Destruction of existing tumor blood vessels may be achieved by targeting vascular endothelial growth factor (VEGF) signaling, which mediates not only endothelial cell proliferation but also endothelial cell survival. In this study, however, intravital microscopy failed to demonstrate that targeting of VEGFR-2 (by the tyrosine kinase inhibitor SU5416) induces significant regression of experimental tumor blood vessels. Immunohistochemistry, electron microscopy, expression analyses, and in situ hybridization provide evidence that this resistance of tumor blood vessels to VEGFR-2 targeting is conferred by pericytes that stabilize blood vessels and provide endothelial cell survival signals via the Ang-1/Tie2 pathway. In contrast, targeting VEGFR-2 plus the platelet-derived growth factor receptor (PDGFR)-beta system (PDGFR-beta) signaling (by SU6668) rapidly forced 40% of tumor blood vessels into regression, rendering these tumors hypoxic as shown by phosphorescence quenching. TUNEL staining, electron microscopy, and apoptosis blocking experiments suggest that VEGFR-2 plus PDGFR-beta targeting enforced tumor blood vessel regression by inducing endothelial cell apoptosis. We further show that this is achieved by an interference with pericyte-endothelial cell interaction. This study provides novel insights into the mechanisms of how 1) pericytes may provide escape strategies to anti-angiogenic therapies and 2) novel concepts that target not only endothelial cells but also pericyte-associated pathways involved in vascular stabilization and maturation exert potent anti-vascular effects.

Background Clazosentan, an endothelin receptor antagonist, significantly and dose-dependently reduced angiographic vasospasm after aneurysmal subarachnoid haemorrhage (aSAH). We investigated whether clazosentan reduced vasospasm-related morbidity and all-cause mortality. Methods In this randomised, double-blind, placebo-controlled, phase 3 study, we randomly assigned patients with aSAH secured by surgical clipping to clazosentan (5 mg/h, n=768) or placebo (n=389) for up to 14 days (27 countries, 102 sites, inpatient and outpatient settings) using an interactive web response system. The primary composite endpoint (week 6) included all-cause mortality, vasospasm-related new cerebral infarcts, delayed ischaemic neurological deficit due to vasospasm, and rescue therapy for vasospasm. The main secondary endpoint was dichotomised extended Glasgow outcome scale (GOSE; week 12). This trial is registered with ClinicalTrials.gov, number NCT00558311. Findings In the all-treated dataset, the primary endpoint was met in 161 (21%) of 764 clazosentan-treated patients and 97 (25%) of 383 placebo-treated patients (relative risk reduction 17%, 95% CI −4 to 33; p=0·10). Poor functional outcome (GOSE score ≤4) occurred in 224 (29%) clazosentan-treated patients and 95 (25%) placebo-treated patients (−18%, −45 to 4; p=0·10). Lung complications, anaemia, and hypotension were more common with clazosentan. Mortality (week 12) was 6% in both groups. Interpretation Clazosentan at 5 mg/h had no significant effect on mortality and vasospasm-related morbidity or functional outcome. Further investigation of patients undergoing endovascular coiling of ruptured aneurysms is needed to fully understand the potential usefulness of clazosentan in patients with aSAH. Funding Actelion Pharmaceuticals.

The term cortical spreading depolarization (CSD) describes a wave of mass neuronal depolarization associated with net influx of cations and water. Clusters of prolonged CSDs were measured time-locked to progressive ischaemic damage in human cortex. CSD induces tone alterations in resistance vessels, causing either transient hyperperfusion (physiological haemodynamic response) in healthy tissue; or hypoperfusion [inverse haemodynamic response = cortical spreading ischaemia (CSI)] in tissue at risk for progressive damage, which has so far only been shown experimentally. Here, we performed a prospective, multicentre study in 13 patients with aneurysmal subarachnoid haemorrhage, using novel subdural opto-electrode technology for simultaneous laser-Doppler flowmetry (LDF) and direct current-electrocorticography, combined with measurements of tissue partial pressure of oxygen (ptiO2). Regional cerebral blood flow and electrocorticography were simultaneously recorded in 417 CSDs. Isolated CSDs occurred in 12 patients and were associated with either physiological, absent or inverse haemodynamic responses. Whereas the physiological haemodynamic response caused tissue hyperoxia, the inverse response led to tissue hypoxia. Clusters of prolonged CSDs were measured in five patients in close proximity to structural brain damage as assessed by neuroimaging. Clusters were associated with CSD-induced spreading hypoperfusions, which were significantly longer in duration (up to 144 min) than those of isolated CSDs. Thus, oxygen depletion caused by the inverse haemodynamic response may contribute to the establishment of clusters of prolonged CSDs and lesion progression. Combined electrocorticography and perfusion monitoring also revealed a characteristic vascular signature that might be used for non-invasive detection of CSD. Low-frequency vascular fluctuations (LF-VF) (f < 0.1 Hz), detectable by functional imaging methods, are determined by the brain's resting neuronal activity. CSD provides a depolarization block of the resting activity, recorded electrophysiologically as spreading depression of high-frequency-electrocorticography activity. Accordingly, we observed a spreading suppression of LF-VF, which accompanied spreading depression of high-frequency-electrocorticography activity, independently of whether CSD was associated with a physiological, absent or inverse haemodynamic response. Spreading suppressions of LF-VF thus allow the differentiation of progressive ischaemia and repair phases in a fashion similar to that shown previously for spreading depressions of high-frequency-electrocorticography activity. In conclusion, it is suggested that (i) CSI is a novel human disease mechanism associated with lesion development and a potential target for therapeutic intervention in stroke; and that (ii) prolonged spreading suppressions of LF-VF are a novel ‘functional marker’ for progressive ischaemia.

Background There is an urgent need for more effective therapies for glioblastoma. Data from a previous unrandomised phase 2 trial suggested that lomustine-temozolomide plus radiotherapy might be superior to temozolomide chemoradiotherapy in newly diagnosed glioblastoma with methylation of the MGMT promoter. In the CeTeG/NOA-09 trial, we aimed to further investigate the effect of lomustine-temozolomide therapy in the setting of a randomised phase 3 trial. Methods In this open-label, randomised, phase 3 trial, we enrolled patients from 17 German university hospitals who were aged 18–70 years, with newly diagnosed glioblastoma with methylated MGMT promoter, and a Karnofsky Performance Score of 70% and higher. Patients were randomly assigned (1:1) with a predefined SAS-generated randomisation list to standard temozolomide chemoradiotherapy (75 mg/m2 per day concomitant to radiotherapy [59–60 Gy] followed by six courses of temozolomide 150–200 mg/m2 per day on the first 5 days of the 4-week course) or to up to six courses of lomustine (100 mg/m2 on day 1) plus temozolomide (100–200 mg/m2 per day on days 2–6 of the 6-week course) in addition to radiotherapy (59–60 Gy). Because of the different schedules, patients and physicians were not masked to treatment groups. The primary endpoint was overall survival in the modified intention-to-treat population, comprising all randomly assigned patients who started their allocated chemotherapy. The prespecified test for overall survival differences was a log-rank test stratified for centre and recursive partitioning analysis class. The trial is registered with ClinicalTrials.gov, number NCT01149109. Findings Between June 17, 2011, and April 8, 2014, 141 patients were randomly assigned to the treatment groups; 129 patients (63 in the temozolomide and 66 in the lomustine-temozolomide group) constituted the modified intention-to-treat population. Median overall survival was improved from 31·4 months (95% CI 27·7–47·1) with temozolomide to 48·1 months (32·6 months–not assessable) with lomustine-temozolomide (hazard ratio [HR] 0·60, 95% CI 0·35–1·03; p=0·0492 for log-rank analysis). A significant overall survival difference between groups was also found in a secondary analysis of the intention-to-treat population (n=141, HR 0·60, 95% CI 0·35–1·03; p=0·0432 for log-rank analysis). Adverse events of grade 3 or higher were observed in 32 (51%) of 63 patients in the temozolomide group and 39 (59%) of 66 patients in the lomustine-temozolomide group. There were no treatment-related deaths. Interpretation Our results suggest that lomustine-temozolomide chemotherapy might improve survival compared with temozolomide standard therapy in patients with newly diagnosed glioblastoma with methylated MGMT promoter. The findings should be interpreted with caution, owing to the small size of the trial. Funding German Federal Ministry of Education and Research.

Object. An intracranial pressure (ICP) monitor, from which cerebral perfusion pressure (CPP) is estimated, is recommended in the care of severe traumatic brain injury (TBI). Nevertheless, optimal ICP and CPP management may not always prevent cerebral ischemia, which adversely influences patient outcome. The authors therefore determined whether the addition of a brain tissue oxygen tension (PO 2 ) monitor in the treatment of TBI was associated with an improved patient outcome. Methods. Patients with severe TBI (Glasgow Coma Scale [GCS] score < 8) who had been admitted to a Level I trauma center were evaluated as part of a prospective observational database. Patients treated with ICP and brain tissue PO 2 monitoring were compared with historical controls matched for age, pathological features, admission GCS score, and Injury Severity Score who had undergone ICP monitoring alone. Therapy in both patient groups was aimed at maintaining an ICP less than 20 mm Hg and a CPP greater than 60 mm Hg. Among patients whose brain tissue PO 2 was monitored, oxygenation was maintained at levels greater than 25 mm Hg. Twenty-five patients with a mean age of 44 ± 14 years were treated using an ICP monitor alone. Twenty-eight patients with a mean age of 38 ± 18 years underwent brain tissue PO 2 -directed care. The mean daily ICP and CPP levels were similar in each group. The mortality rate in patients treated using conventional ICP and CPP management was 44%. Patients who also underwent brain tissue PO 2 monitoring had a significantly reduced mortality rate of 25% (p < 0.05). Conclusions. The use of both ICP and brain tissue PO 2 monitors and therapy directed at brain tissue PO 2 is associated with reduced patient death following severe TBI.

We endeavored to develop an unruptured intracranial aneurysm (UIA) treatment score (UIATS) model that includes and quantifies key factors involved in clinical decision-making in the management of UIAs and to assess agreement for this model among specialists in UIA management and research.

Endothelial progenitor cells (EPCs) are recruited to ischemic regions and improve neovascularization. Integrins contribute to EPC homing. High-mobility group box 1 (HMGB1) is a nuclear protein that is released extracellularly on cell necrosis and tissue damage, eliciting a proinflammatory response and stimulating tissue repair. In the present study, we investigated the effects of HMGB1 on EPC homing. EPCs express the HMGB1 receptors RAGE (receptor for advanced glycation end products) and TLR2 (Toll-like receptor 2). EPC migration was stimulated by HMGB1 in a RAGE-dependent manner. In addition, the HMGB1-induced migration of EPCs on fibronectin and fibrinogen was significantly inhibited by antibodies against β 1 and β 2 integrins, respectively. Short-term prestimulation of EPCs with HMGB1 also increased EPC adhesion to endothelial cell monolayers, and this effect was blocked by antibodies to β 2 integrins or RAGE. HMGB1 increased EPC adhesion to the immobilized integrin ligands intercellular adhesion molecule-1 and fibronectin in a RAGE-dependent manner. Strikingly, HMGB1 rapidly increased integrin affinity and induced integrin polarization. Using intravital microscopy in a tumor model of neovascularization, prestimulation of EPCs with HMGB1 enhanced the initial in vivo adhesion of EPCs to microvessels and the recruitment of EPCs in the tumor tissue. In addition, prestimulation of EPCs with HMGB1 increased the homing of EPCs to ischemic muscles. In conclusion, these data represent a link between HMGB1 and integrin functions of EPCs and demonstrate that HMGB1 stimulates EPC homing to ischemic tissues. These results may provide a platform for the development of novel therapeutic approaches to improve EPC homing.

Leukocyte recruitment to sites of infection or inflammation requires multiple adhesive events. Although numerous players promoting leukocyte-endothelial interactions have been characterized, functionally important endogenous inhibitors of leukocyte adhesion have not been identified. Here we describe the endothelially derived secreted molecule Del-1 (developmental endothelial locus–1) as an anti-adhesive factor that interferes with the integrin LFA-1–dependent leukocyte-endothelial adhesion. Endothelial Del-1 deficiency increased LFA-1–dependent leukocyte adhesion in vitro and in vivo. Del-1 –/– mice displayed significantly higher neutrophil accumulation in lipopolysaccharide-induced lung inflammation in vivo, which was reversed in Del-1/LFA-1 double-deficient mice. Thus, Del-1 is an endogenous inhibitor of inflammatory cell recruitment and could provide a basis for targeting leukocyte-endothelial interactions in disease.

Rechallenge with temozolomide (TMZ) at first progression of glioblastoma after temozolomide chemoradiotherapy (TMZ/RT→TMZ) has been studied in retrospective and single-arm prospective studies, applying temozolomide continuously or using 7/14 or 21/28 days schedules. The DIRECTOR trial sought to show superiority of the 7/14 regimen.Patients with glioblastoma at first progression after TMZ/RT→TMZ and at least two maintenance temozolomide cycles were randomized to Arm A [one week on (120 mg/m(2) per day)/one week off] or Arm B [3 weeks on (80 mg/m(2) per day)/one week off]. The primary endpoint was median time-to-treatment failure (TTF) defined as progression, premature temozolomide discontinuation for toxicity, or death from any cause. O(6)-methylguanine DNA methyltransferase (MGMT) promoter methylation was prospectively assessed by methylation-specific PCR.Because of withdrawal of support, the trial was prematurely closed to accrual after 105 patients. There was a similar outcome in both arms for median TTF [A: 1.8 months; 95% confidence intervals (CI), 1.8-3.2 vs. B: 2.0 months; 95% CI, 1.8-3.5] and overall survival [A: 9.8 months (95% CI, 6.7-13.0) vs. B: 10.6 months (95% CI, 8.1-11.6)]. Median TTF in patients with MGMT-methylated tumors was 3.2 months (95% CI, 1.8-7.4) versus 1.8 months (95% CI, 1.8-2) in MGMT-unmethylated glioblastoma. Progression-free survival rates at 6 months (PFS-6) were 39.7% with versus 6.9% without MGMT promoter methylation.Temozolomide rechallenge is a treatment option for MGMT promoter-methylated recurrent glioblastoma. Alternative strategies need to be considered for patients with progressive glioblastoma without MGMT promoter methylation.