Tumor Plasticity

Information

  • Research Project
  • 10248385
  • ApplicationId
    10248385
  • Core Project Number
    R35CA220446
  • Full Project Number
    5R35CA220446-05
  • Serial Number
    220446
  • FOA Number
    PAR-16-411
  • Sub Project Id
  • Project Start Date
    9/1/2017 - 7 years ago
  • Project End Date
    8/31/2024 - 9 months ago
  • Program Officer Name
    WOODHOUSE, ELIZABETH
  • Budget Start Date
    9/1/2021 - 3 years ago
  • Budget End Date
    8/31/2022 - 2 years ago
  • Fiscal Year
    2021
  • Support Year
    05
  • Suffix
  • Award Notice Date
    8/24/2021 - 3 years ago
Organizations

Tumor Plasticity

PROJECT SUMMARY  Despite half a century of social and economic investments, an unprecedented understanding of cancer genes  and their pathways, and an arsenal of new molecular and immunological therapies, a diagnosis of malignancy  still carries significant morbidity and mortality. Heralded as a breakthrough for cancer ?cures?, the promise of  personalized medicine, where every patient receives the right drug for the right type of cancer based on  genetic makeup is yet to be realized. In fact, most molecularly-­targeted drugs have been disappointing in the  clinic, producing only short-­lived responses, often at staggering costs and financial hardship for the patients,  only to be supplanted by the emergence of drug-­resistant and metastatic disease. We know that the  extraordinary heterogeneity of human tumors, with hundreds of malignant clones in constant competition and  cooperation with each other, is a major reason for treatment failure, but an in-­depth understanding of this  process has remained surprisingly elusive. Work carried out by our group over the past ten years has focused  on mechanisms of tumor adaptation, or plasticity as novel, fundamental drivers of disease heterogeneity and  worse patient outcome. We found that stress conditions typical of the tumor microenvironment, whether  hypoxia, shortage of nutrients, protein toxicity or exposure to molecular therapy activate a coordinated set of  cellular responses, a network that sustains cell proliferation, promotes survival, reconfigures metabolism,  stimulates gene expression, and heightens cell motility and invasion. The net effect for the malignant  population is not only improved fitness to cope with an unfavorable microenvironment, but also the acquisition  of new traits characteristic of aggressive disease, including drug-­resistance and metastatic competence.  Unexpectedly, we identified reprogramming of mitochondrial functions as an obligatory hub for this process,  enabling organelle-­cytoskeleton dynamics, assembly of novel apoptosis-­regulatory complex(es), and  retrograde gene expression. Therefore, the hypothesis that tumor plasticity imparts cellular diversity in  response to stress, propagates tumor heterogeneity and promotes the acquisition of aggressive disease traits  through mitochondrial reprogramming can be formulated, and will constitute the focus of the present  application. The proposed studies will dissect the cellular and molecular requirements of tumor plasticity as a  novel hallmark of cancer, credential its relevance in xenograft and genetic mouse models of localized and  metastatic disease, and exploit emerging vulnerabilities of these pathways for innovative cancer drug  discovery. The results will establish tumor plasticity as a novel driver of disease progression, reach a  comprehensive blueprint of the role of mitochondrial homeostasis in cancer, and validate new, actionable  therapeutic targets for patients with late-­stage disease.

IC Name
NATIONAL CANCER INSTITUTE
  • Activity
    R35
  • Administering IC
    CA
  • Application Type
    5
  • Direct Cost Amount
    600000
  • Indirect Cost Amount
    540000
  • Total Cost
    1140000
  • Sub Project Total Cost
  • ARRA Funded
    False
  • CFDA Code
    396
  • Ed Inst. Type
  • Funding ICs
    NCI:1140000\
  • Funding Mechanism
    Non-SBIR/STTR RPGs
  • Study Section
    ZCA1
  • Study Section Name
    Special Emphasis Panel
  • Organization Name
    WISTAR INSTITUTE
  • Organization Department
  • Organization DUNS
    075524595
  • Organization City
    PHILADELPHIA
  • Organization State
    PA
  • Organization Country
    UNITED STATES
  • Organization Zip Code
    191044265
  • Organization District
    UNITED STATES