Remifentanil (GI87084B) is a new short-acting opioid with a unique ester structure. Metabolism of remifentanil by ester hydrolysis results in very rapid elimination. The aim of this study was to characterize in detail the pharmacokinetic profile of remifentanil in healthy male volunteers.Ten healthy adult male volunteers received a zero-order infusion of remifentanil at doses ranging from 1 to 8 micrograms.kg-1.min-1 for 20 min. Frequent arterial blood samples were drawn and analyzed by gas chromatographic mass spectroscopy to determine the remifentanil blood concentrations. The raw pharmacokinetic data were analyzed using three different parametric compartmental modeling methods (traditional two-stage, naive pooled data, and NONMEM). The raw pharmacokinetic data also were analyzed using numeric deconvolution and a nonparametric moment technique. A computer simulation using hte pharmacokinetic parameters of the NONMEM compartmental model was performed to provide a more intuitively meaningful and clinically relevant description of the pharmacokinetics. The simulation estimated the time necessary to achieve a 50% decrease in remifentanil concentration after a variable-length infusion.For each parametric method, a three-compartment mamillary model that accurately describes remifentanil's concentration decay curve was constructed. The NONMEM analysis population pharmacokinetic parameters included a central clearance of 2.8 l/min, a volume of distribution at steady state of 32.8 l, and a terminal half-life of 48 min. The mean results of the nonparametric moment analysis included a clearance of 2.9 l/min, a volume of distribution at steady state of 31.8 l, and a mean residence time of 10.9 min. The computer simulation revealed the strikingly unique pharmacokinetic profile of remifentanil compared to that of the currently available fentanyl family of opioids.Remifentanil is a new, short-acting opioid with promising clinical potential in anesthesiology.

In the present study, we used positron emission tomography to investigate changes in regional cerebral blood flow (rCBF) during a general anesthetic infusion set to produce a gradual transition from the awake state to unconsciousness. Five right-handed human volunteers participated in the study. They were given propofol with a computer-controlled infusion pump to achieve three stable levels of plasma concentrations corresponding to mild sedation, deep sedation, and unconsciousness, the latter defined as unresponsiveness to verbal commands. During awake baseline and each of the three levels of sedation, two scans were acquired after injection of an H215O bolus. Global as well as regional CBF were determined and correlated with propofol concentrations. In addition, blood flow changes in the thalamus were correlated with those of the entire scanned volume to determine areas of coordinated changes. In addition to a generalized decrease in global CBF, large regional decreases in CBF occurred bilaterally in the medial thalamus, the cuneus and precuneus, and the posterior cingulate, orbitofrontal, and right angular gyri. Furthermore, a significant covariation between the thalamic and midbrain blood flow changes was observed, suggesting a close functional relationship between the two structures. We suggest that, at the concentrations attained, propofol preferentially decreases rCBF in brain regions previously implicated in the regulation of arousal, performance of associative functions, and autonomic control. Our data support the hypothesis that anesthetics induce behavioral changes via a preferential, concentration-dependent effect on specific neuronal networks rather than through a nonspecific, generalized effect on the brain.

Nada Jabado and colleagues report identification of gain-of-function mutations in ACVR1, which encodes activin A receptor type I, in midline pediatric high-grade astrocytomas. Pediatric midline high-grade astrocytomas (mHGAs) are incurable with few treatment targets identified. Most tumors harbor mutations encoding p.Lys27Met in histone H3 variants. In 40 treatment-naive mHGAs, 39 analyzed by whole-exome sequencing, we find additional somatic mutations specific to tumor location. Gain-of-function mutations in ACVR1 occur in tumors of the pons in conjunction with histone H3.1 p.Lys27Met substitution, whereas FGFR1 mutations or fusions occur in thalamic tumors associated with histone H3.3 p.Lys27Met substitution. Hyperactivation of the bone morphogenetic protein (BMP)-ACVR1 developmental pathway in mHGAs harboring ACVR1 mutations led to increased levels of phosphorylated SMAD1, SMAD5 and SMAD8 and upregulation of BMP downstream early-response genes in tumor cells. Global DNA methylation profiles were significantly associated with the p.Lys27Met alteration, regardless of the mutant histone H3 variant and irrespective of tumor location, supporting the role of this substitution in driving the epigenetic phenotype. This work considerably expands the number of potential treatment targets and further justifies pretreatment biopsy in pediatric mHGA as a means to orient therapeutic efforts in this disease.

Abstract Background Lung cancer is a leading cause of death partially due to high recurrence rates after surgical resection. Clinical data suggest that post-operative infections may increase the risk of recurrence. Our previous work indicated that increased adhesion of circulating tumors in the context of infection is partially responsible for this phenotype. However, cancer metastasis is a multi-step process, and it is likely that other events following tumor adhesion also play a role. Methods In vivo intrasplenic injection of murine lung cancer cells into wild type (WT) and Toll-like receptor 4 knockout (TLR4 -/- ) mice followed by cecal-ligation and puncture (CLP) as a model of post-operative infection or sham surgery were used. H&E staining and immunohistochemistry analysis of Ki67+ cells in the livers of those mice were performed. In vitro proliferation assays were performed on human lung cancer cells using combinations of TLR blockade. Results We found a 5-fold increase in hepatic metastases in WT CLP mice compared to WT sham mice. TLR4 -/- CLP mice had a significant decreased tumor burden compared to WT CLP mice. This indicated an important mechanistic role for the TLR4-initiated host response to gram negative infection post-tumor cell adhesion. By analyzing the livers of those mice, we observed an increase in proliferation of tumor micrometastases in vivo in WT CLP mice as compared to WT sham mice. Here again, CLP TLR4 -/- mice had significantly fewer replicating micrometastases than CLP WT mice. Indeed, we found that direct stimulation of lung cancer cells with heat-inactivated E . Coli resulted in increased proliferation of tumor growth in vitro . These effects were partially abrogated by tumor TLR4 blockade; combined TLR2, 4 and 5 blockades led to a more prominent decrease. Conditioned media from bronchoalveolar epithelial cells treated with lipopolysaccharide lead to increased lung cancer proliferation; these changes were reversed with TLR blockade, indicating that the host response to infection is TLR mediated. Conclusions Overall, these results imply a more complex mechanistic role of post-operative infection in metastasis. From a clinical standpoint, this evidence strengthens the case for the use of TLR blockade as a potential therapeutic target in the prevention of metastasis.

Abstract Despite medical interventions and several approved vaccines, the COVID-19 pandemic is continuing into its third year. Recent publications have explored single-dose intranasal (i.n.) adenovirus-based vaccines as an effective strategy for curbing SARS-CoV-2 in naïve animal models. However, the effects of prior immunizations and infections have yet to be considered within these models. Here, we investigate the immunomodulatory effects of Mycobacterium bovis BCG pre-immunization on a subsequent S-protein expressing i.n. Ad vaccination, termed Ad(Spike). We found that Ad(Spike) alone conferred long-term protection from severe SARS-CoV-2 pathology within a mouse model, yet it was unable to limit initial infection 6 months post-vaccination. While i.n. Ad(Spike) retains some protective effect after 6 months, a single administration of BCG-Danish prior to Ad(Spike) vaccination potentiates its ability to control viral replication of the B.1.351 SARS-CoV-2 variant within the respiratory tract. Though BCG-Danish had no effect on the ability of Ad(Spike) to generate and maintain humoral immunity, it promoted the generation of cytotoxic and Th1 responses over suppressive FoxP3 + T REG cells in the lungs of infected mice. These data demonstrate a novel vaccination strategy that may prove useful in limiting future viral pandemics by potentiating the long-term efficacy of next generation mucosal vaccines within the context of the safe and widely distributed BCG vaccine. One sentence summary BCG enhances anti-SARS-CoV-2 immunity and protection afforded by a novel adenovirus-vectored vaccine.

Gastric cancer is common globally and has a generally poor prognosis with a low 5-year survival rate. Targeted therapies and immunotherapies have improved the treatment landscape, providing more options for efficacious treatment. The use of these therapies requires predictive biomarker testing to identify patients who can benefit from their use. New therapies on the horizon, such as CLDN18.2 monoclonal antibody therapy, require laboratories to implement new biomarker tests. A multidisciplinary pan-Canadian expert working group was convened to develop guidance for pathologists and oncologists on the implementation of CLDN18.2 IHC testing for gastric and gastroesophageal junction (G/GEJ) adenocarcinoma in Canada, as well as general recommendations to optimize predictive biomarker testing in G/GEJ adenocarcinoma. The expert working group recommendations highlight the importance of reflex testing for HER2, MMR and/or MSI, CLDN18, and PD-L1 in all patients at first diagnosis of G/GEJ adenocarcinoma. Testing for NTRK fusions may also be included in reflex testing or requested by the treating clinician when third-line therapy is being considered. The expert working group also made recommendations for pre-analytic, analytic, and post-analytic considerations for predictive biomarker testing in G/GEJ adenocarcinoma. Implementation of these recommendations will provide medical oncologists with accurate, timely biomarker results to use for treatment decision-making.

2515 Background: Immunotherapeutic agents are now being investigated for treating earlier-stage cancers. Radiographic assessment by RECIST, widely used to assess treatment response in clinical trials for advanced cancers, has limitations in the neoadjuvant setting; and pathologic response assessment is increasingly being used as a primary and/or secondary endpoint. To that end, a pan-tumor scoring system for assessing pathologic response was developed (1,2). This scoring system allows for the quantitative assessment of residual viable tumor (RVT) in multiple locations: i.e. primary and lymph node (LN) or distant metastases, akin to RECIST. %RVT scored using this system been associated with patient outcomes after treatment with anti-PD-1-based therapies. Additionally, %RVT in LN has been shown to have additive value to %RVT in the primary tumor when predicting patient survival (3). As a result, pathologists are now being asked to score pathologic response in the primary tumor and LN as a part of ongoing clinical trials and routine clinical care. Here, we evaluated the reproducibility of %RVT scoring using pan-tumor immune-related pathologic response criteria (irPRC). Methods: A multi-institutional, international study led by the Society for Immunotherapy of Cancer was initiated to assess the concordance of pathologic response assessment in resection specimens from patients treated with anti-PD-1-based therapies. Online lecture-based modules for irPRC scoring were developed, and 14 pathologists from multiple institutions, including academic and industry partners, were trained to score H&E-stained slides. The pathologists have scored n=37 pathology cases from resection specimens and on-treatment biopsies from >10 different tumor types, in part derived from phase II/III clinical trials. %RVT in the primary tumor and LN from patient specimens were scored separately (total of n=374 slides scored by each pathologist). Results: At the first interim analysis, scoring of pathologic response using irPRC was shown to be highly reproducible, irrespective of disease location (i.e. primary tumor vs lymph node metastasis). The second half of the study is nearing completion, and these reproducibility numbers will be finalized and presented in the final abstract. Extended analyses will also be presented that include subset analyses by tumor type. Conclusions: The results will be interpreted and presented in the context of the larger field for pathologic response assessment. A post-study survey completed by the participating pathologists will be used to refine irPRC training materials prior to dissemination to the wider immuno-oncology community. 1. Cottrell et al. Ann Oncol2018. 2. Stein et al. Clin Can Res 2020. 3. Deutsch, et al. Nat Med 2023.

Pulmonary blastoma is a rare, biphasic, adult-onset lung tumor. In this study, we investigate whether DICER1 pathogenic variants are a feature of pulmonary blastomas through in-depth analysis of the molecular events defining them.

e20083 Background: While immunohistochemistry (IHC) slides are commonly used to assess the presence of actionable biomarkers, the recent advances in artificial intelligence (AI) focus exclusively on hematoxylin and eosin (H&E) slides. Nonetheless, many IHC slides, potentially rich in prognostic information, remain underexplored for risk stratification and outcome prediction. Our study aims to assess the complementarity of H&E and IHC slides through the development of a multimodal prognostic AI model for lung adenocarcinoma patients. Methods: We collected 1 H&E slide, 8 IHC slides (PD-L1, FOXP3, HELA2, CD3, CD4, CD8, CD163, KI67), and 2 double-stained slides (PDL1-CD163 and CD3-CD163) from 245 resected patients with lung adenocarcinoma at two different hospitals (median OS = 54.0 months [11.3 - 138.0]). Patients underwent various adjuvant treatments (chemotherapy n=92; immunotherapy n=4; other n=36; no treatment n=152). We cross-validated 11 AI models (one model per staining) to predict overall survival in these patients. We used Harell’s C-index and the 70-month cumulative AUC to evaluate the performance of our models. To assess their stratification power, each model’s predictions were split into high-risk and low-risk populations to compute a Hazard Ratio and a log-rank test p-value. Subsequently, a Cox proportional hazards model aggregated the predictions of the 11 models to compute a final risk score. We performed a grid search to find the combination of markers yielding the highest C-index. We calculated the hazard ratios to determine each biomarker's predictive value. Results: The H&E model was the best unimodal model, with a C-index of 0.69 [0.67 - 0.71]. The best-performing multivariate model was obtained by combining the risk scores from univariate models in a Cox regression using H&E, CD8, PD-L1, HELA2, and FOXP3 slides, reaching a C-index of 0.71 [0.69 - 0.73] (Table). We found that the predictions from H&E (HR = 1.39; P = 0.03) and PD-L1 (HR = 1.17; P = 0.04) were significantly associated with survival. Conclusions: By significantly improving patient stratification with non-metastatic lung adenocarcinoma, our multivariate model proves that some IHC markers contain complementary proteomic information to H&E slides. Consequently, this study paves the way for developing more comprehensive risk assessment tools from H&E and IHC stainings. [Table: see text]

Background: Arsenic is a naturally occurring toxicant and industrial byproduct with significant health risks. Globally, millions of people are exposed to arsenic concentrations that exceed the World Health Organization's recommended limit of 10 μg/L. Chronic arsenic exposure is linked to an increased risk of chronic kidney disease (CKD); however, the effects of arsenic exposure on kidney development remain unclear. Eukaryotes methylate inorganic arsenic (iAsIII) using the enzyme arsenic 3 methyltransferase (As3mt), that converts it to methylated intermediates, mono and dimethyl arsonous acid (MMAIII and DMAIII), and mono and dimethyl arsonic acid (MMAV and DMAV). We hypothesized that arsenicals exposure during mouse kidney development impairs nephron formation. Methods: Cultured mouse embryonic kidney explants were treated with inorganic arsenite (iAsIII), MMAIII, MMAV, and DMAV. Female mice harboring a humanized version of AS3MT and wild-type mice with murine As3mt were exposed to iAsIII throughout gestation and weaning and their offspring were analyzed for kidney defects. Results: Inorganic arsenic, iAsIII (200 μ/L), inhibited ureteric bud branching morphogenesis and growth of mouse kidneys at embryonic day 11.5 (E11.5) and E12.5, but not at E13.5. MMAIII, but not MMAV or DMAV, impaired ureteric bud branching and kidney explant growth. Additionally, iAsIII exposure increased apoptosis in the metanephric mesenchyme of E11.5 explants and decreased Gdnf transcription, which may explain the impairment in ureteric bud branching. Humanized mouse pups exposed to 200 μ/L iAsIII in utero, showed a 20% reduction in kidney weight normalized to body weight and a 28% reduction in nephron number, compared to kidneys of wild-type mice. Conclusion: Exposure to arsenicals during embryonic development impairs ureteric bud branching morphogenesis and decreases nephron endowment, which may predispose to CKD in adulthood.