Rationale: Airway remodeling in asthma is associated with the accumulation of fibroblasts, the primary cell responsible for synthesis and secretion of extracellular matrix proteins. The process by which the number of fibroblasts increases in asthma is poorly understood, but epithelial–mesenchymal transition (EMT) may play a significant role.Objectives: To evaluate whether EMT occurs in primary airway epithelial cells (AECs), the mechanisms involved, and if this process is altered in asthmatic AECs.Methods: AECs were obtained from subjects with asthma (n = 8) and normal subjects without asthma (n = 10). Monolayer and air–liquid interface-AEC (ALI-AEC) cultures were treated with transforming growth factor (TGF)-β1 (10 ng/ml) for 72 hours and assayed for mesenchymal and epithelial markers using quantitative polymerase chain reaction, confocal microscopy, and immunoblot. The involvement of BMP-7, Smad3, and MAPK-mediated signaling were also evaluated.Measurements and Main Results: TGF-β1–induced EMT in AEC monolayers derived from subjects with asthma and normal donors. EMT was characterized by changes in cell morphology, increased expression of mesenchymal markers EDA-fibronectin, vimentin, α-smooth muscle actin, and collagen-1, and loss of epithelial markers E-cadherin and zonular occludin-1. Inhibition of TGF-β1–induced signaling with Smad3-inhibiting siRNA or TGF-β1–neutralizing antibodies prevented and reversed EMT, respectively, whereas BMP-7 had no effect. In ALI-AEC cultures derived from normal subjects, EMT was confined to basally situated cells, whereas in asthmatic ALI-AEC cultures EMT was widespread throughout the epithelium.Conclusions: TGF-β1 induces EMT in a Smad3-dependent manner in primary AECs. However, in asthmatic-derived ALI-AEC cultures, the number of cells undergoing EMT is greater. These findings support the hypothesis that epithelial repair in asthmatic airways is dysregulated.

Abstract Children typically experience more mild symptoms of COVID-19 when compared to adults. There is a strong body of evidence that children are also less susceptible to SARS-CoV-2 infection with the ancestral viral isolate. However, the emergence of SARS-CoV-2 variants of concern (VOCs) has been associated with an increased number of pediatric infections. Whether this is the result of widespread adult vaccination or fundamental changes in the biology of SARS-CoV-2 remains to be determined. Here, we use primary nasal epithelial cells from children and adults, differentiated at an air-liquid interface to show that the ancestral SARS-CoV-2 replicates to significantly lower titers in the nasal epithelial cells of children compared to those of adults. This was associated with a heightened antiviral response to SARS-CoV-2 in the nasal epithelial cells of children. Importantly, the Delta variant also replicated to significantly lower titres in the nasal epithelial cells of children. This trend was markedly less pronounced in the case of Omicron. It is also striking to note that, at least in terms of viral RNA, Omicron replicated better in pediatric NECs compared to both Delta and the ancestral virus. Taken together, these data show that the nasal epithelium of children supports lower infection and replication of ancestral SARS-CoV-2, although this may be changing as the virus evolves.

is a common pathogen associated with hospital-acquired pneumonia showing increased resistance to carbapenem and colistin antibiotics nowadays. Infections with

Background: Amniotic epithelial cells are foetal-derived stem cells, capable of differentiating into all three germ layers, including mature epithelial cell populations. However, the conservation between amniotic epithelium and other epithelial tissues has not been sufficiently explored. We hypothesised that the amniotic epithelium might serve as a surrogate tissue source for investigating transcriptional profiles in the respiratory epithelium of the newborn. We compared gene expression profiles and weighted gene co-expression network structure in paired amniotic and newborn nasal epithelial samples from 85 participants in the Airway Epithelium Respiratory Illnesses and Allergy (AERIAL) birth cohort. Results: In total, 11,867 genes (79.7%) were commonly expressed in both amniotic and nasal epithelium, with uniquely expressed genes (2,563 and 458, respectively) enriched for biological functions related to each tissue's specialist functions (e.g. developmental programs and ciliated cells, respectively). We observed a strong overlap in weighted gene co-expression network structure between both tissues, with ten co-expression modules identified in consensus network analysis. Genes commonly expressed in both tissues and/or found in the consensus network modules were enriched for biologically relevant gene signatures and pathway terms related to airway function. We also observed significant overlap in gene expression and network structure between the amniotic epithelium and published datasets of epithelial samples from the lower airway and other epithelial tissues including skin and oesophagus, suggesting a global epithelial signature. Conclusions: Overall, we observed significant overlap in gene expression and network structure between paired amniotic and nasal epithelial samples, supporting the potential of the amnion as a non-invasive and abundant tissue surrogate. Observed differences between tissues were related to each tissue's specialist functions, which remains an important consideration when assessing their overlap. Future studies aimed at investigating amnion-based biomarkers for respiratory exposures in utero and disease outcomes in childhood are needed to extend these results towards clinical translation.

Abstract Antimicrobial resistance is a global health crisis, partly contributed by inappropriate use of antibiotics. The increasing emergence of multidrug resistant infections has led to the resurgent interest in bacteriophages as an alternative treatment. Current procedures assessing susceptibility and breadth of host range to bacteriophage are conducted using large-scale manual processes that are labor-intensive. The aim here was to establish and validate a scaled down methodology for high-throughput screening in order to reduce procedural footprint. Bacteriophages were isolated from wastewater samples and screened for specificity against 29 clinical Pseudomonas aeruginosa isolates and PA01 using a spot test (2 μL/ drop). Host range assessment was performed on four representative P. aeruginosa isolates using both double agar overlay assay on petri dishes and 24-well culture plates. The breadth of host range of bacteriophages that exhibited lytic activity on P. aeruginosa isolates were corroborated between the current standard practice of whole plate phage assay and 24-well phage assay. The high correlation achieved in this study confirms miniaturization as the first step in future automation that could test phage diversity and efficacy as antimicrobials.

Rationale: Atopic asthma is a persistent disease characterized by intermittent wheeze and progressive loss of lung function. The disease is thought to be driven primarily by chronic aeroallergen-induced Th2-associated airways inflammation. However, the vast majority of atopics do not develop asthma-related wheeze, despite ongoing exposure to aeroallergens to which they are strongly sensitized, indicating that additional pathogenic mechanism(s) operate in conjunction with Th2 immunity to drive asthma pathogenesis. Objectives: Employ systems level analyses to identify inflammation-associated gene networks operative at baseline in sputum-derived RNA from house dust mite-sensitized (HDMS) subjects with/without wheezing history; identify networks characteristic of the ongoing asthmatic state. All subjects resided in the constitutively-HDMhigh Perth environment. Methods: Genome wide expression profiling by RNASeq followed by gene coexpression network analysis. Measurements/Results: HDMS-nonwheezers displayed baseline gene expression in sputum including IL-5, IL-13 and CCL17. HDMS-wheezers showed equivalent expression of these classical Th2-effector genes but their overall baseline sputum signatures were more complex, comprising hundreds of Th2-associated and epithelial-associated genes, networked into two separate coexpression modules. The first module was connected by the hubs EGFR, ERBB2, CDH1 and IL-13. The second module was associated with CDHR3, and contained genes that control mucociliary clearance. Conclusions: Our findings provide new insight into the inflammatory mechanisms operative at baseline in the airway mucosal microenvironment in atopic asthmatics undergoing natural perennial aeroallergen exposure. The molecular mechanism(s) that determine susceptibility to asthma amongst these subjects involve interactions between Th2- and epithelial function-associated genes within a complex co-expression network, which is not operative in equivalently sensitized/exposed atopic non-asthmatics.

The increasing occurrence of hospital-associated infections, particularly bacteremia, caused by extensively drug-resistant (XDR) carbapenemase-producing colistin-resistant Klebsiella pneumoniae highlights a critical requirement to discover new therapeutic alternatives. Bacteriophages having host-specific bacteriolytic effects are promising alternatives for combating these pathogens. Among 12 phages isolated from public wastewater in Thailand, two phages-vB_kpnM_05 (myovirus) and vB_kpnP_08 (podovirus) showed broad-host range, producing bacteriolytic activities against 81.3% (n = 26) and 78.1% (n = 25) of 32 XDR carbapenemase-producing colistin-resistant K. pneumoniae, with capsular types—K15, K17, K50, K51, K52/wzi-50 and K2/wzi-2. Both phages showed short replication times, large burst sizes with rapid adsorptions. They exhibited significant stability under various environmental conditions. Genomic analysis revealed that both phages are genetically distinct phages from Myoviridae and Podoviridae family, with the lack of toxin, virulence, lysogeny and antibiotic resistance genes. These characteristics highlighted their promising potential for utilizing in phage therapy for combating XDR K. pneumoniae. Although phage cocktail combining vB_kpnM_05 and vB_kpnP_08 provided significant bacteriolysis for longer duration (8 h) than its monophage (6 h), bacterial regrowth was observed which suggested an evitable development of phage resistance under phages' selection pressures. Future study will be undertaken to elucidate the precise mechanisms by which these XDR K. pneumoniae developed phage resistance and their associated fitness cost. Remarkably, combining phage cocktail with amikacin at their sub-inhibitory concentrations produced potent synergy by completely suppressing bacterial regrowth in vitro. Our study demonstrated the significant therapeutic and prophylactic effectiveness of a phage cocktail-amikacin combination as a promising alternative strategy for overcoming bacteremia associated with XDR K. pneumoniae having carbapenemase and colistin resistance in vivo.

Abstract Mutation-agnostic treatments such as airway gene therapy have the potential to treat any individual with cystic fibrosis (CF), irrespective of their CF transmembrane conductance regulator ( CFTR ) gene variants. The aim of this study was to employ two CF rat models, Phe508del and CFTR knockout (KO), to assess the comparative effectiveness of CFTR modulators and lentiviral (LV) vector-mediated gene therapy. Cells were isolated from the tracheas of rats and used to establish air-liquid interface (ALI) cultures. Phe508del rat ALIs were treated with the modulator combination, elexacaftor-tezacaftor-ivacaftor (ETI), and separate groups of Phe508del and KO tracheal epithelial cells were treated with LV-CFTR followed by differentiation at ALI. Ussing chamber measurements were performed to assess CFTR function. ETI-treated Phe508del ALI cultures demonstrated CFTR function that was 59% of wild-type level, while gene-addition therapy restored Phe508del to 68% and KO to 47% of wild-type level, respectively. Our findings show that rat Phe508del-CFTR protein can be successfully rescued with ETI treatment, and that CFTR gene-addition therapy provides significant CFTR correction in Phe508del and KO ALI cultures to levels that were comparable to ETI. These findings highlight the potential of an LV vector-based gene therapy for the treatment of CF lung disease.