Immune profiling of COVID-19 patients Coronavirus disease 2019 (COVID-19) has affected millions of people globally, yet how the human immune system responds to and influences COVID-19 severity remains unclear. Mathew et al. present a comprehensive atlas of immune modulation associated with COVID-19. They performed high-dimensional flow cytometry of hospitalized COVID-19 patients and found three prominent and distinct immunotypes that are related to disease severity and clinical parameters. Arunachalam et al. report a systems biology approach to assess the immune system of COVID-19 patients with mild-to-severe disease. These studies provide a compendium of immune cell information and roadmaps for potential therapeutic interventions. Science , this issue p. eabc8511 , p. 1210

ABSTRACT Patients with densely innervated tumors do poorly as compared to those with sparsely innervated disease. Why some tumors heavily recruit nerves while others do not, remains unknown as does the functional contribution of tumor-infiltrating nerves to cancer. Moreover, while patients receive chemotherapeutic treatment, whether these drugs affect nerve recruitment has not been tested. Using a murine model of ovarian cancer, we show that tumor-infiltrating sensory nerves potentiate tumor growth, decrease survival, and contribute to treatment resistance. Furthermore, matched patient samples show significantly increased tumor innervation following chemotherapy. In vitro analysis of tumor-released extracellular vesicles (sEVs) shows they harbor neurite outgrowth activity. These data suggest that chemotherapy may alter sEV cargo, endowing it with robust nerve recruiting capacity.

Abstract Background Single-cell gene expression profiling provides unique opportunities to understand tumor heterogeneity and the tumor microenvironment. Because of cost and feasibility, profiling bulk tumors remains the primary population-scale analytical strategy. Many algorithms can deconvolve these tumors using single-cell profiles to infer their composition. While experimental choices do not change the true underlying composition of the tumor, they can affect the measurements produced by the assay. Results We generated a dataset of high-grade serous ovarian tumors with paired expression profiles from using multiple strategies to examine the extent to which experimental factors impact the results of downstream tumor deconvolution methods. We find that pooling samples for single-cell sequencing and subsequent demultiplexing has a minimal effect. We identify dissociation-induced differences that affect cell composition, leading to changes that may compromise the assumptions underlying some deconvolution algorithms. We also observe differences across mRNA enrichment methods that introduce additional discrepancies between the two data types. We also find that experimental factors change cell composition estimates and that the impact differs by method. Conclusions Previous benchmarks of deconvolution methods have largely ignored experimental factors. We find that methods vary in their robustness to experimental factors. We provide recommendations for methods developers seeking to produce the next generation of deconvolution approaches and for scientists designing experiments using deconvolution to study tumor heterogeneity.

Abstract The detection of tumor-specific T cells in solid tumors is integral to the interrogation of endogenous antitumor responses and to the advancement of downstream therapeutic applications, such as checkpoint immunotherapy and adoptive cell transfer. A number of biomarkers are reported to identify endogenous tumor-specific tumor infiltrating lymphocytes (TILs), namely CD137, PD-1, CD103, and CD39, however a direct comparison of these molecules has yet to be performed. Here, we evaluate these biomarkers in primary human high-grade serous ovarian tumor samples using single-cell mass cytometry to characterize and compare their relative phenotypic profiles, as well as their response to autologous tumor cells ex vivo . CD137+, PD-1+, CD103+, and CD39+ TILs are all detectable in tumor samples with CD137+ TILs being the least abundant. PD-1+, CD103+, and CD39+ TILs all express a subset of CD137+ cells, while CD137+ TILs highly co-express the aforementioned markers. CD137+ TILs exhibit the highest expression of cytotoxic effector molecules, such as IFNγ and Granzyme B, compared to PD-1+, CD103+ or CD39+ TILs. Removal of CD137+ TILs from PD-1+, CD103+, or CD39+ TILs results in lower secretion of IFNγ in response to autologous tumor stimulation, while CD137+ TILs highly secrete IFNγ in an HLA-dependent manner. CD137+ TILs exhibited an exhausted phenotype with CD28 co-expression, suggestive of antigen recognition and receptiveness to reinvigoration via immune checkpoint blockade. Together, our findings demonstrate that the antitumor abilities of PD-1+, CD103+, and CD39+ TILs are mainly derived from a subset of TILs expressing CD137, implicating CD137 is a more selective biomarker for naturally occurring tumor-specific TILs.

5510 Background: Currently there are no alternatives to chemotherapy for patients (pts) with platinum-sensitive recurrent high-grade serous ovarian cancer (PSOC). Preclinical data have demonstrated strong synergy between poly (ADP-ribose) polymerase inhibitors (PARPi) and ataxia telangiectasia and Rad3-related kinase inhibitors (ATRi) regardless of homologous recombination deficiency (HRD) status. We present results of an investigator-initiated study examining the combination of PAPRi and ATRi in patients (pts) with PSOC. Methods: Pts with PSOC and measurable disease by RECIST v1.1 were enrolled (NCT03462342). Prior PARPi was permitted but not mandatory and there was no limit to number of prior regimens. Pts received ceralasertib (C) 160mg po once daily, days 1–7 and olaparib (O) 300mg po twice daily, on days 1–28 of a 28-day cycle until unacceptable toxicity or disease progression. Primary end points were efficacy based on objective response rate (ORR) and toxicity. Secondary endpoint was progression-free survival (PFS). Myriad MyChoice CDx and Caris Life Sciences MI Profile assays were used to determine presence of tumor genomic instability; HRD (positive if score >42) or loss of heterozygosity (LOH) (positive if 38% of tested genomic segments exhibited LOH). Results: Thirty-seven pts were enrolled and evaluable for toxicity; 33 pts were available for response evaluation. Median number of prior regimens was 1 (range 1-3) while 2 pts received prior PARPi. Germline homologous recombination (HR) gene mutations were present in 3 (8.1%) pts (1 BRCA2, 1 BRIP1, 1 RAD51C),10 (27%) pts had tumors exhibiting genomic instability (8 with HRD positive and 2 with LOH high), while 19 (51.4%) pts had tumors without genomic instability, and 5 (13.5%) pts had unknown status. Pts received a median of 8 cycles (range 1-50). Fifteen (40.5%) pts experienced a grade (G) 3 toxicity event, most commonly anemia 21.6% (n=8) and diarrhea 5.4% (n=2). Two pts (5.4%) had G4 thrombocytopenia. Dose reductions occurred in 14 pts (37.8%); one pt discontinued treatment due to toxicity (G2 fatigue and nausea). ORR was 48.5% with 3 complete responses (CR) and 13 partial responses (PR) and median progression-free survival (mPFS) was 8.3 months (95% CI: 5.9, 10.7). ORR and mPFS in 16 pts with tumors without genomic instability was 43.8% (1 CR, 6 PR) and 7.6 months (95% CI: 5.4, 9.8). ORR in 10 pts with tumors with genomic instability was 40% (4 PR) with a mPFS of 8.3 months (95% CI: 5.1, 11.5). ORR in 3 pts with germline HR gene alterations was 100% (1 CR, 2 PR) with mPFS not reached. ORR in 4 pts with unknown status of genomic instability was 50% (1CR, 1PR). Conclusions: C+O was well tolerated and active in pts with platinum sensitive HGSOC warranting further evaluation. Efficacy was seen regardless of the presence of tumor genomic instability. Clinical trial information: NCT03462342 .