A small molecule glycomime.c antagonist of E-selec.n and - PowerPoint PPT Presentation

A ¡small ¡molecule ¡glycomime.c ¡antagonist ¡ of ¡E-­‑selec.n ¡and ¡CXCR4 ¡(GMI-­‑1359) ¡ delays ¡pancrea.c ¡tumor ¡metastasis ¡and ¡ significantly ¡alters ¡the ¡pancrea.c ¡tumor ¡ microenvironment ¡ Maria ¡M. ¡Steele, ¡BS ¡ ¡ William ¡E. ¡Fogler, ¡PhD, ¡John ¡L. ¡Magnani, ¡PhD, ¡and ¡Michael ¡A. ¡Hollingsworth, ¡ PhD ¡

Disclosure Information 2016 AACR ¡Annual ¡Mee/ng ¡ Maria ¡M. ¡Steele ¡ I have the following financial relationships to disclose: Grant/Research support from: GlycoMimetics, Inc. I will discuss the following off label use and/or investigational use in my presentation: GMI-1359 (E-selectin and CXCR4 dual antagonist) developed by GlycoMimetics, Inc.

Inhibitors ¡ • ¡GMI-­‑1359: ¡small ¡molecule ¡antagonist ¡of ¡E-­‑selec.n ¡and ¡CXCR4 ¡developed ¡ ¡ ¡ ¡ ¡by ¡GlycoMime.cs ¡ Inhibitor ¡ E-­‑selecBn ¡ CXCR4 ¡ IC50 ¡ IC50 ¡ GMI-­‑1359 ¡ 1.0 ¡uM ¡ 0.5 ¡uM ¡

E-­‑selec.n, ¡an ¡endothelial ¡adhesion ¡protein ¡ ¡ • ¡ ¡ Expressed ¡on ¡vascular ¡and ¡lympha.c ¡endothelial ¡cells ¡under ¡inflammatory ¡ ¡condi.ons ¡(“ac.vated” ¡endothelium) ¡ • ¡ ¡Binds ¡to ¡sialyl ¡Lewis ¡a ¡and ¡X ¡carbohydrate ¡structures ¡found ¡on ¡leukocytes ¡and ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡tumor ¡cells ¡ ¡ Func.on: ¡to ¡mediate ¡the ¡adhesion ¡of ¡ leukocytes ¡to ¡endothelial ¡cells ¡for ¡ migra.on ¡across ¡blood ¡and ¡lympha.c ¡ vasculature ¡ ¡ Tumor ¡cells ¡co-­‑opt ¡this ¡func.on ¡ Immunobiology: ¡The ¡Immune ¡System ¡in ¡Health ¡and ¡Disease ¡(2005) ¡Garland ¡Science ¡Publishing, ¡NY. ¡23. ¡

CXCL12-­‑CXCR4 ¡Chemokine ¡Axis ¡ Duda ¡et ¡al., ¡2011. ¡Clin ¡Cancer ¡Res, ¡17: ¡2074-­‑80. ¡

CXCL12-­‑CXCR4 ¡Chemokine ¡Axis ¡ ¡ Metasta.c ¡Pancrea.c ¡Adenocarcinoma ¡(PDAC) ¡ CXCR4 ¡overexpression ¡correlates ¡with ¡increased ¡PDAC ¡progression ¡and ¡ • metastasis ¡ (Marchesi ¡et ¡al., ¡2004. ¡Cancer ¡Res ¡,64.) ¡ CXCR4 ¡blockade ¡inhibits ¡PDAC ¡cell ¡migra.on ¡and ¡invasion ¡ (Mori ¡et ¡al., ¡2004. ¡Mol ¡ • Cancer ¡Ther., ¡3.) ¡ CXCL12-­‑CXCR4 ¡axis ¡promotes ¡lympha.c ¡invasion ¡and ¡lymph ¡node ¡metastasis ¡in ¡ • PDAC ¡and ¡other ¡cancers ¡ (Marechal ¡et ¡al., ¡2009. ¡Br ¡J ¡Cancer ¡100(9). ¡Liu ¡et ¡al., ¡2011. ¡Clin ¡Cancer ¡ Res, ¡17(11). ¡Kim ¡et ¡al., ¡2010. ¡Cancer ¡Res, ¡15.) ¡ Dual ¡inhibi.on ¡of ¡CXCR4 ¡and ¡PD-­‑L1 ¡improved ¡T ¡cell ¡infiltra.on ¡and ¡reduced ¡ • tumor ¡growth ¡in ¡a ¡spontaneous ¡mouse ¡model ¡of ¡PDAC ¡ (Feig ¡et ¡al., ¡2013. ¡PNAS, ¡ 110(50). ¡ • This ¡suggests ¡that ¡both ¡CXCR4 ¡and ¡E-­‑selec.n ¡contribute ¡to ¡PDAC ¡ metastasis ¡and ¡are ¡poten.al ¡targets ¡for ¡therapy ¡– ¡GMI-­‑1359 ¡

Blockade ¡of ¡E-­‑selec.n ¡and ¡CXCR4 ¡inhibits ¡PDAC ¡invasion ¡of ¡a ¡ lympha.c ¡endothelium ¡ PDAC ¡Cells ¡ LEC ¡ 1. ¡Plate ¡a ¡confluent ¡ 2. ¡Add ¡fluorescently ¡ 3. ¡Allow ¡PDAC ¡cells ¡ 4. ¡Remove ¡non-­‑ monolayer ¡of ¡LECs ¡in ¡ labeled ¡PDAC ¡cells ¡to ¡ to ¡transendothelial ¡ migrated ¡tumor ¡cells ¡ the ¡insert ¡of ¡a ¡ upper ¡insert ¡and ¡a ¡ migrate ¡for ¡24 ¡hrs. ¡ from ¡inside ¡of ¡the ¡ Boyden ¡chamber. ¡ ¡ chemoacractant ¡to ¡the ¡ insert ¡ ¡and ¡quan.fy ¡ lower ¡wells. ¡ the ¡migrated ¡cells. ¡

Blockade ¡of ¡E-­‑selec.n ¡and ¡CXCR4 ¡inhibits ¡PDAC ¡invasion ¡of ¡a ¡ lympha.c ¡endothelium ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡E-­‑selecBn ¡Antagonist ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡GMI-­‑1359 ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ S2.013 ¡ S2.013 ¡ Colo357 ¡ Colo357 ¡ * ¡ * ¡ * ¡ ** ¡ * ¡ * ¡ ** ¡ 0 ¡ 1 ¡ 10 ¡ 100 ¡ 0 ¡ 1 ¡ 10 ¡ 50 ¡ 0 ¡ 1 ¡ 10 ¡ 50 ¡ 0 ¡ 1 ¡ 10 ¡ 100 ¡ ug/ml ¡ ug/ml ¡ ug/ml ¡ ug/ml ¡ 400 ¡ S2.013 ¡ 400 ¡ Colo357 ¡ Control ¡ 300 ¡ 300 ¡ sLe a ¡ 200 ¡ 200 ¡ CXCR4 ¡ 100 ¡ 100 ¡ 10 1 ¡ 10 2 ¡ 10 3 ¡ 10 4 ¡ 10 1 ¡ 10 2 ¡ 10 3 ¡ 10 4 ¡ β-­‑ac.n ¡ FL1H-­‑AF488 ¡

In ¡Vivo ¡Inhibi.on ¡of ¡E-­‑selec.n ¡and ¡CXCR4 ¡-­‑ ¡Metastasis ¡ Tumor ¡Growth ¡ Treatment ¡ 0 15 ¡ 19 ¡ 23 ¡ 27 ¡ 31 ¡ 35 ¡ 39 ¡ 42 ¡ DAY: ¡ Start ¡ ¡ Implant ¡ Treatments ¡ S2.013 ¡ Treatment ¡Groups ¡(n=15) ¡ Group ¡1: ¡Vehicle ¡Control ¡(daily) ¡ Group ¡2: ¡E-­‑selec.n ¡antagonist ¡(40 ¡mg/kg ¡daily) ¡ Group ¡3: ¡GMI-­‑1359 ¡(40 ¡mg/kg ¡daily) ¡ Group ¡4: ¡Gemcitabine ¡(100 ¡mg/kg ¡every ¡4 ¡days) ¡ Group ¡5: ¡E-­‑selec.n ¡antagonist ¡and ¡Gemcitabine ¡ Group ¡6: ¡GMI-­‑1359 ¡and ¡Gemcitabine ¡

Effects ¡of ¡E-­‑selec.n/CXCR4 ¡Inhibi.on ¡on ¡Metastasis ¡ ¡

GMI-­‑1359 ¡Modifies ¡the ¡Pancrea.c ¡Tumor ¡ Microenvironment ¡-­‑ ¡Desmoplasia ¡ Vehicle ¡ E-­‑selecBn ¡Antagonist ¡ GMI-­‑1359 ¡ αSMA ¡ ¡ * ¡ * ¡ ** ¡ ** ¡ ¡* ¡ ¡p ¡< ¡0.05 ¡ ** ¡p ¡< ¡0.01 ¡

GMI-­‑1359 ¡Modifies ¡the ¡Pancrea.c ¡Tumor ¡ Microenvironment ¡– ¡Lympha.c ¡Vascular ¡Density ¡ Vehicle ¡ GMI-­‑1359 ¡ E-­‑selecBn ¡Antagonist ¡ LYVE-­‑1 ¡ DAPI ¡ * ¡ * ¡ ** ¡ ** ¡ ¡* ¡ ¡p ¡< ¡0.05 ¡ ** ¡p ¡< ¡0.01 ¡

GMI-­‑1359 ¡Modifies ¡the ¡Pancrea.c ¡Tumor ¡ Microenvironment ¡– ¡CD45+ ¡Infiltrates ¡ Vehicle ¡ E-­‑selecBn ¡Antagonist ¡ GMI-­‑1359 ¡ Tumor-­‑Infiltra.ng ¡CD45+ ¡Cells ¡ CD45+ ¡Aggregates ¡

These ¡data ¡regarding ¡changes ¡to ¡the ¡pancrea.c ¡tumor ¡ microenvironment ¡lead ¡us ¡to ¡evaluate ¡the ¡rela.onship ¡between ¡ desmoplasia ¡and ¡lympha.c ¡vessels ¡with ¡a ¡focus ¡on ¡the ¡role ¡of ¡the ¡ CXCL12/CXCR4 ¡axis. ¡ ¡

Pancrea.c ¡fibroblasts ¡promote ¡lympha.c ¡endothelial ¡ migra.on ¡through ¡CXCL12/CXCR4 ¡ Panc. Fibroblast CM ** ¡ *** ¡ * ¡ * ¡ **** ¡ Cont ¡ 0 ¡ 1 ¡ 10 ¡ 1 ¡ 10 ¡ ug/ml ¡ Conditioned Media E-­‑sel ¡ GMI-­‑1359 ¡ Antag ¡ CXCL12 ¡(pg/ml) ¡ hLEC ¡ 200 ¡ 150 ¡ Control ¡ 100 ¡ CXCR4 ¡ * ¡ ¡p ¡< ¡0.05 ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ 50 ¡ ** ¡p ¡< ¡0.01 ¡ 10 2 ¡ 10 1 ¡ 10 3 ¡ 10 4 ¡ *** ¡p ¡< ¡0.001 ¡ **** ¡p ¡< ¡0.0001 ¡

We ¡also ¡wanted ¡to ¡evaluate ¡whether ¡pancrea.c ¡fibroblasts, ¡through ¡ CXCL12, ¡may ¡influence ¡the ¡ability ¡of ¡lympha.c ¡endothelial ¡cells ¡to ¡ facilitate ¡tumor ¡invasion ¡of ¡the ¡endothelium. ¡ ¡

CXCR4 ¡ligand, ¡CXCL12, ¡promotes ¡the ¡ability ¡of ¡ lympha.c ¡endothelial ¡cells ¡to ¡facilitate ¡PDAC ¡ transendothelial ¡invasion ¡ * ¡ * ¡ * ¡ * ¡ *** ¡ CXCL12 Panc. Fibroblast CM * ¡p ¡< ¡0.05 ¡ *** ¡p ¡< ¡0.0005 ¡ ¡

Conclusions: ¡ ¡ • ¡ ¡Blocking ¡E-­‑selec.n ¡and ¡CXCR4 ¡through ¡GMI-­‑1359 ¡inhibits ¡PDAC ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡transendothelial ¡migra.on ¡delays ¡pancrea.c ¡tumor ¡metastasis ¡ ¡ • ¡ ¡GMI-­‑1359 ¡significantly ¡alters ¡the ¡composi.on ¡of ¡pancrea.c ¡ ¡ ¡ ¡ ¡tumor ¡microenvironment ¡– ¡desmoplasia ¡and ¡lympha.c ¡vascular ¡density ¡ ¡ • ¡ ¡Pancrea.c ¡fibroblasts ¡acract ¡lympha.c ¡endothelial ¡cells ¡via ¡CXCL12/CXCR4 ¡ ¡ ¡ ¡ ¡as ¡well ¡as ¡increase ¡the ¡ability ¡of ¡lympha.c ¡endothelial ¡cells ¡to ¡support ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡PDAC ¡transendothelial ¡invasion ¡