloblastoma is thought to be the granule neuron progenitor, a cell type arising from cerebellar stem cells of the ventricular zone. After birth granule neuron progenitors differentiate into mature granule neurons which populate the majority of the cerebellum and are crucial for its cognitive functions and motor coordination. The Hedgehog signalling pathway plays an important role in medulloblastoma generation and murine models with activated Hedgehog signalling develop medulloblastoma at high frequencies. In addition, the Notch pathway has been implicated in the generation of medulloblastoma, and interaction between the two pathways has been suggested. Inhibitors of both Hedgehog and Notch are currently in clinical trials however knowledge of possible interactions between them could lead to more effective treatment strategies. The aim of this project was to investigate the interaction of Hedgehog and Notch signalling in normal brain development and medulloblastoma. Two mouse models allowed activation of Hedgehog and inactivation of Notch signalling in granule neuron progenitors and cerebellar ventricular zone stem cells. In granule neuron progenitors canonical Notch signalling is not required and the layering and cell types of RBP-Jlox/lox;Math1-Cre cerebella appear identical to control brains. In contrast, Notch inactivation in ventricular zone stem cells with GFAP-Cre resulted in increased differentiation of stem cells into progenitor cells accompanied by an overall developmental delay in neuronal differentiation. Medulloblastoma generated by Hedgehog activation (through inactivation of the negative Hedgehog regulator Ptc1) in both cell types cannot be blocked by Notch inactivation. Furthermore, medulloblastoma of Ptc1lox/lox;RBP-Jlox/lox;GFAP-Cre and those of Ptc1lox/lox;RBP-Jlox/lox;Math1-Cre mice are identical in incidence as well as histology to the tumours in which only Hedgehog signalling is activated. This implies that even though Notch signalling plays an important role in cerebellar stem cells it is not required for the initiation and development of Hedgehog induced medulloblastoma. Therefore it may be crucial to consider the Hedgehog status of patients in order to interpret clinical data of Notch pathway inhibitors and even more importantly these results suggest that determining the Hedgehog status might be crucial before treatment of medulloblastoma patients with Notch pathway inhibitors.

Meduloblastoma (MB) e Tumor Teratóide Rabdóide Atipico (TTRA) são tumores malignos do sistema nervoso central (SNC) que ocorrem na infância. Embora tenha havido um aumento na sobrevida, recorrência e metástases são frequentes e as opções terapêuticas poucas e tóxicas para crianças. Uma alternativa à terapia tradicional é a imunoterapia, que pode contornar os efeitos tóxicos associados à radioterapia e quimioterapia. De uma forma geral a imunoterapia depende da presença de antígenos associados a tumor (TAA) e/ou processamento de antígenos expressos pelo HLA classe I. No entanto, TAA para MB ou ATRT não estão bem definidos e tecidos neuronais tem a expressão de HLA classe I muito baixa. As células Natural Killer (NK) não dependem de TAA para citólise e são particularmente ativas na ausência de moléculas do HLA classe I tendo, portanto, potencial para o tratamento dessas doenças. Atualmente as barreiras para a aplicação clínica de células NK são quantitativas e qualitativas. Com o intuito de quebrar a barreira quantitativa foi criada uma plataforma tecnológica para a expansão das NK ex vivo. Essa plataforma consiste no co-cultivo de células mononucleares de sangue periférico com células apresentadoras de antígeno artificiais (aAPC), que expressam Interleucina 21 ligada à membrana. Com essa tecnologia foi possível expandir células NK na ordem de 40.000 vezes. Também foi demonstrada a persistência das células NK expandidas in vitro por 3 semanas após infusão em cérebro murino e que essas células expressam altos níveis de citocinas antitumorais e estimulantes do sistema imune: Interferon gama e Fator de Necrose Tumoral alfa. Finalmente, foi demonstrada a atividade citolítica das células NK tanto in vitro, contra um painel de células de MB e ATRT, quanto in vivo em um modelo murino de MB. Os resultados obtidos fornecem a primeira evidência pré-clínica que provê suporte ao uso de células NK expandidas usando essa plataforma tecnológica no combate a cânceres de cérebro pediátricos. Com base nesses dados, nosso grupo no MD Anderson Cancer Center iniciou um ensaio clínico fase I para testar a segurança e eficácia de administração locorregional de células NK expandidas usando aAPC para o tratamento de tumores pediátricos da fossa posterior do cérebro. / Medulloblastoma (MBs) and Atypical Teratoid/Rhabdoid Tumor (ATRT) are malignant pediatric brain tumors. Although survival has improved, recurrence and metastasis are frequent with few therapeutic options for these children. Immunotherapy is an alternative to traditional therapies that may circumvent the potential toxicities associated with traditional chemotherapy and radiation approaches. Many immune based therapies rely on the presence of tumor associated antigens (TAAs) and/or antigen processing and class I human leukocyte antigen (HLA I) expression. However, TAAs for MB are not well defined and neuronal tissues have very low HLA I expression. Natural killer (NK) cells do not rely on TAA for cytolysis and therefore have potential for the treatment of these diseases. The current barriers to clinical application of NK therapy are quantitative and qualitative. To overcome quantitative barriers, we have worked with a platform technology for the ex vivo expansion of NK cells through co-culture of peripheral blood mononuclear cells with artificial antigen presenting cells expressing membrane-bound IL-21 (mbIL21) to promote a 40,000-fold expansion of NK cells. We also demonstrate prolonged life-span of ex vivo expanded NK cells and persistence for up to 3 weeks post-infusion in the murine brain. These cells express high levels of immune stimulatory and anti-tumor cytokines - interferon gamma and TNF-alpha following activation. Finally we demonstrate NK cytolytic activity in vitro against a panel of primary and established ATRT and MB cells and in vivo following locoregional delivery in a mouse orthotopic model of MB. Our data provide the first pre-clinical evidence supporting the use of mbIL21 expanded NK cells against pediatric brain tumors. Based on this data we have initiated a novel Phase I clinical trial at MD Anderson Cancer Center to assess the safety and efficacy of locoregional delivery of mbIL21 expanded NK cells for the treatment of posterior fossa pediatric brain tumors.

Meduloblastoma é o tumor maligno intracranial mais comum em crianças. A desregulação da sinalização BDNF/TrkB tem sido associada a aumento da proliferação, invasão e resistência a quimioterapia, em diversos tipos de câncer, incluindo tumores de sistema nervoso. No entanto, seus efeitos biológicos e relevância clínica em meduloblastoma não estão compreendidos. Neste estudo foram analisados os efeitos do inibidor seletivo de TrkB, ANA-12, na viabilidade, sobrevivência e ciclo celular de linhagens de meduloblastoma humano. Este estudo demonstrou que o bloqueio seletivo de TrkB reduziu significativamente a viabilidade e sobrevivência de linhagens celulares representativas de diferentes subgrupos moleculares de meduloblastoma. Estes resultados fornecem uma base racional para investigar a inibição de TrkB como uma nova e potencial estratégia para o tratamento de meduloblastoma. / Medulloblastoma (MB) is the most common malignant pediatric brain tumor. Deregulation of BDNF/TrkB signaling has been associated with increased proliferative capabilities, invasiveness and chemo-resistance in several types of cancer. However, the relevance of this pathway in MB remains unknown. Here, we show that the selective TrkB inhibitor ANA-12 markedly reduced the viability and survival of human cell lines representative of different MB molecular subgroups. These findings provide a rationale to further investigate TrkB inhibition as a potential novel strategy for MB treatment.

Meduloblastoma é o tumor maligno intracranial mais comum em crianças. A desregulação da sinalização BDNF/TrkB tem sido associada a aumento da proliferação, invasão e resistência a quimioterapia, em diversos tipos de câncer, incluindo tumores de sistema nervoso. No entanto, seus efeitos biológicos e relevância clínica em meduloblastoma não estão compreendidos. Neste estudo foram analisados os efeitos do inibidor seletivo de TrkB, ANA-12, na viabilidade, sobrevivência e ciclo celular de linhagens de meduloblastoma humano. Este estudo demonstrou que o bloqueio seletivo de TrkB reduziu significativamente a viabilidade e sobrevivência de linhagens celulares representativas de diferentes subgrupos moleculares de meduloblastoma. Estes resultados fornecem uma base racional para investigar a inibição de TrkB como uma nova e potencial estratégia para o tratamento de meduloblastoma. / Medulloblastoma (MB) is the most common malignant pediatric brain tumor. Deregulation of BDNF/TrkB signaling has been associated with increased proliferative capabilities, invasiveness and chemo-resistance in several types of cancer. However, the relevance of this pathway in MB remains unknown. Here, we show that the selective TrkB inhibitor ANA-12 markedly reduced the viability and survival of human cell lines representative of different MB molecular subgroups. These findings provide a rationale to further investigate TrkB inhibition as a potential novel strategy for MB treatment.

Made available in DSpace on 2015-07-22T20:50:35Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2010-04-28 / Meduloblastoma (MB) é o tumor maligno de sistema nervoso central (SNC) mais comum em criança, compreendendo 20% dos tumores primários de SNC e 40% dos tumores cerebelares da infância. Devido sua forte tendência metastática, o tratamento padrão pós-operatório inclui radio e quimioterapia, cujo impacto causa distúrbios endócrinos e de crescimento, e disfunção neurocognitiva a longo prazo. Frente a esses efeitos negativos, muitas pesquisas em meduloblastoma têm sido realizadas com intuito de obter conhecimento biológico desses tumores para tentar identificar fatores prognósticos moleculares que possam orientar os tratamentos, tornando-os mais específicos e menos agressivos. Alguns estudos em MB têm sugerido que a expressão do oncogene MYC está associada com diminuição da sobrevida e sua superexpressão com maior agressividade do tumor. Por isso, MYC pode ser um indicador importante de prognóstico, além de modulador do comportamento desta doença. Enquanto o gene MYC é expresso em uma variedade de tecidos, a expressão de MYCN, outro membro da família MYC, é restrita a estágios precoces do desenvolvimento embrionário de alguns tecidos apenas, entre eles, o sistema nervoso central e periférico, sendo um mediador importante dos efeitos de ativação na proliferação de células precursoras cerebelares. Dessa forma, quando a expressão de MYCN está desregulada, ela aumenta a tumorigenicidade dessas células podendo dar origem ao MB. Além disso, o gene MYC também é considerado importante regulador da transcrição TERT, gene que codifica uma subunidade catálica de da telomerase, enzima importante para carcinogênese e imortalização de células neoplásicas. A atividade anormal da telomerase está presente em 90% dos cânceres e o aumento de sua atividade está associado a eventos clínicos desfavoráveis. Outro gene importante é o ASPM (abnormal spindle-like microcephaly associated) que desempenha função fundamental na neurogênese e proliferação celular durante o desenvolvimento cerebral. Esse gene codifica uma proteína de centrossomo e fuso mitótico que permite a divisão celular simétrica em células neuroepiteliais durante o desenvolvimento e aumento do tamanho cerebral. Alterações em ASPM é a causa mais comum de microcefalia primária em humanos e de falha de segregação, induzindo a aneuploidias e instabilidade genética. Além desses genes, outro gene estudado recentemente, como alvo em xv imunoterapia, é o gene PRAME que codifica um antígeno tumoral que está presente em vários tumores, incluindo meduloblastoma. O gene PRAME possui baixa ou ausência de expressão em tecidos normais, por isso é pode ser um forte candidato como alvo em imunoterapia, que é um tratamento menos tóxico. OBJETIVOS: O objetivo desse estudo foi investigar a expressão dos genes MYC, MYCN, TERT, ASPM e PRAME em fragmentos tumorais de meduloblastoma de crianças e tentar correlacionar com os parâmetros clínicos e verificar se há correlação de MYC, MYCN, TERT entre si, uma vez que estão correlacionados. MÉTODOS: Análise de expressão gênica foi realizada através de PCR quantitativa em tempo real, utilizando sistema SYBR Green, em 37 amostras tumorais de crianças, com média de idade de 8 anos. Para comparação de perfil de expressão foi usada duas amostra de cérebro normal. A análise estatística foi realizada nos programas Graph Pad Prism 4 e VassarStats RESULTADOS: Todas nossas amostras superexpressaram o gene MYCN com valor de quantificação relativa (RQ) mediana igual a 31 com p=0.001; assim como, todas nossas amostras também superexpressaram o gene ASPM com mediana igual a 586, p<0.0001. Do total de amostras, 95%, 81% e 84% superexpressaram TERT, MYC e PRAME respectivamente, sendo os valores de RQ (mediana) iguais a 322, p=0.01; 9.2, p<0.0001; 33, p<0.0001. Apesar da elevada expressão dos genes estudados na maioria das amostras estudadas, houve apenas correlação estatística entre a superexpressão de MYCN (p=0.008) e os pacientes que foram a óbito, e de TERT e os pacientes que recidivaram (p=0.0431). Não encontramos outra correlação estatística entre a superexpressão dos genes e as características clínicas dos pacientes. CONCLUSÃO: Os genes MYC, MYCN e TERT estavam superexpressos nas amostras de meduloblastoma analisadas em uma freqüência muito superior ao demonstrado na literatura, o que sugere que esses três genes podem ajudar na identificação de tumores agressivos, uma vez que o pognóstico desses pacientes continua baseado apenas em parâmentros clínicos. A superexpressão de ASPM em todas as amostras estudadas sugere que este gene pode estar envolvido na origem de MB, como parte da neurogênse anormal durante o desenvolvimento embrionário, porém estudoas funcionais devem ser realizados para confirmar essa hipótese. Por fim, o gene PRAME pode ser candidato à marcador de célula tumoral em MB, podendo no futuro ser candidato como alvo em imunoterapias. / To investigate the expression of genes MYC, MYCN and TERT in tumor fragments of pediatric medulloblastoma and correlate gene expression profiles with clinical parameters. Analysis of gene expression was performed by quantitative PCR real time in 37 tumor samples and correlated with clinical and pathological data. All 37 samples overexpressed MYCN gene (p= 0.001), 95% and 84% of the samples overexpressed TERT and MYC, respectively (p<0.0001). Twenty nine (78%) of all samples had concomitant high expression of MYC, MYCN and TERT genes together. Seventeen (59%) were high-risk classification, 10 (34%) were metastatic (M+) stage, two (7%) were anaplastic or largecell/ anaplastic subtype, eight (28%) of patients relapsed, beyond thirteen (45%) suffered partial surgical resection. and fourteen (48%) died. We found correlation between MYC, MYCN and TERT expression (p<0.0001). The identification of a subgroup with concomitant overexpression of the three investigated genes suggests the possibility of using more than one aspect of molecular indicative of unfavorable prognosis that characterizes the group with poor outcome. However, in future this may be enhanced by targeted therapy for the product TERT as proposed in some neoplasms. The identification of molecular events in the medulloblastoma categorization aims to help at-risk groups moving towards individualized medicine. / TEDE / BV UNIFESP: Teses e dissertações

Meduloblastoma (MB) e Tumor Teratóide Rabdóide Atipico (TTRA) são tumores malignos do sistema nervoso central (SNC) que ocorrem na infância. Embora tenha havido um aumento na sobrevida, recorrência e metástases são frequentes e as opções terapêuticas poucas e tóxicas para crianças. Uma alternativa à terapia tradicional é a imunoterapia, que pode contornar os efeitos tóxicos associados à radioterapia e quimioterapia. De uma forma geral a imunoterapia depende da presença de antígenos associados a tumor (TAA) e/ou processamento de antígenos expressos pelo HLA classe I. No entanto, TAA para MB ou ATRT não estão bem definidos e tecidos neuronais tem a expressão de HLA classe I muito baixa. As células Natural Killer (NK) não dependem de TAA para citólise e são particularmente ativas na ausência de moléculas do HLA classe I tendo, portanto, potencial para o tratamento dessas doenças. Atualmente as barreiras para a aplicação clínica de células NK são quantitativas e qualitativas. Com o intuito de quebrar a barreira quantitativa foi criada uma plataforma tecnológica para a expansão das NK ex vivo. Essa plataforma consiste no co-cultivo de células mononucleares de sangue periférico com células apresentadoras de antígeno artificiais (aAPC), que expressam Interleucina 21 ligada à membrana. Com essa tecnologia foi possível expandir células NK na ordem de 40.000 vezes. Também foi demonstrada a persistência das células NK expandidas in vitro por 3 semanas após infusão em cérebro murino e que essas células expressam altos níveis de citocinas antitumorais e estimulantes do sistema imune: Interferon gama e Fator de Necrose Tumoral alfa. Finalmente, foi demonstrada a atividade citolítica das células NK tanto in vitro, contra um painel de células de MB e ATRT, quanto in vivo em um modelo murino de MB. Os resultados obtidos fornecem a primeira evidência pré-clínica que provê suporte ao uso de células NK expandidas usando essa plataforma tecnológica no combate a cânceres de cérebro pediátricos. Com base nesses dados, nosso grupo no MD Anderson Cancer Center iniciou um ensaio clínico fase I para testar a segurança e eficácia de administração locorregional de células NK expandidas usando aAPC para o tratamento de tumores pediátricos da fossa posterior do cérebro. / Medulloblastoma (MBs) and Atypical Teratoid/Rhabdoid Tumor (ATRT) are malignant pediatric brain tumors. Although survival has improved, recurrence and metastasis are frequent with few therapeutic options for these children. Immunotherapy is an alternative to traditional therapies that may circumvent the potential toxicities associated with traditional chemotherapy and radiation approaches. Many immune based therapies rely on the presence of tumor associated antigens (TAAs) and/or antigen processing and class I human leukocyte antigen (HLA I) expression. However, TAAs for MB are not well defined and neuronal tissues have very low HLA I expression. Natural killer (NK) cells do not rely on TAA for cytolysis and therefore have potential for the treatment of these diseases. The current barriers to clinical application of NK therapy are quantitative and qualitative. To overcome quantitative barriers, we have worked with a platform technology for the ex vivo expansion of NK cells through co-culture of peripheral blood mononuclear cells with artificial antigen presenting cells expressing membrane-bound IL-21 (mbIL21) to promote a 40,000-fold expansion of NK cells. We also demonstrate prolonged life-span of ex vivo expanded NK cells and persistence for up to 3 weeks post-infusion in the murine brain. These cells express high levels of immune stimulatory and anti-tumor cytokines - interferon gamma and TNF-alpha following activation. Finally we demonstrate NK cytolytic activity in vitro against a panel of primary and established ATRT and MB cells and in vivo following locoregional delivery in a mouse orthotopic model of MB. Our data provide the first pre-clinical evidence supporting the use of mbIL21 expanded NK cells against pediatric brain tumors. Based on this data we have initiated a novel Phase I clinical trial at MD Anderson Cancer Center to assess the safety and efficacy of locoregional delivery of mbIL21 expanded NK cells for the treatment of posterior fossa pediatric brain tumors.

abstract: Achieving effective drug concentrations within the central nervous system (CNS) remains one of the greatest challenges for the treatment of brain tumors. The presence of the blood-brain barrier and blood-spinal cord barrier severely restricts the blood-to-CNS entry of nearly all systemically administered therapeutics, often leading to the development of peripheral toxicities before a treatment benefit is observed. To circumvent systemic barriers, intrathecal (IT) injection of therapeutics directly into the cerebrospinal fluid (CSF) surrounding the brain and spinal cord has been used as an alternative administration route; however, its widespread translation to the clinic has been hindered by poor drug pharmacokinetics (PK), including rapid clearance, inadequate distribution, as well as toxicity. One strategy to overcome the limitations of free drug PK and improve drug efficacy is to encapsulate drug within nanoparticles (NP), which solubilize hydrophobic molecules for sustained release in physiological environments. In this thesis, we will develop NP delivery strategies for brain tumor therapy in two model systems: glioblastoma (GBM), the most common and deadly malignant primary brain tumor, and medulloblastoma, the most common pediatric brain tumor. In the first research chapter, we developed 120 nm poly(lactic acid-co-glycolic acid) NPs encapsulating the chemotherapy, camptothecin, for intravenous delivery to GBM. NP encapsulation of camptothecin was shown to reduce the drug’s toxicity and enable effective delivery to orthotopic GBM. To build off the success of intravenous NP, the second research chapter explored the utility of 100 nm PEGylated NPs for use with IT administration. Using in vivo imaging and ex vivo tissue slices, we found the NPs were rapidly transported by the convective forces of the CSF along the entire neuraxis and were retained for over 3 weeks. Based on their wide spread delivery and prolonged circulation, we examine the ability of the NPs to localize with tumor lesions in a leptomeningeal metastasis (LM) model of medulloblastoma. NPs administered to LM bearing mice were shown to penetrate into LM mets seeded within the meninges around the brain. These data show the potential to translate our success with intravenous NPs for GBM to improve IT chemotherapy delivery to LM. / Dissertation/Thesis / Doctoral Dissertation Biomedical Engineering 2018

Meduloblastoma é o tumor maligno intracranial mais comum em crianças. A desregulação da sinalização BDNF/TrkB tem sido associada a aumento da proliferação, invasão e resistência a quimioterapia, em diversos tipos de câncer, incluindo tumores de sistema nervoso. No entanto, seus efeitos biológicos e relevância clínica em meduloblastoma não estão compreendidos. Neste estudo foram analisados os efeitos do inibidor seletivo de TrkB, ANA-12, na viabilidade, sobrevivência e ciclo celular de linhagens de meduloblastoma humano. Este estudo demonstrou que o bloqueio seletivo de TrkB reduziu significativamente a viabilidade e sobrevivência de linhagens celulares representativas de diferentes subgrupos moleculares de meduloblastoma. Estes resultados fornecem uma base racional para investigar a inibição de TrkB como uma nova e potencial estratégia para o tratamento de meduloblastoma. / Medulloblastoma (MB) is the most common malignant pediatric brain tumor. Deregulation of BDNF/TrkB signaling has been associated with increased proliferative capabilities, invasiveness and chemo-resistance in several types of cancer. However, the relevance of this pathway in MB remains unknown. Here, we show that the selective TrkB inhibitor ANA-12 markedly reduced the viability and survival of human cell lines representative of different MB molecular subgroups. These findings provide a rationale to further investigate TrkB inhibition as a potential novel strategy for MB treatment.

Meduloblastoma (MB) e Tumor Teratóide Rabdóide Atipico (TTRA) são tumores malignos do sistema nervoso central (SNC) que ocorrem na infância. Embora tenha havido um aumento na sobrevida, recorrência e metástases são frequentes e as opções terapêuticas poucas e tóxicas para crianças. Uma alternativa à terapia tradicional é a imunoterapia, que pode contornar os efeitos tóxicos associados à radioterapia e quimioterapia. De uma forma geral a imunoterapia depende da presença de antígenos associados a tumor (TAA) e/ou processamento de antígenos expressos pelo HLA classe I. No entanto, TAA para MB ou ATRT não estão bem definidos e tecidos neuronais tem a expressão de HLA classe I muito baixa. As células Natural Killer (NK) não dependem de TAA para citólise e são particularmente ativas na ausência de moléculas do HLA classe I tendo, portanto, potencial para o tratamento dessas doenças. Atualmente as barreiras para a aplicação clínica de células NK são quantitativas e qualitativas. Com o intuito de quebrar a barreira quantitativa foi criada uma plataforma tecnológica para a expansão das NK ex vivo. Essa plataforma consiste no co-cultivo de células mononucleares de sangue periférico com células apresentadoras de antígeno artificiais (aAPC), que expressam Interleucina 21 ligada à membrana. Com essa tecnologia foi possível expandir células NK na ordem de 40.000 vezes. Também foi demonstrada a persistência das células NK expandidas in vitro por 3 semanas após infusão em cérebro murino e que essas células expressam altos níveis de citocinas antitumorais e estimulantes do sistema imune: Interferon gama e Fator de Necrose Tumoral alfa. Finalmente, foi demonstrada a atividade citolítica das células NK tanto in vitro, contra um painel de células de MB e ATRT, quanto in vivo em um modelo murino de MB. Os resultados obtidos fornecem a primeira evidência pré-clínica que provê suporte ao uso de células NK expandidas usando essa plataforma tecnológica no combate a cânceres de cérebro pediátricos. Com base nesses dados, nosso grupo no MD Anderson Cancer Center iniciou um ensaio clínico fase I para testar a segurança e eficácia de administração locorregional de células NK expandidas usando aAPC para o tratamento de tumores pediátricos da fossa posterior do cérebro. / Medulloblastoma (MBs) and Atypical Teratoid/Rhabdoid Tumor (ATRT) are malignant pediatric brain tumors. Although survival has improved, recurrence and metastasis are frequent with few therapeutic options for these children. Immunotherapy is an alternative to traditional therapies that may circumvent the potential toxicities associated with traditional chemotherapy and radiation approaches. Many immune based therapies rely on the presence of tumor associated antigens (TAAs) and/or antigen processing and class I human leukocyte antigen (HLA I) expression. However, TAAs for MB are not well defined and neuronal tissues have very low HLA I expression. Natural killer (NK) cells do not rely on TAA for cytolysis and therefore have potential for the treatment of these diseases. The current barriers to clinical application of NK therapy are quantitative and qualitative. To overcome quantitative barriers, we have worked with a platform technology for the ex vivo expansion of NK cells through co-culture of peripheral blood mononuclear cells with artificial antigen presenting cells expressing membrane-bound IL-21 (mbIL21) to promote a 40,000-fold expansion of NK cells. We also demonstrate prolonged life-span of ex vivo expanded NK cells and persistence for up to 3 weeks post-infusion in the murine brain. These cells express high levels of immune stimulatory and anti-tumor cytokines - interferon gamma and TNF-alpha following activation. Finally we demonstrate NK cytolytic activity in vitro against a panel of primary and established ATRT and MB cells and in vivo following locoregional delivery in a mouse orthotopic model of MB. Our data provide the first pre-clinical evidence supporting the use of mbIL21 expanded NK cells against pediatric brain tumors. Based on this data we have initiated a novel Phase I clinical trial at MD Anderson Cancer Center to assess the safety and efficacy of locoregional delivery of mbIL21 expanded NK cells for the treatment of posterior fossa pediatric brain tumors.

O meduloblastoma (MB) é o tumor cerebral maligno mais comum na infância. A formação/progressão desta neoplasia foi associada a alterações moleculares, que inclui a desregulação da via de sinalização Wingless (Wnt), responsável pelo desenvolvimento embrionário. Além disso, as proteínas da família Aurora-quinases (A, B e C) têm sido amplamente estudadas, uma vez que a Aurora A e B foram encontrados hiperexpressas em diversas neoplasias, como o MB. Estudos recentes mostraram que existe uma associação entre a Via Wnt e as Aurora-quinases. No entanto, poucos trabalhos foram realizados para confirmar essa associação. Ademais, não existem trabalhos que relatem os efeitos do AMG900, um pan-inibidor de aurora-quinases, em MB, dando enfoque na regulação da via Wnt. Assim, o objetivo deste trabalho foi avaliar a modulação da via Wnt pelo inibidor AMG900 nas linhagens celulares de meduloblastoma pediátrico. Foram realizados os ensaios de PCR convencional, sequenciamento, qRT-PCR, transfecção transiente, ensaio clonogênico, Western Blot e ciclo celular. As linhagens celulares UW402, UW473 e ONS-76 não apresentaram mutações no éxon 3 do gene CTNNB1 (?-catenina) e no éxon 15 do gene APC. Não foi observada uma expressão significativa de CTNNB1, confirmando que as linhagens não possuíam a via Wnt ativa. Com isso foi necessário a transfecção transiente com a ?- catenina. Após este ensaio, houve um aumento da expressão de CTNNB1, Ciclina D1 e CMyc nas três linhagens, o que não ocorreu com as Auroras A e B. No ensaio clonogênico foi observado uma redução do número de colônias nas linhagens UW473 e ONS-76. Observou-se um aumento da expressão proteica da ?-catenina, da Aurora A e B na UW473, o que ocorreu somente com a ?-catenina na linhagem ONS-76. Após o tratamento com o AMG900 ocorreu uma diminuição da expressão proteica de ?-catenina, da Aurora A e B em ambas as linhagens. A transfecção não alterou o percentil celular em G2/M na UW402 e UW473. Já na ONS-76 houve um aumento significativo em G2/M, e o AMG900 potencializou esse bloqueio apenas nessa linhagem. Os resultados sugerem que pode haver alguma relação entre a inibição das proteínas Aurora-quinases e a expressão de proteínas da via Wnt. / Medulloblastoma (MB) is the most common malignant brain tumor in childhood. Tumor formation/progression has been associated to molecular alterations that include dysregulation of signaling pathway Wingless (Wnt), responsible for embryonic development. In addition, cell cycle proteins Aurora-kinase (A, B and C) have been widely studied since Aurora A and B were found overexpressed in many cancers such as MB. Recent studies show that there is an association between Wnt pathway and Aurora kinase proteins. However, few studies have been conducted to confirm this association. Moreover, there are no studies reporting the effects of AMG900 in MB, by focusing on the regulation of the Wnt pathway. The aim of this study is to evaluate Wnt pathway modulation by Aurora kinases inhibitor AMG900 in pediatric medulloblastoma cell lines. Conventional PCR, sequencing, qRT-PCR, transient transfection, clonogenic assay, Western Blot and cell cycle assays were performed. UW402, UW473 and ONS-76 cell lines did not present mutations in exon 3 of CTNNB1 gene and exon 15 of APC gene. There was no significant expression of CTNNB1 and their target genes in these cell lines, confirming that they did not have Wnt pathway activated. Considering this, transient transfection was necessary. After this trial, there was an increase in expression of CTNNB1 gene and its target genes Cyclin D1 and C-Myc in the three cell lines, which was not observed in Aurora kinases. Furthermore, in the clonogenic assay, a reduction in the number of colonies in UW473 and ONS-76 cell lines was observed. It was also observed an increase in ?-catenin protein, Aurora A and B in UW473 cell line, but not in ONS-76 cell line. However, after treatment there was a decrease in protein expression of ?-catenin, Aurora A and B in both cells. Transfection did not change the cellular percentile in G2 / M in UW402 and UW473. In ONS-76 there was a significant increase in G2 / M, and the treatment with AMG900 potentiated this block only in this cell line. Results suggest that there may be some relation between the inhibition of Aurora kinase protein and protein expression in Wnt pathway.