A single sugar makes all the difference Antibodies are divided into several classes based on their nonvariable tail (Fc) domains. These regions interact with disparate immune cell receptors and complement proteins to help instruct distinct immune responses. The Fc domain of immunoglobulin G (IgG) antibodies contains a conserved N-linked glycan at position 297. However, the particular glycan used at this position is highly variable. IgG lacking core fucosylation at this position initiates enhanced antibody-dependent cellular cytotoxicity by increased affinity to the Fc receptor FcRIIIa. Larsen et al. report that COVID-19 patients with severe symptoms have increased levels of anti–severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) IgG afucosylation compared with patients with mild disease. These findings suggest that treatment of COVID-19 patients with fucosylated anti–SARS-CoV-2 antibodies may circumvent pathologies associated with severe COVID-19. Science , this issue p. eabc8378

Abstract IgG antibodies are crucial for protection against invading pathogens. A highly conserved N-linked glycan within the IgG-Fc-tail, essential for IgG function, shows variable composition in humans. Afucosylated IgG variants are already used in anti-cancer therapeutic antibodies for their elevated binding and killing activity through Fc receptors (FcγRIIIa). Here, we report that afucosylated IgG which are of minor abundance in humans (∼6% of total IgG) are specifically formed against surface epitopes of enveloped viruses after natural infections or immunization with attenuated viruses, while protein subunit immunization does not elicit this low fucose response. This can give beneficial strong responses, but can also go awry, resulting in a cytokine-storm and immune-mediated pathologies. In the case of COVID-19, the critically ill show aggravated afucosylated-IgG responses against the viral spike protein. In contrast, those clearing the infection unaided show higher fucosylation levels of the anti-spike protein IgG. Our findings indicate antibody glycosylation as a potential factor in inflammation and protection in enveloped virus infections including COVID-19.

Abstract In this study, we measured the kinase activity profiles of 32 pre-treatment tumour biopsies of HER2-positive breast cancer patients. The aim of this study was to assess the prognostic potential of kinase activity levels to identify potential mechanisms of resistance and to predict treatment success of HER2-targeted therapy combined with chemotherapy. Indeed, our system-wide kinase activity analysis, based on targeted mass spectrometry measurement of kinase activation loops, allowed us to link kinase activity to treatment response. Overall, high kinase activity in the HER2-pathway was associated with good treatment outcome. Furthermore, we found eleven kinases differentially regulated between treatment outcome groups. Amongst those, well-known players in therapy resistance were found, such as p38a, ERK and FAK, as well as a potential new player in drug resistance, namely MARK. Lastly, we defined an optimal signature of four kinases in a multiple logistic regression diagnostic test for prediction of treatment outcome (AUC=0.926). This kinase signature showed high sensitivity and specificity, indicating its potential as predictive biomarker for treatment success of HER2-targeted therapy.

ABSTRACT Glioblastoma is the deadliest brain cancer. One of the main reasons for poor outcome resides in therapy resistance, which adds additional challenges in finding an effective treatment. Small protein kinase inhibitors are molecules that have become widely studied for cancer treatments, including glioblastoma. However, none of these drugs have demonstrated a therapeutic activity or brought more benefit compared to the current standard procedure in clinical trials. Hence, understanding the reasons of the limited efficacy and drug resistance is valuable to develop more effective strategies toward the future. To gain novel insights into the method of action and drug resistance in glioblastoma, we established in parallel two patient-derived glioblastoma 2D and 3D organotypic multicellular spheroids models, and exposed them to a prolonged treatment of three weeks with temozolomide or either the two small protein kinase inhibitors enzastaurin and imatinib. We coupled the phenotypic evidence of cytotoxicity, proliferation, and migration to a novel kinase activity profiling platform (QuantaKinome™) that measured the activities of the intracellular network of kinases affected by the drug treatments. The results revealed a heterogeneous inter-patient phenotypic and molecular response to the different drugs. In general, small differences in kinase activation were observed, suggesting an intrinsic low influence of the drugs to the fundamental cellular processes like proliferation and migration. The pathway analysis indicated that many of the endogenously detected kinases were associated with the ErbB signaling pathway. We showed the intertumoral variability in drug responses, both in terms of efficacy and resistance, indicating the importance of pursuing a more personalized approach. In addition, we observed the influence derived from the application of 2D or 3D models in in vitro studies of kinases involved in the ErbB signaling pathway. We identified in one 3D sample a new resistance mechanism derived from imatinib treatment that results in a more invasive behavior. The present study applied a new approach to detect unique and specific drug effects associated with pathways in in vitro screening of compounds, to foster future drug development strategies for clinical research in glioblastoma.

ABSTRACT Fc gamma receptors (FcγR) translate antigen-recognition by immunoglobulin G (IgG) into various immune responses. A better understanding of this key element of immunity promises novel insights into mechanisms of (auto-/allo-)immune diseases and more rationally designed antibody-based drugs. Glycosylation on both IgG and FcγR impacts their interaction dramatically. In this study, we developed a straightforward and comprehensive analytical methodology to map FcγRIIIb glycosylation from primary human material. In contrast to recently published alternatives, we assessed all glycosylation sites in a single LC-MS/MS run and simultaneously determined the donor allotype. Studying FcγRIIIb derived from healthy donor neutrophils, we observed profound differences as compared to the soluble variant and the homologous FcγRIIIa on natural killer cells. This method will allow assessment of FcγRIII glycosylation differences between individuals, cell types, subcellular locations and pathophysiological conditions.