Abstract Background As knowledge of mechanisms that drive the development of cancer grows, there has been corresponding growth in therapies specific to a mechanism. While these therapies show improvements in patient outcomes, they can be expensive and are effective only for a subset of patients. These treatments drive interest in research focused on the assignment of cancer therapies based on aberrations in individual genes or biomarkers that assess the broader mutational landscape, including microsatellite instability (MSI) and tumor mutational burden (TMB). Methods Here we describe the TruSight™ Oncology 500 (TSO500; Research Use Only) bioinformatics workflow. This tumor-only approach leverages the next-generation sequencing-based assay TSO500 to enable high fidelity determination of DNA variants across 523 cancer-relevant genes, as well as MSI status and TMB in formalin-fixed paraffin-embedded (FFPE) samples. Results The TSO500 bioinformatic workflow integrates unique molecular identifier (UMI)-based error correction and a dual approach variant filtering strategy that combines statistical modeling of error rates and database annotations to achieve detection of variants with allele frequency approaching 5% with 99.9998% per base specificity and 99% sensitivity in FFPE samples representing a variety of tumor types. TMB determined using the tumor-only workflow of TSO500 correlated well with tumor-normal (N =170, adjusted R 2 =0.9945) and whole-exome sequencing (N=108, adjusted R 2 =0.933). Similarly, MSI status determined by TSO500 showed agreement (N=106, 98% agreement) with a MSI-PCR assay. Conclusion TSO500 is an accurate tumor-only workflow that enables researchers to systematically characterize tumors and identify the next generation of clinical biomarkers.

Abstract The spread of SARS-CoV-2 virus in the ongoing global pandemics has led to infections of millions of people and losses of many lives. The rapid, accurate and convenient SARS-CoV-2 virus detection is crucial for controlling and stopping the pandemics. Diagnosis of patients in the early stage infection are so far limited to viral nucleic acid or antigen detection in human nasopharyngeal swab or saliva samples. Here we developed a method for rapid and direct optical measurement of SARS-CoV-2 virus particles in one step nearly without any sample preparation using a spike protein specific nanoplasmonic resonance sensor. We demonstrate that we can detect as few as 30 virus particles in one step within 15 minutes and can quantify the virus concentration linearly in the range of 10 3 vp/ml to 10 6 vp/ml. Measurements shown on both generic microplate reader and a handheld smartphone connected device suggest that our low-cost and rapid detection method may be adopted quickly under both regular clinical environment and resource-limited settings.

Abstract Cancer cachexia is one of the most common causes of death among cancer patients, no effective anti-cachectic treatment is currently available. In experimental cachectic models, aberrant activation of STAT3 in skeletal muscle has been found to contribute to muscle wasting. However, its clinical association, the factors regulating STAT3 activation, and the molecular mechanisms of STAT3-induced muscle atrophy in cancer cachexia remain incompletely understood. Here, we show that an enhanced interaction between STAT3 and HSP90, which causes the persistent STAT3 activation in the skeletal muscle of cancer cachexia patients, is the crucial event for the development of cachectic muscle wasting. Administration of HSP90 inhibitors alleviated the muscle wasting in C26 tumor-bearing cachetic mice model or C26 conditional medium induced C2C12 myotube atrophy. A mechanistic study indicated that in cachectic skeletal muscle, prolonged STAT3 activation triggered muscle wasting in a FOXO1-dependent manner, STAT3 activated FOXO1 by binding directly to its promoter. Our results provide key insights into the role of the HSP90/STAT3/FOXO1 axis in cachectic muscle wasting, which shows promising therapeutic potential as a target for the treatment of cancer cachexia.

Abstract Isocitrate dehydrogenase 3 (IDH3), a key enzyme in mitochondrial tricarboxylic acid (TCA) cycle, catalyzes the decarboxylation of isocitrate into α-ketoglutarate (αKG), converting NAD + into NADH. We have found that IDH3 β subunit (IDH3B) is essential for IDH3 activity in multiple tissues. Loss of Idh3b in mice causes substantial accumulation of the isocitrate and its precursors in the TCA cycle, particularly in the testes, whereas the levels of the downstream metabolites remain unchanged or slightly increased. The Idh3b -knockout (KO) mice have normal visual function without retinal degeneration. However, the male KO mice are infertile. Loss of Idh3b causes energetic deficit and disrupts the biogenesis of acrosome and flagellum, resulting in spermiogenesis arrestment in sperm cells. Together, we demonstrate IDH3B controls its substrate levels in the TCA cycle and it is required for sperm mitochondrial metabolism and spermiogenesis, highlighting the importance of the tissue-specific function of the ubiquitous TCA cycle.

Innate immune evasion, which allows viruses to escape cellular detection, remains enigmatic. The NS1 protein of influenza B virus (NS1B) suppresses the host innate immune response to infection. Here, integrative structural biology studies revealed previously unrecognized blunt-end dsRNA binding by the NS1B C-terminal domain (NS1B-CTD), in which conserved basic groups interact with 5′-triphosphorylated double-stranded RNA (5′ppp-dsRNA), analogous to complexes formed by retinoic acid-inducible gene I (RIG-I). NS1B-CTD preferentially binds 5′ppp-dsRNA, the primary pathogen-associated feature that activates RIG-I. NS1B-CTD competition with RIG-I for 5′ppp-dsRNA suppresses activation of RIG-I9s ATPase activity that otherwise initiates interferon synthesis. The NS1B N-terminal RNA-binding domain lacks such 5′ppp-dsRNA end preferences. In cells infected with influenza B virus RIG-I activation is inhibited. However, RIG-I activation and the resulting phosphorylation of transcription factor IRF-3 are not inhibited in cells infected with a mutant virus encoding NS1B with a CTD R208A substitution that eliminates 5′ppp-dsRNA binding. We conclude that NS1B binds 5′ppp-dsRNA to inhibit the RIG-I innate immune response during influenza B virus infection.

Abstract The coronavirus induced disease 19 (COVID-19) caused by the severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) has become a worldwide threat to human lives, and neutralizing antibodies present a great therapeutic potential in curing affected patients. We purified more than one thousand memory B cells specific to SARS-CoV-2 S1 or RBD (receptor binding domain) antigens from 11 convalescent COVID-19 patients, and a total of 729 naturally paired heavy and light chain fragments were obtained by single B cell cloning technology. Among these, 178 recombinant monoclonal antibodies were tested positive for antigen binding, and the top 13 binders with K d below 0.5 nM are all RBD binders. Importantly, all these 13 antibodies could block pseudoviral entry into HEK293T cells overexpressing ACE2, with the best ones showing IC50s around 2-3 nM. We further identified 8 neutralizing antibodies against authentic virus with IC50s within 10 nM. Among these, 414-1 blocked authentic viral entry at IC50 of 1.75 nM and in combination with 105-38 could achieve IC50 as low as 0.45 nM. Meanwhile, we also found that 3 antibodies could cross-react with the SARS-CoV spike protein. Altogether, our study provided a panel of potent human neutralizing antibodies for COVID19 as therapeutics candidates for further development.