Summary T-cell-engaging immunotherapies have improved the treatment of nodal B-cell lymphoma, but responses vary highly. Future improvements of such therapies require better understanding of the variety of lymphoma-infiltrating T-cells. We employed single-cell RNA and T-cell receptor sequencing alongside quantification of surface proteins, flow cytometry and multiplexed immunofluorescence on 101 lymph nodes from healthy controls, and patients with diffuse large B-cell, mantle cell, follicular, or marginal zone lymphoma. This multimodal resource revealed entity-specific quantitative and spatial aberrations of the T-cell microenvironment. Clonal PD1 + TCF7 - but not PD1 + TCF7 + cytotoxic T-cells converged into terminally exhausted T-cells, the proportions of which were variable across entities and linked to inferior prognosis. In follicular and marginal zone lymphoma, we observed expansion of follicular helper and IKZF3 + regulatory T-cells, which were clonally related and inversely associated with tumor grading. Overall, we portray lymphoma-infiltrating T-cells with unprecedented comprehensiveness and decipher both beneficial and adverse dimensions of T-cell response.

Summary Cancer heterogeneity at the proteome level may explain differences in therapy response and prognosis beyond the currently established genomic and transcriptomic based diagnostics. The relevance of proteomics for disease classifications remains to be established in clinically heterogeneous cancer entities such as chronic lymphocytic leukemia (CLL). Here, we characterized the proteome and transcriptome in-depth alongside genetic and ex-vivo drug response profiling in a clinically well annotated CLL discovery cohort (n= 68). Unsupervised clustering of the proteome data revealed six subgroups. Five of these proteomic groups were associated with genetic features, while one group was only detectable at the proteome level. This new group was characterized by accelerated disease progression, high spliceosomal protein abundances associated with aberrant splicing, and low B cell receptor signaling protein abundances (ASB-CLL). We developed classifiers to identify ASB-CLL based on its characteristic proteome or splicing signature in two independent cohorts (n= 165, n= 169) and confirmed that ASB-CLL comprises about 20 % of CLL patients. The inferior overall survival observed in ASB-CLL was independent of both TP53- and IGHV mutation status. Our multi-omics analysis refines the classification of CLL and highlights the potential of proteomics to improve cancer patient stratification beyond genetic and transcriptomic profiling. Single sentence summary We performed the largest proteogenomic analysis of CLL, linked proteomic profiles to clinical outcomes, and discovered a new poor outcome subgroup (ASB-CLL).

Abstract Neutrophils are frequently studied in murine models, but the extent to which findings translate to humans remains poorly defined. Here, we performed an integrative transcriptomic analysis of 11 murine and 13 human datasets. In homeostasis, neutrophils exhibited the highest number of lineage-specific genes and the greatest degree of correlated expression among genes with one-to-one orthologs ( r = 0.79, P < 2.2 × 10 −16 ) compared to other leukocytes. In inflammation, neutrophils displayed considerable transcriptional diversity, but shared a core inflammation program across a broad range of conditions which was conserved between species. This core program included genes encoding IL-1 family members, CD14, IL-4R, CD69 and PD-L1. Chromatin accessibility of core inflammation genes increased significantly in blood compared to bone marrow and further with migration from blood to tissue. Transcription factor enrichment analysis nominated members of the NF-κB family and AP-1 complex as important drivers of the core inflammation program, and HoxB8 neutrophils with JUNB knockout showed a significantly reduced expression of core inflammation genes at baseline and upon stimulation. In vitro perturbations confirmed surface protein upregulation of core inflammation members in both species. Together, we demonstrate substantial transcriptional conservation in neutrophils in homeostasis and identify a core inflammation program conserved across species. This systems biology approach can be leveraged to improve transitions between the murine and human context. Key Points The transcriptome of resting neutrophils is substantially conserved between humans and mice A core inflammation program in neutrophils is shared across a broad range of conditions and conserved across humans and mice Graphical Abstract

Abstract Inter-patient variability and the similarity of healthy and leukemic stem cells have impeded the characterization of leukemic stem cells (LSCs) in acute myeloid leukemia (AML), and their differentiation landscape. Here, we introduce CloneTracer, a novel method that adds clonal resolution to single-cell RNA-seq datasets. Applied to samples from 19 AML patients, CloneTracer revealed routes of leukemic differentiation. While residual healthy cells dominated the dormant stem cell compartment, active leukemic stem cells resembled their healthy counterpart and retained erythroid capacity. By contrast, downstream myeloid progenitors were highly aberrant and constituted the disease-defining compartment: Their gene expression and differentiation state determined both chemotherapy response and the leukemia’s ability to differentiate to transcriptomically normal monocytes. Finally, we demonstrated the potential of CloneTracer to identify surface markers mis-regulated specifically in leukemic cells by intra-patient comparisons. Taken together, CloneTracer revealed a differentiation landscape that mimics its healthy counterpart and determines biology and therapy response in AML.

Abstract Although T-cell-engaging therapies are highly effective in patients with relapsed and/or refractory B-cell non-Hodgkin lymphoma (B-NHL), responses are often not durable. To identify tumor-intrinsic drivers of resistance, we quantified in-vitro response to CD19-directed chimeric antigen receptor T-cells (CD19-CAR) and bispecific antibodies (BsAb) across 46 B-NHL cell lines and measured their proteomic profiles at baseline. Among the proteins associated with poor in-vitro response was Serpin B9, an endogenous granzyme B inhibitor. Knock-out of SERPINB9 in cell lines with high intrinsic expression rendered them more susceptible to CD19-CAR and CD19-BsAb. Overexpression in cell lines with low intrinsic expression attenuated responses. Polatuzumab, vorinostat, lenalidomide, or checkpoint inhibitors improved response to CD19-CAR, although independently of Serpin B9 expression. Besides providing an important resource of therapy response and proteomic profiles, this study refines our understanding of resistance in T-cell engaging therapies, and suggests clinically relevant combination regimes.