Secreted membrane‐enclosed vesicles, collectively called extracellular vesicles (EVs), which include exosomes, ectosomes, microvesicles, microparticles, apoptotic bodies and other EV subsets, encompass a very rapidly growing scientific field in biology and medicine. Importantly, it is currently technically challenging to obtain a totally pure EV fraction free from non‐vesicular components for functional studies, and therefore there is a need to establish guidelines for analyses of these vesicles and reporting of scientific studies on EV biology. Here, the International Society for Extracellular Vesicles (ISEV) provides researchers with a minimal set of biochemical, biophysical and functional standards that should be used to attribute any specific biological cargo or functions to EVs.

Extracellular vesicles (EVs), such as exosomes and microvesicles, are released by different cell types and participate in physiological and pathophysiological processes. EVs mediate intercellular communication as cell‐derived extracellular signalling organelles that transmit specific information from their cell of origin to their target cells. As a result of these properties, EVs of defined cell types may serve as novel tools for various therapeutic approaches, including (a) anti‐tumour therapy, (b) pathogen vaccination, (c) immune‐modulatory and regenerative therapies and (d) drug delivery. The translation of EVs into clinical therapies requires the categorization of EV‐based therapeutics in compliance with existing regulatory frameworks. As the classification defines subsequent requirements for manufacturing, quality control and clinical investigation, it is of major importance to define whether EVs are considered the active drug components or primarily serve as drug delivery vehicles. For an effective and particularly safe translation of EV‐based therapies into clinical practice, a high level of cooperation between researchers, clinicians and competent authorities is essential. In this position statement, basic and clinical scientists, as members of the International Society for Extracellular Vesicles (ISEV) and of the European Cooperation in Science and Technology (COST) program of the European Union, namely European Network on Microvesicles and Exosomes in Health and Disease (ME‐HaD), summarize recent developments and the current knowledge of EV‐based therapies. Aspects of safety and regulatory requirements that must be considered for pharmaceutical manufacturing and clinical application are highlighted. Production and quality control processes are discussed. Strategies to promote the therapeutic application of EVs in future clinical studies are addressed.

In the light of advances in computerized tomography (CT), we have retrospectively evaluated the assumptions that underlie the radiation therapy of glioblastoma: (1) No neuroradiologic technique provides an accurate delineation of tumor bulk and location, (2) glioblastoma is commonly multicentric, and (3) a major source of therapeutic failure is recurrence beyond radiotherapy fields. CT scans, performed on glioblastoma patients within 2 months of postmortem examination, defined both gross and microscopic tumor extent (within a 2-cm margin) in all but 6 of 35 patients evaluated. The major source of error was subependymal spread (four patients). Multicentricity occurred in only 4% of untreated and 6% of treated (radiotherapy with or without chemotherapy) patients. All multicentric lesions were identified on CT scans. Serial CT scans on 42 patients revealed that glioblastoma recurred within a 2-cm margin of the primary site in 90%. Occurrences outside this margin were accurately delineated by CT in all instances. Because most patients show recurrence within or in close proximity to the original site, current radiation doses would appear to be inadequate for therapy of the primary tumor. CT scan accuracy may permit smaller-field and higher-dose irradiation therapy for glioblastoma.

PURPOSE: To assess the utility of magnetic resonance (MR) cerebral blood volume (CBV) maps in the evaluation of gliomas. MATERIALS AND METHODS: CBV maps from 19 patients with histologically proved gliomas were calculated from dynamic MR image sets acquired with echo-planar spin-echo imaging after intravenous injection of gadolinium-based contrast material. RESULTS: The maximum CBV varied from 0.82 to 5.40 in the high-grade group (n = 13) and from 1.01 to 1.21 in the low-grade group (n = 6). The difference was statistically significant. Maximum CBV was associated with mitotic activity and vascularity, but not with cellular atypia, endothelial proliferation, necrosis, or cellularity. CONCLUSION: MR CBV maps provided diagnostic information not available with conventional MR imaging in six cases and offers a functional parameter for assessing glioma grade and regions of focal activity.

Cancer cells shed large numbers of small, membrane-bound microvesicles (MVs) into the circulation, which have diagnostic potential but have proved difficult to analyze in a point-of-care setting. Huilin Shao and colleagues have developed a microfluidic chip with an integrated NMR detection system for the rapid profiling of circulating MVs directly from blood samples of patients with glioblastoma. The system was used to distinguish cancer cell–derived MVs from host cell–derived MVs and to measure treatment effects in vivo. Glioblastomas shed large quantities of small, membrane-bound microvesicles into the circulation. Although these hold promise as potential biomarkers of therapeutic response, their identification and quantification remain challenging. Here, we describe a highly sensitive and rapid analytical technique for profiling circulating microvesicles directly from blood samples of patients with glioblastoma. Microvesicles, introduced onto a dedicated microfluidic chip, are labeled with target-specific magnetic nanoparticles and detected by a miniaturized nuclear magnetic resonance system. Compared with current methods, this integrated system has a much higher detection sensitivity and can differentiate glioblastoma multiforme (GBM) microvesicles from nontumor host cell–derived microvesicles. We also show that circulating GBM microvesicles can be used to analyze primary tumor mutations and as a predictive metric of treatment-induced changes. This platform could provide both an early indicator of drug efficacy and a potential molecular stratifier for human clinical trials.

Abstract Real-time monitoring of drug efficacy in glioblastoma multiforme (GBM) is a major clinical problem as serial re-biopsy of primary tumours is often not a clinical option. MGMT (O 6 -methylguanine DNA methyltransferase) and APNG (alkylpurine-DNA-N-glycosylase) are key enzymes capable of repairing temozolomide-induced DNA damages and their levels in tissue are inversely related to treatment efficacy. Yet, serial clinical analysis remains difficult, and, when done, primarily relies on promoter methylation studies of tumour biopsy material at the time of initial surgery. Here we present a microfluidic chip to analyse mRNA levels of MGMT and APNG in enriched tumour exosomes obtained from blood. We show that exosomal mRNA levels of these enzymes correlate well with levels found in parental cells and that levels change considerably during treatment of seven patients. We propose that if validated on a larger cohort of patients, the method may be used to predict drug response in GBM patients.

Purpose: A multicenter, phase II study of single-agent, intravenous methotrexate in newly diagnosed non-AIDS-related primary CNS lymphoma was conducted in the New Approaches to Brain Tumor Therapy (NABTT) CNS Consortium. Methods: Methotrexate (8 g/m 2 ) was initially administered every 2 weeks. The primary end point was radiographic CR or PR, as defined by standard radiographic criteria, and secondary end points were survival and drug-related toxicity. Results: Twenty-five patients were enrolled with a mean age of 60 years and median Karnofsky Performance Score of 80. Three of 14 patients who underwent lumbar puncture had malignant cells on CSF cytopathology, and five of 25 patients had ocular involvement. Two patients could not be evaluated for the primary end point because of the absence of measurable disease in one and death before radiologic imaging in another. All patients have completed the treatment program or progressed. Among 23 patients, there were 12 CR (52%), five PR (22%), one (4%) with stable disease, and five progressions (22%) while on therapy. Seven patients died of tumor progression, and two died of other causes. Median progression-free survival was 12.8 months. Median overall survival for the entire group had not been reached at 22.8+ months. The toxicity of this regimen was modest, with no grade 3 or 4 toxicity in 13 of 25 patients, grade 3 toxicity in eight of 25 patients, and grade 4 toxicity in four of 25 patients after 287 cycles of chemotherapy. Conclusion: These results indicate that high-dose methotrexate is associated with modest toxicity and a radiographic response proportion (74%) comparable to more toxic regimens.

Purpose Glioblastoma is an incurable solid tumor characterized by increased expression of vascular endothelial growth factor (VEGF). We performed a phase II study of cediranib in patients with recurrent glioblastoma. Methods Cediranib, an oral pan-VEGF receptor tyrosine kinase inhibitor, was administered (45 mg/d) until progression or unacceptable toxicity to patients with recurrent glioblastoma. The primary end point was the proportion of patients alive and progression free at 6 months (APF6). We performed magnetic resonance imaging (MRI) and plasma and urinary biomarker evaluations at multiple time points. Results Thirty-one patients with recurrent glioblastoma were accrued. APF6 after cediranib was 25.8%. Radiographic partial responses were observed by MRI in 17 (56.7%) of 30 evaluable patients using three-dimensional measurements and in eight (27%) of 30 evaluable patients using two-dimensional measurements. For the 15 patients who entered the study taking corticosteroids, the dose was reduced (n = 10) or discontinued (n = 5). Toxicities were manageable. Grade 3/4 toxicities included hypertension (four of 31; 12.9%); diarrhea (two of 31; 6.4%); and fatigue (six of 31; 19.4%). Fifteen (48.4%) of 31 patients required at least one dose reduction and 15 patients required temporary drug interruptions due to toxicity. Drug interruptions were not associated with outcome. Changes in plasma placental growth factor, basic fibroblast growth factor, matrix metalloproteinase (MMP) -2, soluble VEGF receptor 1, stromal cell–derived factor-1α, and soluble Tek/Tie2 receptor and in urinary MMP-9/neutrophil gelatinase-associated lipocalin activity after cediranib were associated with radiographic response or survival. Conclusion Cediranib monotherapy for recurrent glioblastoma is associated with encouraging proportions of radiographic response, 6-month progression-free survival, and a steroid-sparing effect with manageable toxicity. We identified early changes in circulating molecules as potential biomarkers of response to cediranib. The efficacy of cediranib and the predictive value of these candidate biomarkers will be explored in prospective trials.

Purpose One third of women with advanced human epidermal growth factor receptor 2 (HER-2)–positive breast cancer develop brain metastases; a subset progress in the CNS despite standard approaches. Medical therapies for refractory brain metastases are neither well-studied nor established. We evaluated the safety and efficacy of lapatinib, an oral inhibitor of epidermal growth factor receptor (EGFR) and HER-2, in patients with HER-2–positive brain metastases. Patients and Methods Patients had HER-2–positive breast cancer, progressive brain metastases, prior trastuzumab treatment, and at least one measurable metastatic brain lesion. Patients received lapatinib 750 mg orally twice a day. Tumor response was assessed by magnetic resonance imaging every 8 weeks. The primary end point was objective response (complete response [CR] plus partial response [PR]) in the CNS by Response Evaluation Criteria in Solid Tumors (RECIST). Secondary end points included objective response in non-CNS sites, time to progression, overall survival, and toxicity. Results Thirty-nine patients were enrolled. All patients had developed brain metastases while receiving trastuzumab; 37 had progressed after prior radiation. One patient achieved a PR in the brain by RECIST (objective response rate 2.6%, 95% conditional CI, 0.21% to 26%). Seven patients (18%) were progression free in both CNS and non-CNS sites at 16 weeks. Exploratory analyses identified additional patients with some degree of volumetric reduction in brain tumor burden. The most common adverse events (AEs) were diarrhea (grade 3, 21%) and fatigue (grade 3, 15%). Conclusion The study did not meet the predefined criteria for antitumor activity in highly refractory patients with HER-2–positive brain metastases. Because of the volumetric changes observed in our exploratory analysis, further studies are underway utilizing volumetric changes as a primary end point.

Tumor-released RNA may mediate intercellular communication and serve as biomarkers. Here we develop a protocol enabling quantitative, minimally biased analysis of extracellular RNAs (exRNAs) associated with microvesicles, exosomes (collectively called EVs), and ribonucleoproteins (RNPs). The exRNA complexes isolated from patient-derived glioma stem-like cultures exhibit distinct compositions, with microvesicles most closely reflecting cellular transcriptome. exRNA is enriched in small ncRNAs, such as miRNAs in exosomes, and precisely processed tRNA and Y RNA fragments in EVs and exRNPs. EV-enclosed mRNAs are mostly fragmented, and UTRs enriched; nevertheless, some full-length mRNAs are present. Overall, there is less than one copy of non-rRNA per EV. Our results suggest that massive EV/exRNA uptake would be required to ensure functional impact of transferred RNA on brain recipient cells and predict the most impactful miRNAs in such conditions. This study also provides a catalog of diverse exRNAs useful for biomarker discovery and validates its feasibility on cerebrospinal fluid.