Summary Drug repurposing is the only method capable of delivering treatments on the shortened time-scale required for patients afflicted with lung disease arising from SARS-CoV-2 infection. Mucin-1 (MUC1), a membrane-bound molecule expressed on the apical surfaces of most mucosal epithelial cells, is a biochemical marker whose elevated levels predict the development of acute lung injury (ALI) and respiratory distress syndrome (ARDS), and correlate with poor clinical outcomes. In response to the pandemic spread of SARS-CoV-2, we took advantage of a high content screen of 3,713 compounds at different stages of clinical development to identify FDA-approved compounds that reduce MUC1 protein abundance. Our screen identified Fostamatinib (R788), an inhibitor of spleen tyrosine kinase (SYK) approved for the treatment of chronic immune thrombocytopenia, as a repurposing candidate for the treatment of ALI. In vivo , Fostamatinib reduced MUC1 abundance in lung epithelial cells in a mouse model of ALI. In vitro , SYK inhibition by Fostamatinib promoted MUC1 removal from the cell surface. Our work reveals Fostamatinib as a repurposing drug candidate for ALI and provides the rationale for rapidly standing up clinical trials to test Fostamatinib efficacy in patients with COVID-19 lung injury.

Abstract Human iPSC-derived kidney organoids have the potential to revolutionize discovery, but assessing their consistency and reproducibility across iPSC lines, and reducing the generation of off-target cells remain an open challenge. Here, we used single cell RNA-Seq (scRNA-Seq) to profile 415,775 cells to show that organoid composition and development are comparable to human fetal and adult kidneys. Although cell classes were largely reproducible across iPSC lines, time points, protocols, and replicates, cell proportions were variable between different iPSC lines. Off-target cell proportions were the most variable. Prolonged in vitro culture did not alter cell types, but organoid transplantation under the mouse kidney capsule diminished off-target cells. Our work shows how scRNA-seq can help score organoids for reproducibility, faithfulness and quality, that kidney organoids derived from different iPSC lines are comparable surrogates for human kidney, and that transplantation enhances their formation by diminishing off-target cells.

Cellular exposure to free fatty acids (FFA) is implicated in the pathogenesis of obesity-associated diseases. However, studies to date have assumed that a few select FFAs are representative of broad structural categories, and there are no scalable approaches to comprehensively assess the biological processes induced by exposure to diverse FFAs circulating in human plasma. Furthermore, assessing how these FFA- mediated processes interact with genetic risk for disease remains elusive. Here we report the design and implementation of FALCON (Fatty Acid Library for Comprehensive ONtologies) as an unbiased, scalable and multimodal interrogation of 61 structurally diverse FFAs. We identified a subset of lipotoxic monounsaturated fatty acids (MUFAs) with a distinct lipidomic profile associated with decreased membrane fluidity. Furthermore, we developed a new approach to prioritize genes that reflect the combined effects of exposure to harmful FFAs and genetic risk for type 2 diabetes (T2D). Importantly, we found that c-MAF inducing protein (CMIP) protects cells from exposure to FFAs by modulating Akt signaling and we validated the role of CMIP in human pancreatic beta cells. In sum, FALCON empowers the study of fundamental FFA biology and offers an integrative approach to identify much needed targets for diverse diseases associated with disordered FFA metabolism.FALCON (Fatty Acid Library for Comprehensive ONtologies) enables multimodal profiling of 61 free fatty acids (FFAs) to reveal 5 FFA clusters with distinct biological effectsFALCON is applicable to many and diverse cell typesA subset of monounsaturated FAs (MUFAs) equally or more toxic than canonical lipotoxic saturated FAs (SFAs) leads to decreased membrane fluidityNew approach prioritizes genes that represent the combined effects of environmental (FFA) exposure and genetic risk for diseaseC-Maf inducing protein (CMIP) is identified as a suppressor of FFA-induced lipotoxicity via Akt-mediated signaling.