Abstract The meningeal space is a critical brain structure providing immunosurveillance for the central nervous system, but the impact of infections on the meningeal immune landscape is far from being fully understood. The extracellular protozoan parasite Trypanosoma brucei , which causes Human African Trypanosomiasis (HAT) or sleeping sickness, accumulates in the meningeal spaces, ultimately inducing severe meningitis and resulting in death if left untreated. Thus, sleeping sickness represents an attractive model to study immunological dynamics in the meninges during infection. Here, by combining single cell transcriptomics and mass cytometry by time of flight (CyTOF) with in vivo interventions, we found that chronic T. brucei infection triggers the development of ectopic lymphoid aggregates (ELAs) in the murine meninges. These infection-induced ELAs were defined by the presence of ER-TR7 + fibroblastic reticular cells, CD21/35 + follicular dendritic cells, CXCR5 + PD1 + T follicular helper-like phenotype, GL7 + CD95 + GC-like B cells, and plasmablasts/plasma cells. Furthermore, the B cells found in the infected meninges produced high-affinity autoantibodies able to recognise mouse brain antigens, in a process dependent on LTβ signalling. A mid-throughput screening identified several host factors recognised by these autoantibodies, including myelin basic protein (MBP), coinciding with cortical demyelination and brain pathology. In humans, we identified the presence of autoreactive IgG antibodies in the cerebrospinal fluid of second stage HAT patients that recognised human brain lysates and MBP, consistent with our findings in experimental infections. Lastly, we found that the pathological B cell responses we observed in the meninges required the presence of T. brucei in the CNS, as suramin treatment before the onset of the CNS stage prevented the accumulation of GL7 + CD95 + GC-like B cells and brain-specific autoantibody deposition. Taken together, our data provide evidence that the meningeal immune response during chronic T. brucei infection results in the acquisition of lymphoid tissue-like properties, broadening our understanding of meningeal immunity in the context of chronic infections. These findings have wider implications for understanding the mechanisms underlying the formation ELAs during chronic inflammation resulting in autoimmunity in mice and humans, as observed in other autoimmune neurodegenerative disorders, including neuropsychiatric lupus and multiple sclerosis.

Importance Whether infarct size modifies the treatment effect of early vs late direct oral anticoagulant (DOAC) initiation in people with ischemic stroke and atrial fibrillation is unknown. Objective To assess whether infarct size modifies the safety and efficacy of early vs late DOAC initiation. Design, Setting, and Participants Post hoc analysis of participants from the multinational (>100 sites in 15 countries) randomized clinical Early Versus Later Anticoagulation for Stroke With Atrial Fibrillation (ELAN) trial who had (1) acute ischemic stroke, (2) atrial fibrillation, and (3) brain imaging available before randomization. The ELAN trial was conducted between October 2017 and December 2022. Data were analyzed from October to December 2023 for this post hoc analysis. Intervention Early vs late DOAC initiation after ischemic stroke. Early DOAC initiation was within 48 hours for minor or moderate stroke or on days 6 to 7 for major stroke; late DOAC initiation was on days 3 to 4 for minor stroke, days 6 to 7 for moderate stroke, and days 12 to 14 for major stroke. Main Outcomes and Measures The primary outcome was a composite of recurrent ischemic stroke, symptomatic intracranial hemorrhage, extracranial bleeding, systemic embolism, or vascular death within 30 days. The outcome was assessed according to infarct size (minor, moderate, or major) using odds ratios and risk differences between treatment arms. Interrater reliability for infarct size between the core laboratory and local raters was assessed, and whether this modified the estimated treatment effects was also examined. Results A total of 1962 of the original 2013 participants (909 [46.3%] female; median [IQR] age, 77 [70-84] years) were included. The primary outcome occurred in 10 of 371 participants (2.7%) with early DOAC initiation vs 11 of 364 (3.0%) with late DOAC initiation among those with minor stroke (odds ratio [OR], 0.89; 95% CI, 0.38-2.10); in 11 of 388 (2.8%) with early DOAC initiation vs 14 of 392 (3.6%) with late DOAC initiation among those with moderate stroke (OR, 0.80; 95% CI, 0.35-1.74); and in 8 of 219 (3.7%) with early DOAC initiation vs 16 of 228 (7.0%) with late DOAC initiation among those with major stroke (OR, 0.52; 95% CI, 0.21-1.18). The 95% CI for the estimated risk difference of the primary outcome in early anticoagulation was −2.78% to 2.12% for minor stroke, −3.23% to 1.76% for moderate stroke, and −7.49% to 0.81% for major stroke. There was no significant treatment interaction for the primary outcome. For infarct size, interrater reliability was moderate (κ = 0.675; 95% CI, 0.647-0.702) for local vs core laboratory raters and strong (κ = 0.875; 95% CI, 0.855-0.894) between core laboratory raters. Conclusions and Relevance The treatment effect of early DOAC initiation did not differ in people with minor, moderate, or major stroke assessed by brain imaging. Early treatment was not associated with a higher rate of adverse events, especially symptomatic intracranial hemorrhage, for any infarct size, including major stroke. Trial Registration ClinicalTrials.gov Identifier: NCT03148457

Abstract Myeloid cells are highly prevalent in glioblastoma (GBM), existing in a spectrum of phenotypic and activation states. We currently have limited knowledge of the tumour microenvironment (TME) determinants that influence the localisation and the functions of the diverse myeloid cell populations in GBM. Here we have utilised orthogonal imaging mass cytometry with single cell and spatial transcriptomics approaches to identify and map the various myeloid populations in the human GBM tumour microenvironment (TME). Our results show that different myeloid populations have distinct and reproducible compartmentalisation patterns in the GBM TME that is driven by tissue hypoxia, regional chemokine signalling, and varied homotypic and heterotypic cellular interactions. We subsequently identified specific tumour sub-regions in GBM, based upon composition of identified myeloid cell populations, that were linked to patient survival. Our results provide new insight into the spatial organisation of myeloid cell sub populations in GBM, and how this is predictive of clinical outcome. Teaser Multi-modal mapping reveals that the spatial organisation of myeloid cells in glioblastoma impacts disease outcome.

Postmortem single-cell studies have transformed understanding of lower respiratory tract diseases (LRTD) including Covid19 but there is almost no data from African settings where HIV, malaria and other environmental exposures may affect disease pathobiology and treatment targets. We used histology and high-dimensional imaging to characterise fatal lung disease in Malawian adults with (n=9) and without (n=7) Covid19, and generated single-cell transcriptomics data from lung, blood and nasal cells. Data integration with other cohorts showed a conserved Covid19 histopathological signature, driven by contrasting immune and inflammatory mechanisms: in the Malawi cohort, by response to interferon-gamma in lung-resident alveolar macrophages, in USA, European and Asian cohorts by type I/III interferon responses, particularly in blood-derived monocytes. HIV status had minimal impact on histology or immunopathology. Our study provides data resources and highlights the importance of studying the cellular mechanisms of disease in underrepresented populations, indicating shared and distinct targets for treatment.

Abstract The variability in vestibular schwannoma growth rates greatly complicates clinical treatment. Management options are limited to radiological observation, surgery, radiotherapy and, in specific cases, bevacizumab therapy. As such, there is a pressing requirement for growth restricting drugs for vestibular schwannoma. This study explored potential predictors of vestibular schwannoma growth in depth, highlighting differences between static and growing vestibular schwannoma to identify potential therapeutic targets. High dimensional imaging was used to characterise the tumour microenvironment of four static and five growing vestibular schwannoma (indicated by volumetric change < 20% or ≥ 20% per year, respectively). Single cell spatial information and protein expression data from a panel of 35 tumour immune-targeted antibodies identified specific cell populations, their expression profiles, and their spatial localisation within the tumour microenvironment. Growing vestibular schwannoma contained significantly more proliferative and non-proliferative alternatively activated tumour-associated macrophages per mm2 compared to static vestibular schwannoma. Furthermore, two additional proliferative cell types were identified in growing and static vestibular schwannoma: transitioning monocytes and Programmed Cell Death Ligand 1 (PD-L1+) Schwann cells. In agreement, growing vestibular schwannoma were characterised by a tumour microenvironment composed of immune-enriched, proliferative neighbourhoods, whereas static vestibular schwannoma were composed of tumour-enriched, non-proliferative neighbourhoods. Finally, classically activated macrophages significantly co-localised with alternatively activated macrophages in static vestibular schwannoma, but this sequestration was reduced in growing vestibular schwannoma. This study provides a novel, spatial characterisation of the immune landscape in growing vestibular schwannoma, whilst highlighting the need for new therapeutic targets that modulate the tumour immune microenvironment.

Abstract NF2 -related Schwannomatosis ( NF2 SWN) is a rare tumour-predisposition syndrome characterised by the growth of multiple central and peripheral nervous system neoplasms. The drivers of NF2 SWN are pathogenic variants in the tumour suppressor gene NF2 , encoding the protein Merlin, leading to development of bilateral vestibular schwannoma (VS) in >95% of patients. VS tumours are characterised by infiltration of myeloid cells and lymphocytes, highlighting the potential of immunotherapy for VS. However, the immunological landscape in VS and the spatial determinants within the tumour microenvironment that shape the trajectory of disease are presently unknown. In this study, to elucidate the complex immunological networks across VS, we performed imaging mass cytometry (IMC) on clinically annotated VS samples from NF2 SWN patients. We reveal the heterogeneity in neoplastic cell, myeloid cell and T cell populations that co-exist within VS, determining that the cellular composition of VS tumours is independent of NF2 -SWN genetic severity. We show that distinct myeloid cell and Schwann cell populations exist within varied spatial contextures across characteristic Antoni A and B histomorphic niches. Interestingly, we show that T-cell populations associate with tumour-associated macrophages (TAMs) in Antoni A regions, seemingly limiting their ability to interact with tumorigenic Schwann cells. This spatial landscape is altered in Antoni B regions, where T-cell populations appear to interact with PD-L1+ Schwann cells. We also demonstrate that prior bevacizumab treatment (VEGF-A antagonist) preferentially reduces alternatively-activated TAMs, whilst enhancing CD44 expression, in bevacizumab-treated tumours. Together, we describe niche-dependent modes of T-cell regulation in NF2 SWN VS, indicating the potential for microenvironment-altering therapies for VS. Teaser Imaging mass cytometry and spatial omic analyses illustrate spatially-distinct regions of T-cell regulation in vestibular schwannoma.

The development of new therapies for stroke continues to face repeated translational failures. Brain endothelial cells form paracellular and transcellular barriers to many blood-borne therapies and the development of efficient delivery strategies is highly warranted. Here, in a mouse model of stroke, we show selective recruitment of clinically used liposomes into the ischaemic brain that correlates with biphasic blood brain barrier (BBB) breakdown. Intravenous administration of liposomes into mice exposed to transient middle cerebral artery occlusion took place at early (0.5h and 4h) and delayed (24h and 48h) timepoints, covering different phases of BBB disruption after stroke. Using a combination of in vivo real-time imaging and histological analysis we show that selective liposomal brain accumulation coincides with biphasic enhancement in transcellular transport followed by a delayed impairment to the paracellular barrier. This process precedes neurological damage in the acute phase and maintains long-term liposomal co-localisation within the neurovascular unit, which could have great potential for neuroprotection. Levels of liposomal uptake by glial cells are similarly selectively enhanced in the ischaemic region late after experimental stroke (2-3 days), highlighting their potential for blocking delayed inflammatory responses or shifting the polarization of microglia/macrophages towards brain repair. These findings demonstrate the capability of liposomes to maximise selective translocation into the brain after stroke and identify for the first time two windows for therapeutic manipulation. This emphasizes the benefits of selective drug delivery for efficient tailoring of new stroke treatments.