Neutrophil extracellular traps (NETs) composed of DNA decorated with histones and proteases trap and kill bacteria but also injure host tissue. Here we show that during a bloodstream infection with methicillin-resistant Staphylococcus aureus, the majority of bacteria are sequestered immediately by hepatic Kupffer cells, resulting in transient increases in liver enzymes, focal ischaemic areas and a robust neutrophil infiltration into the liver. The neutrophils release NETs into the liver vasculature, which remain anchored to the vascular wall via von Willebrand factor and reveal significant neutrophil elastase (NE) proteolytic activity. Importantly, DNase although very effective at DNA removal, and somewhat effective at inhibiting NE proteolytic activity, fails to remove the majority of histones from the vessel wall and only partly reduces injury. By contrast, inhibition of NET production as modelled by PAD4-deficiency, or prevention of NET formation and proteolytic activity as modelled in NE(-/-) mice prevent collateral host tissue damage.

Summary The liver is exemplar to study tissue regeneration due to its inherent ability of repair and regrowth. It replaces its lost or injured tissue by the proliferation, interaction and temporal coordination of multiple residential cell types. Until now we lacked a detailed description of the specific contributions of each cell type to the regenerative process, and therefore analyzed mouse livers 0, 3, 6, and 24 hours following two-thirds partial hepatectomy (PHx) by single cell RNA-sequencing (scRNA-seq) and mass cytometry. Our resulting genome wide temporal atlas contains the time dependent transcriptional changes in hepatocytes, endothelial cells, bone marrow-derived macrophages (BMDM) and Kupffer cells. In addition, it describes the cell specific contribution of mitogenic growth factors from biliary epithelial, endothelial and stellate cells as well as chemokines and cytokines from BMDM and granulocytes. And interestingly, Kupffer cells as opposed to hepatocytes emerged as the first cell to proliferate presenting a new dynamic in the liver following PHx. Here, we provide a robust data set at cellular resolution to uncover new elements and revisit current dogmas on the mechanisms underlying liver regeneration. To facilitate access to the data, we have launched the portal www.phxatlas.ch in which the scRNA-seq data can be visualized.

Abstract Type I conventional dendritic cells (cDC1s) are essential for the generation of protective cytotoxic T lymphocyte (CTL) responses against many types of viruses and tumours. They do so by internalizing antigens from virally infected or tumour cells and presenting them to CD8 + T cells in a process known as cross-presentation (XP). Despite the obvious biological importance of XP, the molecular mechanism(s) driving this process remain unclear. Here, we show that a cDC-specific pore-forming protein called apolipoprotein 7C (APOL7C) is upregulated in response to innate immune stimuli and is recruited to phagosomes. Strikingly, the association of APOL7C with phagosomes leads to phagosomal rupture, which in turn allows for the escape of engulfed protein antigens to the cytosol where they can be processed via the endogenous major histocompatibility complex (MHC) class I antigen processing pathway. We show that APOL7C recruitment to phagosomes is voltage-dependent and occurs in response to NADPH oxidase-induced depolarization of the phagosomal membrane. Our data indicate the presence of dedicated pore-forming apolipoproteins that mediate the delivery of phagocytosed proteins to the cytosol of activated cDC1s to facilitate MHC class I presentation of exogenous antigen and to regulate adaptive immunity.

Abstract The antibacterial and antibiofilm efficacy of our novel pentafluorosulfanyl-containing triclocarban analogs was explored against seven different Gram-positive and Gram-negative indicator strains. After initial screening, they had bactericidal and bacteriostatic activity against Gram-positive bacteria, especially Staphylococcus aureus and MRSA (methicillin–resistant staphylococcus aureus) in a very low concentration. Our results were compared with the most common antibiotic being used (Ciprofloxacin and Gentamycin); the novel components had significantly better antibacterial and antibiofilm activity in lower concentrations in comparison to the antibiotics. For instance, EBP- 59 minimum inhibitory concentration was < 0.0003 mM, while ciprofloxacin 0.08 mM. Further antibacterial activity of novel components was surveyed against 10 clinical antibiotic resistance MRSA isolates. Again, novel components had significantly better antibacterial and antibiofilm activity in comparison with antibiotics. Mechanistic studies have revealed that none of these novel compounds exhibit any effect on the reduced thiol, disrupting iron sulfur clusters, or hydrogen peroxide pathways. Instead, their impact is attributed to the disruption of the Gram-positive bacterial cell membrane. Toxicity and safety testing on tissue cell culture showed promising results for the safety of components to the host.

Abstract Infections with Staphylococcus aureus ( S. aureus ) have been reported from various organs ranging from asymptomatic colonization to severe infections and sepsis associated with multiple organ dysfunction. Although considered an extracellular pathogen, S. aureus can invade and persist in professional phagocytes such as monocytes and macrophages. Its capability to persist and manipulate phagocytes is considered a critical step to evade host antimicrobial reactions. For the first time we leveraged a human liver-on-chip model and tailored image analysis algorithms to demonstrate that S. aureus (USA300) specifically targets macrophages in the liver models as essential niche facilitating bacterial persistence and phenotype switching to small colony variants (SCVs). In vitro M2 polarization was found to favor SCV-formation and was associated with increased intracellular bacterial loads in macrophages, increased cell death, and impaired recruitment of circulating monocytes to sites of infection. These findings expand the knowledge about the role of liver macrophages in the course of systemic infection. Further, the results might be relevant for understanding infection mechanisms in patients with chronic liver disease such as fibrosis that display increased frequencies of M2 polarized liver macrophages and have a higher risk for developing chronic infections and relapsing bacteremia.