Lupus nephritis (LN) is a frequent manifestation of systemic lupus erythematosus, and fewer than half of patients achieve complete renal response with standard immunosuppressants. Identifying non-invasive, blood-based pathologic immune alterations associated with renal injury could aid therapeutic decisions. Here, we used mass cytometry immunophenotyping of peripheral blood mononuclear cells in 145 patients with biopsy-proven LN and 40 healthy controls to evaluate the heterogeneity of immune activation in patients with LN and to identify correlates of renal parameters and treatment response. Unbiased analysis identified 3 immunologically distinct groups of patients with LN that were associated with different patterns of histopathology, renal cell infiltrates, urine proteomic profiles, and treatment response at one year. Patients with enriched circulating granzyme B+ T cells at baseline showed more severe disease and increased numbers of activated CD8 T cells in the kidney, yet they had the highest likelihood of treatment response. A second group characterized primarily by a high type I interferon signature had a lower likelihood of response to therapy, while a third group appeared immunologically inactive by immunophenotyping at enrollment but with chronic renal injuries. Main immune profiles could be distilled down to 5 simple cytometric parameters that recapitulate several of the associations, highlighting the potential for blood immune profiling to translate to clinically useful non-invasive metrics to assess immune-mediated disease in LN.

Abstract Resident macrophages and infiltrating monocytes in kidneys of patients with lupus nephritis are altered both in frequency and function relative to their counterparts in healthy kidneys. The extent to which mouse models might be useful in developing approaches to target these cells for treating lupus nephritis is poorly understood. Here, we studied four common lupus mouse models that share clinical, serologic, and histopathologic kidney changes with humans. Using single-cell profiling and multiplex spatial imaging to analyze the intrarenal myeloid compartment with the onset of clinical disease in these models, we identified monocyte and macrophage subsets that expand or contract in kidneys with clinical nephritis. A unique subset of classical monocytes expanded with the onset of disease and expressed genes such as CD9, Spp1, Ctsd, Cd63, Apoe, and Trem2 that were previously shown to be induced by tissue injury and play a role in inflammation, lipid metabolism and tissue repair in other organs. Resident macrophages transitioned from a pro-inflammatory to a similar injury-associated state with onset of disease. To test whether these findings in mouse models were also observed in humans, we re-analyzed monocytes and macrophages in a single-cell RNAseq dataset of kidney biopsies from 155 patients with lupus nephritis and 30 healthy donors, collected by the NIH AMP RA/SLE consortium. Human monocytes and macrophages showed conserved changes in gene expression programs associated with lupus nephritis disease indices, and localized to similar kidney microenvironments as in mice. By identifying myeloid subsets and disease-associated alterations in biological processes that are conserved across species, we provide a strong rationale for functional studies of these cells and pathways in mice to uncover mechanisms and find targets relevant to human lupus nephritis. One sentence summary This study characterizes intrarenal myeloid cells from four lupus mouse models and 155 patients with lupus nephritis using single-cell RNA-seq and imaging, and identifies novel infiltrating and resident myeloid subsets that are conserved between mouse and human lupus nephritis, thus providing a map and strong rationale for functional studies in mice with relevance to human disease.

The authors have withdrawn this manuscript because the process for obtaining access to the data was updated.The following is a link to Immport:(https://nam02.safelinks.protection.outlook.com/?url=https%3A%2F%2Fwww.immport.org%2Fresources%2Famp-ra-sle&data=02%7C01%7Cchaim.putterman%40einstein.yu.edu%7C8c23d666c911415479cc08d77cebf60b%7C04c70eb48f2648079934e02e89266ad0%7C1%7C0%7C637115225197330433&sdata=s%2FwD2d%2BTG28ZiQ3fKyQ1UTCE%2ByNz1m2VIE4z%2FZskTsc%3D&reserved=0), the permanent hosting location of the data presented in the article.This article is now published and can be found with PubMed ID 31110316 (https://nam02.safelinks.protection.outlook.com/?url=https%3A%2F%2Fwww.ncbi.nlm.nih.gov%2Fpubmed%2F31110316&data=02%7C01%7Cchaim.putterman%40einstein.yu.edu%7C8c23d666c911415479cc08d77cebf60b%7C04c70eb48f2648079934e02e89266ad0%7C1%7C0%7C637115225197330433&sdata=%2FbvqYr6Kg0IyYIeK77sU2Kpo9hVPmAChQqJ%2BCdE0svM%3D&reserved=0)Therefore, the authors do not wish this work to be cited as reference for the project.If you have any questions, please contact the corresponding author.

Apolipoprotein L1 (APOL1) gene risk variants (RV) associate with renal and cardiovascular disease particularly in SLE. We hypothesized that in RV-carrying human umbilical vein endothelial cells (HUVECs) cytokine-induced APOL1 expression compromises mitochondrial respiration, lysosome integrity, and autophagic flux. HUVEC cultures of each APOL1 genotype were generated. APOL1 was expressed using IFN?; HUVEC mitochondrial function , lysosome integrity, and autophagic flux were measured. IFN? increased APOL1 expression across all genotypes 20-fold (p=0.001). Compared to the homozygous G0 (ancestral) allele (0RV), high risk (2RV) HUVECs showed both depressed baseline and maximum mitochondrial oxygen consumption (p<0.01), and impaired mitochondrial networking on MitoTracker assays. These cells also demonstrated a contracted lysosome compartment (p<0.001), and an accumulation of autophagosomes suggesting a defect in autophagic flux. Treatment of 0RV HUVECs with a non-selective lysosome inhibitor, hydroxychloroquine, produced autophagosome accumulations similar to the 2RV cells, thus implicating lysosome dysfunction in blocking autophagy. Compared to 0RV and 2RV HUVECs, 1 RV cells demonstrated an intermediate autophagy defect which was exacerbated by IFN?. Our findings implicate dysfunction of mitochondrial respiration, lysosome, and autophagy in APOL1 RV-mediated endothelial cytotoxicity. IFN? amplified this phenotype even in variant heterozygous cells–a potential underpin of the APOL1/inflammation interaction. This is the first description of APOL1 pathobiology in variant heterozygous cell cultures.