Abstract Background Simultaneous inactivation of pig GGTA 1 and CMAH genes eliminates carbohydrate xenoantigens recognized by human antibodies. The β4Gal NT 2 glycosyltransferase may also synthesize xenoantigens. To further characterize glycan‐based species incompatibilities, we examined human and non‐human primate antibody binding to cells derived from genetically modified pigs lacking these carbohydrate‐modifying genes. Methods The Cas9 endonuclease and gRNA were used to create pigs lacking GGTA 1, GGTA 1/ CMAH , or GGTA 1/ CMAH /β4Gal NT 2 genes. Peripheral blood mononuclear cells were isolated from these animals and examined for binding to IgM and IgG from humans, rhesus macaques, and baboons. Results Cells from GGTA 1/ CMAH /β4Gal NT 2 deficient pigs exhibited reduced human IgM and IgG binding compared to cells lacking both GGTA 1 and CMAH . Non‐human primate antibody reactivity with cells from the various pigs exhibited a slightly different pattern of reactivity than that seen in humans. Simultaneous inactivation of the GGTA 1 and CMAH genes increased non‐human primate antibody binding compared to cells lacking either GGTA 1 only or to those deficient in GGTA 1/ CMAH /β4Gal NT 2. Conclusions Inactivation of the β4Gal NT 2 gene reduces human and non‐human primate antibody binding resulting in diminished porcine xenoantigenicity. The increased humoral immunity of non‐human primates toward GGTA 1‐/ CMAH ‐deficient cells compared to pigs lacking either GGTA 1 or GGTA 1/ CMAH /β4Gal NT 2 highlights the complexities of carbohydrate xenoantigens and suggests potential limitations of the non‐human primate model for examining some genetic modifications. The progressive reduction of swine xenoantigens recognized by human immunoglobulin through inactivation of pig GGTA 1/ CMAH /β4Gal NT 2 genes demonstrates that the antibody barrier to xenotransplantation can be minimized by genetic engineering.

The presence of preexisting (memory) or de novo donor-specific HLA antibodies (DSAs) is a known barrier to successful long-term organ transplantation. Yet, despite the fact that laboratory tools and our understanding of histocompatibility have advanced significantly in recent years, the criteria to define presence of a DSA and assign a level of risk for a given DSA vary markedly between centers. A collaborative effort between the American Society for Histocompatibility and Immunogenetics and the American Society of Transplantation provided the logistical support for generating a dedicated multidisciplinary working group, which included experts in histocompatibility as well as kidney, liver, heart, and lung transplantation. The goals were to perform a critical review of biologically driven, state-of-the-art, clinical diagnostics literature and to provide clinical practice recommendations based on expert assessment of quality and strength of evidence. The results of the Sensitization in Transplantation: Assessment of Risk (STAR) meeting are summarized here, providing recommendations on the definition and utilization of HLA diagnostic testing, and a framework for clinical assessment of risk for a memory or a primary alloimmune response. The definitions, recommendations, risk framework, and highlighted gaps in knowledge are intended to spur research that will inform the next STAR Working Group meeting in 2019.

Intestinal barrier dysfunction is thought to contribute to the development of multiple organ dysfunction syndrome in sepsis. Although there are similarities in clinical course following sepsis, there are significant differences in the host response depending on the initiating organism and time course of the disease, and pathways of gut injury vary widely in different preclinical models of sepsis. The purpose of this study was to determine whether the timecourse and mechanisms of intestinal barrier dysfunction are similar in disparate mouse models of sepsis with similar mortalities. FVB/N mice were randomized to receive cecal ligation and puncture (CLP) or sham laparotomy, and permeability was measured to fluoresceinisothiocyanate conjugated-dextran (FD-4) six to 48 h later. Intestinal permeability was elevated following CLP at all timepoints measured, peaking at 6 to 12 h. Tight junction proteins claudin 1, 2, 3, 4, 5, 7, 8, 13, and 15, Junctional Adhesion Molecule-A (JAM-A), occludin, and ZO-1 were than assayed by Western blot, real-time polymerase chain reaction, and immunohistochemistry 12 h after CLP to determine potential mechanisms underlying increases in intestinal permeability. Claudin 2 and JAM-A were increased by sepsis, whereas claudin-5 and occludin were decreased by sepsis. All other tight junction proteins were unchanged. A further timecourse experiment demonstrated that alterations in claudin-2 and occludin were detectable as early as 1 h after the onset of sepsis. Similar experiments were then performed in a different group of mice subjected to Pseudomonas aeruginosa pneumonia. Mice with pneumonia had an increase in intestinal permeability similar in timecourse and magnitude to that seen in CLP. Similar changes in tight junction proteins were seen in both models of sepsis although mice subjected to pneumonia also had a marked decrease in ZO-1 not seen in CLP. These results indicate that two disparate, clinically relevant models of sepsis induce a significant increase in intestinal permeability mediated through a common pathway involving alterations in claudin 2, claudin 5, JAM-A, and occludin although model-specific differences in ZO-1 were also identified.

Abstract Xenotransplantation has the potential to alleviate the organ shortage that prevents many patients with end‐stage renal disease from enjoying the benefits of kidney transplantation. Despite significant advances in other models, pig‐to‐primate kidney xenotransplantation has met limited success. Preformed anti‐pig antibodies are an important component of the xenogeneic immune response. To address this, we screened a cohort of 34 rhesus macaques for anti‐pig antibody levels. We then selected animals with both low and high titers of anti‐pig antibodies to proceed with kidney transplant from galactose‐α1,3‐galactose knockout/ CD 55 transgenic pig donors. All animals received T‐cell depletion followed by maintenance therapy with costimulation blockade (either anti‐ CD 154 mA b or belatacept), mycophenolate mofetil, and steroid. The animal with the high titer of anti‐pig antibody rejected the kidney xenograft within the first week. Low‐titer animals treated with anti‐ CD 154 antibody, but not belatacept exhibited prolonged kidney xenograft survival (>133 and >126 vs. 14 and 21 days, respectively). Long‐term surviving animals treated with the anti‐ CD 154‐based regimen continue to have normal kidney function and preserved renal architecture without evidence of rejection on biopsies sampled at day 100. This description of the longest reported survival of pig‐to‐non‐human primate kidney xenotransplantation, now >125 days, provides promise for further study and potential clinical translation.

Abstract The regulatory circuits dictating CD8 + T cell responsiveness versus exhaustion during anti-tumor immunity are incompletely understood. Here we report that tumor-infiltrating antigen-specific PD-1 + TCF-1 − CD8 + T cells express the immunosuppressive cytokine Fgl2. Conditional deletion of Fgl2 specifically in mouse antigen-specific CD8 + T cells prolongs CD8 + T cell persistence, suppresses phenotypic and transcriptomic signatures of T cell exhaustion, and improves control of the tumor. In a mouse model of chronic viral infection, PD-1 + CD8 + T cell-derived Fgl2 also negatively regulates virus-specific T cell responses. In humans, CD8 + T cell-derived Fgl2 is associated with poorer survival in patients with melanoma. Mechanistically, the dampened responsiveness of WT Fgl2 -expressing CD8 + T cells, when compared to Fgl2 -deficient CD8 + T cells, is underpinned by the cell-intrinsic interaction of Fgl2 with CD8 + T cell-expressed FcγRIIB and concomitant caspase 3/7-mediated apoptosis. Our results thus illuminate a cell-autonomous regulatory axis by which PD-1 + CD8 + T cells both express the receptor and secrete its ligand in order to mediate suppression of anti-tumor and anti-viral immunity.

ABSTRACT Resident memory T cells (T RM ) have been described in barrier tissues as having a ‘sensing and alarm’ function where, upon sensing cognate antigen, they alarm the surrounding tissue and orchestrate local recruitment and activation of immune cells. In the immunologically unique and tightly restricted CNS, it remains unclear if and how brain T RM , which express the inhibitory receptor PD-1, alarm the surrounding tissue during antigen re-encounter. Here, we reveal that T RM are sufficient to drive the rapid remodeling of the brain immune landscape through activation of microglia, DCs, NK cells, and B cells, expansion of Tregs, and recruitment of macrophages and monocytic dendritic cells. Moreover, we report that while PD-1 restrains granzyme B expression by reactivated brain T RM , it has no effect on cytotoxicity or downstream alarm responses. We conclude that T RM are sufficient to trigger rapid immune activation and recruitment in the CNS and may have an unappreciated role in driving neuroinflammation.

Costimulation blockade using belatacept results in improved renal function after kidney transplant as well as decreased likelihood of death/graft loss and reduced cardiovascular risk; however, higher rates and grades of acute rejection have prevented its widespread clinical adoption. Treatment with belatacept blocks both positive (CD28) and negative (CTLA-4) T cell signaling. CD28-selective therapies may offer improved potency by blocking CD28-mediated costimulation while leaving CTLA-4 mediated coinhibitory signals intact. Here we test a novel domain antibody directed at CD28 (anti-CD28 dAb (BMS-931699)) in a non-human primate kidney transplant model. Sixteen macaques underwent native nephrectomy and received life-sustaining renal allotransplantation from an MHC-mismatched donor. Animals were treated with belatacept alone, anti-CD28 dAb alone, or anti-CD28 dAb plus clinically relevant maintenance (MMF, Steroids) and induction therapy with either anti-IL-2R or T cell depletion. Treatment with anti-CD28 dAb extended survival compared to belatacept monotherapy (MST 187 vs. 29 days, p=0.07). The combination of anti-CD28 dAb and conventional immunosuppression further prolonged survival to MST ∼270 days. Animals maintained protective immunity with no significant infectious issues. These data demonstrate CD28-directed therapy is a safe and effective next-generation costimulatory blockade strategy with a demonstrated survival benefit and presumed advantage over belatacept by maintaining intact CTLA-4 coinhibitory signaling.

ABSTRACT Sepsis induces intestinal hyperpermeability, which is associated with higher mortality. Occludin is a tight junction protein that plays a critical role in regulating disease-associated intestinal barrier loss. This study examined the role of intestinal occludin on gut barrier function and survival in a pre-clinical model of sepsis. Intestinal epithelial-specific occludin knockout (occludin KO IEC ) mice and wild type controls were subjected to intra-abdominal sepsis and sacrificed at pre-determined endpoints for mechanistic studies or followed for survival. Occludin KO IEC mice had a significant increase in intestinal permeability, that was induced only in the setting of sepsis as knockout mice and control mice had similar baseline permeability. The worsened barrier was specific to the leak pathway of permeability, without changes in either the pore or unrestricted pathways. Increased sepsis-induced permeability was associated with increased levels of the tight junction ZO-1 in occludin KO IEC mice. Occludin KO IEC mice also had significant increases in systemic cytokines IL-6 and MCP-1and increased bacteremia. Further, occludin KO IEC mice had higher levels of jejunal IL-1β and MCP-1 as well as increased MCP-1 and IL-17A in the peritoneal fluid although peritoneal bacteria levels were unchanged. Notably, 7-day mortality was significantly higher in occludin KO IEC mice following sepsis. Occludin thus plays a critical role in preserving gut barrier function and mediating survival during sepsis, associated with alterations in inflammation and bacteremia. Agents that preserve occludin function may represent a new therapeutic strategy in the treatment of sepsis.

The ecto-ATPase CD39 is expressed on exhausted CD8+ T cells in chronic viral infection and has been proposed as a marker of tumor-specific CD8+ T cells in cancer, but the role of CD39 in an effector and memory T cell response has not been clearly defined. We report that CD39 is expressed on antigen-specific CD8+ short-lived effector cells (SLECs), while it's co-ecto-enzyme, CD73, is found on memory precursor effector cells (MPEC)