Abstract Enteric glia have been recently recognized as key components of the colonic tumor microenvironment indicating their potential role in colorectal cancer pathogenesis. Although enteric glia modulate immune responses in other intestinal diseases, their interaction with the colorectal cancer immune cell compartment remains unclear. Through a combination of single-cell and bulk RNA-sequencing, both in murine models and patients, here we find that enteric glia acquire an immunomodulatory phenotype by bi-directional communication with tumor-infiltrating monocytes. The latter direct a reactive enteric glial cell phenotypic and functional switch via glial IL-1R signaling. In turn, tumor glia promote monocyte differentiation towards pro-tumorigenic SPP1 + tumor-associated macrophages by IL-6 release. Enteric glia cell abundancy correlates with worse disease outcomes in preclinical models and colorectal cancer patients. Thereby, our study reveals a neuroimmune interaction between enteric glia and tumor-associated macrophages in the colorectal tumor microenvironment, providing insights into colorectal cancer pathogenesis.

Crohn's disease (CD) is marked by recurring intestinal inflammation and tissue injury, often resulting in fibrostenosis and bowel obstruction, necessitating surgical intervention with high recurrence rates. To elucidate the mechanisms underlying fibrostenosis in CD, we analyzed the transcriptome of cells isolated from the transmural ileum of patients with CD, including a trio of lesions from each patient: non-affected, inflamed, and stenotic ileum samples, and compared them with samples from patients without CD. Our computational analysis revealed that profibrotic signals from a subset of monocyte-derived cells expressing CD150 induced a disease-specific fibroblast population, resulting in chronic inflammation and tissue fibrosis. The transcription factor TWIST1 was identified as a key modulator of fibroblast activation and extracellular matrix (ECM) deposition. Genetic and pharmacological inhibition of TWIST1 prevents fibroblast activation, reducing ECM production and collagen deposition. Our findings suggest that the myeloid-stromal axis may offer a promising therapeutic target to prevent fibrostenosis in CD.

During early phases of inflammation, activated neutrophils extrude neutrophil extracellular traps (NETs) in a PAD4-dependent manner, aggravating tissue injury and remodelling. In this study, we investigated the potential pro-fibrotic properties and signalling of NETs in Crohn's disease (CD).

ABSTRACT Enteric glial cells (EGCs) have been implicated in colorectal cancer (CRC) pathogenesis. However, their precise mechanisms of interaction with the CRC immune cell compartment and pro-tumorigenic role remain unclear. This study aimed to investigate the immunomodulatory effects of EGCs on tumor-associated macrophages (TAMs) and their involvement in CRC progression. Using EGC depletion and supplementation models, we assessed the impact of EGCs on the immunomodulation of orthotopic murine CRC. Furthermore, by making use of Bulk RNA-sequencing of CRC EGCs and single-cell sequencing of the tumor microenvironment, we identified the factors involved in the EGC-TAM crosstalk. Findings demonstrate that EGCs acquire a reactive and immunomodulatory phenotype in both murine CRC models and patients, influencing TAM differentiation. Mechanistically, secretion of IL-1 by tumor-infiltrating monocytes and macrophages triggers the phenotypic and functional switch of CRC EGCs via IL-1R. Consequently, tumor EGCs secrete IL-6, promoting the differentiation of monocytes into pro-tumorigenic SPP1 + TAMs. Importantly, the reactive tumor EGCs phenotype correlates with worse disease outcomes in preclinical models and CRC patients. Here we uncover a previously unexplored neuroimmune interaction between EGCs and TAMs within the colorectal tumor microenvironment, informing potential therapeutic strategies and enhancing our understanding of CRC progression. eTOC Summary Our study unveils a novel neuroimmune interaction between enteric glia and TAMs in colon carcinoma. Monocyte/Macrophage-derived IL-1 activates enteric glia, leading to the differentiation of pro-tumorigenic SPP1 + TAMs via glial-derived IL-6. Blocking glial IL-1R-signaling reduces colonic tumor lesions, highlighting IL-1R as a potential therapeutic target.

ABSTRACT BACKGROUND & AIMS Inflammatory bowel disease (IBD) is characterized by a dysregulated immune response against the host’s microbiome. Mucosal-associated invariant T (MAIT) cells recognize microbiota-derived riboflavin metabolites and play a crucial role in mucosal homeostasis. However, their specific role in IBD remains enigmatic. MAIT cells express IL-26, a novel IL-10 family cytokine with a controversial role in IBD. We investigated the functions of MAIT cells and IL-26 in IBD using a unique combination of state-of-the-art 3D human intestinal tissue models and clinical samples. METHODS We analyzed MAIT cells from the peripheral blood and intestinal tissue of Crohn’s disease (CD) patients, using immunofluorescence staining and flow cytometry to describe the phenotype and IL-26 expression of MAIT cells. We used 3D iPSC-derived intestinal organoids as a complex in vitro model of human tissue and RNA sequencing and functional assays such as wound healing assay to study the role of IL-26 in mucosal homeostasis and inflammation. RESULTS We observed a reduction of MAIT cells in the peripheral blood of CD patients compared to healthy donors (1.5 ± 0.4%; 4.1 ± 1.1%; p < .0065) and a significant decrease of MAIT cells in inflamed compared to non-inflamed ileum of CD patients (0.1 ± 0.03%; 0.17 ± 0.05%; p < .042). MAIT cells were found pathologically activated in inflamed tissue, exhibiting differences in CD8 and CD4 expression and dysregulation of IL-26 expression. Furthermore, we demonstrated a protective role of IL-26 in mucosal homeostasis and inflammation in the iPSC-derived organoid model. CONCLUSION Our results show a crucial role for IL-26 and MAIT cells in the homeostasis of intestinal tissue and in the pathogenesis of IBD. These cells may therefore represent new therapeutic targets for CD patients.

SUMMARY Crohn’s disease (CD) is marked by recurring intestinal inflammation and tissue injury, often resulting in fibro-stenosis and bowel obstruction, necessitating surgical intervention with high recurrence rates. To elucidate complex intercellular interactions leading to fibro-stenosis in CD, we analysed the transcriptome of cells isolated from the transmural ileum of CD patients, including a trio of lesions from each patient: non-affected, inflamed, and stenotic ileum samples, and compared them with samples from non-CD patients. Our computational analysis revealed that pro-fibrotic signals from a subset of monocyte-derived cells expressing CD150 induce a disease-specific fibroblast population, resulting in chronic inflammation and tissue fibrosis. The transcription factor TWIST1 was identified as a key modulator of fibroblast activation and extracellular matrix (ECM) production. Therapeutic inhibition of TWIST1 inhibits fibroblast activation, reducing ECM production and deposition. These findings suggest that the myeloid-stromal axis may offer a promising therapeutic target to prevent fibro-stenosis in CD.