Amplicon-based next-generation sequencing (NGS) of immunoglobulin (IG) and T-cell receptor (TR) gene rearrangements for clonality assessment, marker identification and quantification of minimal residual disease (MRD) in lymphoid neoplasms has been the focus of intense research, development and application. However, standardization and validation in a scientifically controlled multicentre setting is still lacking. Therefore, IG/TR assay development and design, including bioinformatics, was performed within the EuroClonality-NGS working group and validated for MRD marker identification in acute lymphoblastic leukaemia (ALL). Five EuroMRD ALL reference laboratories performed IG/TR NGS in 50 diagnostic ALL samples, and compared results with those generated through routine IG/TR Sanger sequencing. A central polytarget quality control (cPT-QC) was used to monitor primer performance, and a central in-tube quality control (cIT-QC) was spiked into each sample as a library-specific quality control and calibrator. NGS identified 259 (average 5.2/sample, range 0-14) clonal sequences vs. Sanger-sequencing 248 (average 5.0/sample, range 0-14). NGS primers covered possible IG/TR rearrangement types more completely compared with local multiplex PCR sets and enabled sequencing of bi-allelic rearrangements and weak PCR products. The cPT-QC showed high reproducibility across all laboratories. These validated and reproducible quality-controlled EuroClonality-NGS assays can be used for standardized NGS-based identification of IG/TR markers in lymphoid malignancies.

Abstract Acute lymphoblastic leukemia expressing the gamma delta T cell receptor (yo T-ALL) is a poorly understood disease. We studied 200 children with yo T-ALL from 13 clinical study groups to understand the clinical and genetic features of this disease. We found age and genetic drivers were significantly associated with outcome. yo T-ALL diagnosed in children under three years of age was extremely high-risk and enriched for genetic alterations that result in both LMO2 activation and STAG2 inactivation. Mechanistically, using patient samples and isogenic cell lines, we show that inactivation of STAG2 profoundly perturbs chromatin organization by altering enhancer-promoter looping, resulting in deregulation of gene expression associated with T-cell differentiation. High throughput drug screening identified a vulnerability in DNA repair pathways arising from STAG2 inactivation, which can be targeted by Poly(ADP-ribose) polymerase (PARP) inhibition. These data provide a diagnostic framework for classification and risk stratification of pediatric yo T-ALL.

Interpreting and understanding complex, organ-level mass cytometry datasets represents a formidable interdisciplinary challenge. This study aims to identify, describe, and interpret potential developmental trajectories of thymocytes and mature T cells. We developed tviblindi, a trajectory inference algorithm that integrates several autonomous modules - pseudotime inference, random walk simulations, real-time topological classification using persistence homology, and autoencoder-based 2D visualization using the vaevictis algorithm. This integration facilitates an interactive exploration of developmental trajectories. The utility and proficiency of tviblindi are demonstrated through comprehensive analysis of the thymic and peripheral T-cell compartment. Our approach not only uncovers and elucidates the canonical CD4 and CD8 development but also offers insights into various checkpoints such as TCRβ selection and positive/negative selection, elucidating the crossroads between further development and apoptosis. Finally, we identify and thoroughly characterize thymic regulatory T cells, tracing their development from the negative selection stage to mature thymic regulatory T cells with an extensive proliferation history and an immunophenotype of activated and recirculating cells. tviblindi is a versatile and generic approach suitable for any single-cell dataset, equipping biologists with an effective tool for interpreting complex data.

Secondary lymphoid organs (SLOs) provide the confined microenvironment required for stromal cells to interact with immune cells to initiate adaptive immune responses resulting in B cell differentiation. Here, we studied three patients from two families with functional hyposplenism, absence of tonsils, and complete lymph node aplasia, leading to recurrent bacterial and viral infections. We identified biallelic loss-of-function mutations in LTBR, encoding the lymphotoxin beta receptor (LTβR), primarily expressed on stromal cells. Patients with LTβR deficiency had hypogammaglobulinemia, diminished memory B cells, regulatory and follicular T helper cells, and dysregulated expression of several tumor necrosis factor family members. B cell differentiation in an ex vivo coculture system was intact, implying that the observed B cell defects were not intrinsic in nature and instead resulted from LTβR-dependent stromal cell interaction signaling critical for SLO formation. Collectively, we define a human inborn error of immunity caused primarily by a stromal defect affecting the development and function of SLOs.