Object Arachnoid cysts are a frequent finding on intracranial imaging in children. The prevalence and natural history of these cysts are not well defined. The authors studied a large consecutive series of children undergoing MR imaging to better define both the MR imaging–demonstrated prevalence and behavior of these lesions over time. Methods The authors reviewed a consecutive series of 11,738 patients who were 18 years of age or younger and had undergone brain MR imaging at a single institution during an 11-year period. In the patients in whom intracranial arachnoid cysts were identified, clinical and demographic information was recorded and imaging characteristics, such as cyst size and location, were evaluated. Prevalence data were analyzed using univariate and multivariate logistic regression, linear regression, and ANOVA. All patients with sufficient data (repeat MR imaging studies as well as repeated clinical evaluation over at least 5 months) for a natural history analysis were identified. This group was assessed for any change in symptoms or imaging appearance during the follow-up interval. Results Three hundred nine arachnoid cysts (2.6% prevalence rate) were identified. There was an increased prevalence of arachnoid cysts in males (p < 0.000001). One hundred eleven patients met all criteria for inclusion in the natural history analysis. After a mean follow-up of 3.5 years, 11 arachnoid cysts increased in size, 13 decreased, and 87 remained stable. A younger age at presentation was significantly associated with cyst enlargement (p = 0.001) and the need for surgery (p = 0.05). No patient older than 4 years of age at the time of initial diagnosis had cyst enlargement, demonstrated new symptoms, or underwent surgical treatment. Conclusions Arachnoid cysts are a common incidental finding on intracranial imaging in pediatric patients. An older age at the time of presentation is associated with a lack of clinical or imaging changes over time.

Arachnoid cysts are a frequent finding on intracranial imaging. The prevalence and natural history of these cysts in adults are not well defined.We retrospectively reviewed the electronic medical records of a consecutive series of adults who underwent brain MRI over a 12-year interval to identify those with arachnoid cysts. The MRI studies were reviewed to confirm the diagnosis. For those patients with arachnoid cysts, we evaluated presenting symptoms, cyst size, and cyst location. Patients with more than 6 months' clinical and imaging follow-up were included in a natural history analysis.A total of 48,417 patients underwent brain MRI over the study period. Arachnoid cysts were identified in 661 patients (1.4%). Men had a higher prevalence than women (p < 0.0001). Multiple arachnoid cysts occurred in 30 patients. The most common locations were middle fossa (34%), retrocerebellar (33%), and convexity (14%). Middle fossa cysts were predominantly left-sided (70%, p < 0.001). Thirty-five patients were considered symptomatic and 24 underwent surgical treatment. Sellar and suprasellar cysts were more likely to be considered symptomatic (p < 0.0001). Middle fossa cysts were less likely to be considered symptomatic (p = 0.01. The criteria for natural history analysis were met in 203 patients with a total of 213 cysts. After a mean follow-up of 3.8 ± 2.8 years (for this subgroup), 5 cysts (2.3%) increased in size and 2 cysts decreased in size (0.9%). Only 2 patients developed new or worsening symptoms over the follow-up period.Arachnoid cysts are a common incidental finding on intracranial imaging in all age groups. Although arachnoid cysts are symptomatic in a small number of patients, they are associated with a benign natural history for those presenting without symptoms.

ABSTRACT Mutation in isocitrate dehydrogenase ( mIDH ) is a gain of function mutation resulting in the production of the oncometabolite, R-2-hydroxyglutarate, that inhibits DNA and histone demethylases. The resultant hypermethylation phenotype reprograms the glioma cells’ transcriptome and elicits profound effects on glioma immunity. We report that in mouse models and human gliomas, mIDH1 in the context of ATRX and TP53 inactivation results in global expansion of the granulocytic myeloid cells’ compartment. Single-cell RNA-sequencing coupled with mass cytometry analysis revealed that these granulocytes are mainly non-immunosuppressive neutrophils and pre-neutrophils; with a small fraction of polymorphonuclear myeloid-derived suppressor cells. The mechanism of mIDH1 mediated pre-neutrophils expansion involves epigenetic reprogramming which leads to enhanced expression of the granulocyte colony-stimulating factor (G-CSF). Blocking G-CSF restored the inhibitory potential of PMN-MDSCs and enhanced tumor progression. Thus, G-CSF induces remodeling of the inhibitory PMN-MDSCs in mIDH1 glioma rendering them non-immunosuppressive; and having significant therapeutic implications. SIGNIFICANCE mIDH1 is the most common mutation in gliomas associated with improved prognosis. Gliomas harboring mIDH1 , together with ATRX and TP53 inactivation, exhibit higher circulating levels of G-CSF, ensuing the recruitment and expansion of non-suppressive neutrophils, pre-neutrophils and small fraction of PMN-MDSCs to the TME leading to an immune permissive phenotype.

ABSTRACT Intra-tumoral heterogeneity and diffuse infiltration are hallmarks of glioblastoma that challenge treatment efficacy. However, the mechanisms that set up both tumor heterogeneity and invasion remain poorly understood. Herein, we present a comprehensive spatiotemporal study that aligns distinctive intra-tumoral histopathological structures, oncostreams, with dynamic properties and a unique, actionable, spatial transcriptomic signature. Oncostreams are dynamic multicellular fascicles of spindle-like and aligned cells with mesenchymal properties, detected using ex vivo explants and in vivo intravital imaging. Their density correlates with tumor aggressiveness in genetically engineered mouse glioma models, and high-grade human gliomas. Oncostreams facilitate the intra-tumoral distribution of tumoral and non-tumoral cells, and the invasion of the normal brain. These fascicles are defined by a specific molecular signature that regulates their organization and function. Oncostreams structure and function depend on overexpression of COL1A1. COL1A1 is a central gene in the dynamic organization of glioma mesenchymal transformation, and a powerful regulator of glioma malignant behavior. Inhibition of COL1A1 eliminated oncostreams, reprogramed the malignant histopathological phenotype, reduced expression of the mesenchymal associated genes, induced changes in the tumor microenvironment and prolonged animal survival. Oncostreams represent a novel pathological marker of potential value for diagnosis, prognosis, and treatment.

Abstract Glioblastoma prefer de-novo purine synthesis while normal brain prefers resource-efficient salvage pathway. Mycophenolate mofetil (MMF) disrupts de-novo purine metabolism by inhibiting a key enzyme, IMPDH. The pre-clinical evidence of MMF improving radiation and temozolomide efficacy in glioblastoma models led to this first-in-human phase 0/1 trial (NCT04477200) to assess the tolerability of MMF with chemoradiation in glioblastoma, MPA accumulation, and purine synthesis inhibition in tumor. Tissues from eight phase 0 recurrent glioblastoma subjects, receiving MMF ranging 500-2000mg BID one-week pre-operatively, were analyzed using mass spectrometry. Both enhancing and non-enhancing tumor yielded &gt;1µM active drug metabolite, and the GTP/IMP ratio was decreased by 75% in enhancing tumor in MMF-treated patients compared to untreated controls (p=0.009). In phase 1 study, adult patients were given MMF ranging 1000-2000mg PO BID using TITE-CRM dosing. Twenty-one recurrent glioblastoma patients (target N=30) received MMF one-week prior to and concurrently with re-irradiation (40.5 Gy) with no dose-limiting toxicities (DLTs). Thirty newly diagnosed glioblastoma patients received MMF one-week prior to and concurrently with chemoradiation, followed by MMF one-day before and during 5 days of each adjuvant temozolomide cycles. In the newly diagnosed cohort, there was no DLT with temozolomide and MMF, however, with both temozolomide and radiation, there were five DLT instances noted at 2000mg BID (G3 hemiparesis, G3 cognitive disturbance, G3 fatigue, G4 thrombocytopenia x2): all were reversible. Interim phase 1 median overall-survival in recurrent MGMT-methylated and unmethylated subjects were 16.1 (N=10) and 6.1 (N=11) months, and in newly diagnosed subjects, 27.2 (N=8) and 14.2 months (N=22) respectively. Median follow ups were 7.4 (recurrent) and 23.2 months (new diagnosis). MMF combined with chemoradiation is reasonably well tolerated in glioblastoma patients with promising evidence of drug accumulation in glioblastoma, effective target engagement and inhibition of purine synthesis, leading to a recommended phase 2 dose of MMF 1500mg BID.

How cell metabolism regulates DNA repair is incompletely understood. Here, we define a GTP-mediated signaling cascade that links metabolism to DNA repair and has significant therapeutic implications. GTP, but not other nucleotides, regulates the activity of Rac1, a G protein, that promotes the dephosphorylation of serine 323 on Abl-interactor 1 (Abi-1) by protein phosphatase 5 (PP5). Dephosphorylated Abi-1, a protein previously not known to activate DNA repair, promotes non-homologous end joining. In patients and mouse models of glioblastoma, Rac1 and dephosphorylated Abi-1 mediate DNA repair and resistance to standard of care genotoxic treatments. The GTP-Rac1-PP5-Abi-1 signaling axis is not limited to brain cancer, as GTP supplementation promotes DNA repair and Abi-1-S323 dephosphorylation in non-malignant cells and protects mouse tissues from genotoxic insult. This unexpected ability of GTP to regulate DNA repair independently of deoxynucleotide pools has important implications for normal physiology and cancer treatment.

Abstract Purpose Glioblastoma (GBM) is a lethal disease characterized by inevitable recurrence. Here we investigate the molecular pathways mediating resistance, with the goal of identifying therapeutic opportunities to target this tumor. Experimental Design We developed a longitudinal in vivo recurrence model utilizing patient-derived explants to produce paired specimens (pre- and post-recurrence) following temozolomide(TMZ) and radiation(IR). These specimens were evaluated for treatment response and to identify gene expression pathways driving treatment resistance. Findings were clinically validated using spatial transcriptomics of human GBMs. Results These studies reveal in replicate cohorts, a gene expression profile characterized by upregulation of mesenchymal and stem-like genes at recurrence. Analyses of clinical databases revealed increased expression of this transcriptional profile to be significantly associated with worse median overall survival (248 days vs 430 days, p=0.0004), and upregulation of this profile at recurrence. Most notably, we identified upregulation of TGFβ signaling, and more than one-hundred-fold increase in THY1 levels at recurrence. Utilizing cell sorting, we observed that THY1-positive cells represented <10% of cells in the treatment-naïve tumors and 75-96% in the recurrent tumors. We then isolated THY1-positive cells from treatment-naïve patient samples and determined that they were inherently resistant to chemoradiation in orthotopic models. Additionally, using image-guided biopsies from treatment-naïve human GBM, we conducted spatial transcriptomic analyses. This revealed rare THY1 + regions characterized by mesenchymal/stem-like gene expression, analogous to our recurrent mouse model samples, which co-localized with macrophages within the perivascular niche. Since TGFβ signaling contributes to a mesenchymal/stem-like phenotype, we inhibited TGFβRI activity in vivo which resulted in decreased mesenchymal/stem-like protein levels, including THY1, and restored sensitivity to TMZ/IR in recurrent tumors. Conclusions These findings reveal that GBM recurrence may result from tumor repopulation by pre-existing, therapy-resistant, THY1-positive, mesenchymal/stem-like cells within the perivascular niche. Furthermore, our data demonstrate the promise of targeting upregulated pathways in resistant subclones as a novel mechanism to achieve therapeutic response, and specifically that THY1 expression may represent a biomarker of response to TGFβ inhibition.