ABSTRACT RIG-I like receptors (RLR) are cytosolic RNA sensors that signal through the MAVS adaptor to activate interferon responses against viruses. Whether the RLR family has broader effects on host immunity against other pathogen families remains to be fully explored. Herein we demonstrate that MDA5/MAVS signaling was essential for host resistance against pulmonary Aspergillus fumigatus challenge through the regulation of antifungal leukocyte responses in mice. Activation of MDA5/MAVS signaling was driven by dsRNA from live A. fumigatus serving as a key vitality-sensing pattern-recognition receptor. Interestingly, induction of type I interferons after A. fumigatus challenge was only partially dependent on MDA5/MAVS signaling, whereas type III interferon expression was entirely dependent on MDA5/MAVS signaling. Ultimately, type I and III interferon signaling drove the expression of CXCL10. Furthermore, the MDA5/MAVS-dependent interferon response was critical for the induction of optimal antifungal neutrophil killing of A. fumigatus spores. In conclusion, our data broaden the role of the RLR family to include a role in regulating antifungal immunity against A. fumigatus . KEY POINTS MDA5 is essential for maintaining host resistance against Aspergillus fumigatus MDA5 serves as a critical vitality sensor after fungal challenge MDA5 is essential for IFNλ expression and anti-fungal neutrophil killing

Invasive pulmonary aspergillosis (IPA) is a life-threatening infection caused by species in the ubiquitous fungal genus Aspergillus . While leukocyte-generated reactive oxygen species (ROS) are critical for the clearance of fungal conidia from the lung and resistance to IPA, the processes that govern ROS-dependent fungal cell death remain poorly defined. Using a flow cytometric approach that monitors two independent cell death markers, an endogenous histone H2A:mRFP nuclear integrity reporter and Sytox Blue cell impermeable (live/dead) stain, we observed that loss of A. fumigatus cytochrome c ( cycA ) results in reduced susceptibility to cell death from hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) treatment. Consistent with these observations in vitro , loss of cycA confers resistance to both NADPH-oxidase -dependent and -independent killing by host leukocytes. Fungal ROS resistance is partly mediated in part by Bir1, a homolog to survivin in humans, as Bir1 overexpression results in decreased ROS-induced conidial cell death and reduced killing by innate immune cells in vivo . We further report that overexpression of the Bir1 N-terminal BIR domain in A. fumigatus conidia results in altered expression of metabolic genes that functionally converge on mitochondrial function and cytochrome c ( cycA ) activity. Together, these studies demonstrate that cycA in A. fumigatus contributes to cell death responses that are induced by exogenous H 2 O 2 and by host leukocytes.Aspergillus fumigatus can cause a life-threatening infection known as invasive pulmonary aspergillosis (IPA), which is marked by fungus-attributable mortality rates of 20%-30%. Individuals at risk of IPA harbor genetic mutations or incur pharmacologic defects that impair myeloid cell numbers and/or function, exemplified by bone marrow transplant recipients, patients that receive corticosteroid therapy, or patients with Chronic Granulomatous Disease (CGD). However, treatments for Aspergillus infections remains limited, and resistance to the few existing drug classes is emerging. Recently, the World Health Organization (WHO) classified A. fumigatus as a critical priority fungal pathogen. Our research identifies an important aspect of fungal biology that impacts susceptibility to leukocyte killing. Furthering our understanding of mechanisms that mediate the outcome of fungal-leukocyte interactions will increase our understanding of both the underlying fungal biology governing cell death and innate immune evasion strategies utilized during mammalian infection pathogenesis. Consequently, our studies are a critical step toward leveraging these mechanisms for novel therapeutic advances.

Abstract Aspergillus fumigatus is the leading cause of aspergillosis, associated with high mortality rates, particularly in immunocompromised individuals. In search of novel genetic targets against aspergillosis, we studied the WOPR transcription factor OsaA. Deletion of the osaA gene resulted in colony growth reduction. Conidiation is also influenced by osaA ; both osaA deletion and overexpression resulted in a decrease in spore production. Wild-type expression levels of osaA are necessary for expression of the conidiation regulatory genes brlA , abaA and wetA . In addition, osaA is necessary for normal cell wall integrity. Furthermore, deletion of osaA resulted in a reduction in the ability of A. fumigatus to adhere to surfaces, decreased thermotolerance, as well as increased sensitivity to oxidative stress. Metabolomics analysis indicated that osaA deletion or overexpression led to alterations in the production of multiple secondary metabolites, including gliotoxin. This was accompanied by changes in the expression of genes in the corresponding secondary metabolite gene clusters. These effects could be, at least in part, due to the observed reduction in the expression levels of the veA and laeA global regulators when the osaA locus was altered. Importantly, our study shows that osaA is indispensable for virulence in both the neutropenic and corticosteroid-immunosuppressed mouse models.

Regulation of fungal cell wall biosynthesis is critical to maintain cell wall integrity in the face of dynamic fungal infection microenvironments. In this study, we observe that a yeast ssd1homolog, ssdA,in the filamentous fungus Aspergillus fumigatus is involved in trehalose and cell wall homeostasis. An ssdA null mutant strain exhibited an increase in trehalose levels and a reduction in colony growth rate. Over-expression of ssdA in contrast perturbed trehalose biosynthesis and reduced conidia germination rates. The ssdA null mutant strain was more resistant to cell wall perturbing agents while over-expression of ssdA promoted increased sensitivity. Over-expression of ssdA significantly increased chitin levels and both loss and over-expression of ssdA altered sub-cellular localization of the class V chitin synthase CsmA. Strikingly, over-expression of ssdAabolished adherence to abiotic surfaces and severely attenuated the virulence of A. fumigatus in a murine model of invasive pulmonary aspergillosis. In contrast, despite the severe in vitro fitness defects observed upon loss of ssdA, neither surface adherence or murine survival was impacted. In conclusion, A. fumigatus SsdA plays a critical role in cell wall homeostasis that alters fungal-host interactions.

ABSTRACT In fungi, conserved homeobox-domain (HD) proteins are transcriptional regulators governing development. In Aspergillus species, several HD transcription factor genes have been identified, among them, hbxA / hbx1 . For instance, in the opportunistic human pathogen Aspergillus fumigatus , hbxA is involved in conidial production and germination, as well as virulence and secondary metabolism (SM), including production of fumigaclavines, fumiquinazolines, and chaetominine. In the agriculturally important fungus Aspergillus flavus, disruption of hbx1 results in fluffy aconidial colonies unable to produce sclerotia. hbx1 also regulates production of aflatoxins, cyclopiazonic acid and aflatrem. Furthermore, transcriptome studies revealed that hbx1 has a broad effect on the A. flavus genome, including numerous genes involved in SM. These studies underline the importance of the HbxA/Hbx1 regulator, not only in developmental processes but also in the biosynthesis of a broad number of fungal natural products, including potential medical drugs and mycotoxins. To gain further insight into the regulatory scope of HbxA in Aspergilli , we studied its role in the model fungus Aspergillus nidulans . Our present study of the A. nidulans hbxA -dependent transcriptome revealed that more than one thousand genes are differentially expressed when this regulator was not transcribed at wild-type levels, among them numerous transcription factors, including those involved in development as well as in SM regulation. Furthermore, our metabolomics analyses revealed that production of several secondary metabolites, some of them associated with A. nidulans hbxA -dependent gene clusters, was also altered in deletion and overexpression hbxA strains compared to the wild type, including synthesis of nidulanins A, B and D, versicolorin A, sterigmatocystin, austinol, dehydroaustinol, and three unknown novel compounds.