Stig Bojesen, Georgia Chenevix-Trench, Alison Dunning and colleagues report common variants at the TERT-CLPTM1L locus associated with mean telomere length measured in whole blood. They also identify associations at this locus to breast or ovarian cancer susceptibility and report functional studies in breast and ovarian cancer tissue and cell lines. TERT-locus SNPs and leukocyte telomere measures are reportedly associated with risks of multiple cancers. Using the Illumina custom genotyping array iCOGs, we analyzed ∼480 SNPs at the TERT locus in breast (n = 103,991), ovarian (n = 39,774) and BRCA1 mutation carrier (n = 11,705) cancer cases and controls. Leukocyte telomere measurements were also available for 53,724 participants. Most associations cluster into three independent peaks. The minor allele at the peak 1 SNP rs2736108 associates with longer telomeres (P = 5.8 × 10−7), lower risks for estrogen receptor (ER)-negative (P = 1.0 × 10−8) and BRCA1 mutation carrier (P = 1.1 × 10−5) breast cancers and altered promoter assay signal. The minor allele at the peak 2 SNP rs7705526 associates with longer telomeres (P = 2.3 × 10−14), higher risk of low-malignant-potential ovarian cancer (P = 1.3 × 10−15) and greater promoter activity. The minor alleles at the peak 3 SNPs rs10069690 and rs2242652 increase ER-negative (P = 1.2 × 10−12) and BRCA1 mutation carrier (P = 1.6 × 10−14) breast and invasive ovarian (P = 1.3 × 10−11) cancer risks but not via altered telomere length. The cancer risk alleles of rs2242652 and rs10069690, respectively, increase silencing and generate a truncated TERT splice variant.

Transcriptomic analyses have identified tens of thousands of intergenic, intronic, and cis -antisense long noncoding RNAs (lncRNAs) that are expressed from mammalian genomes. Despite progress in functional characterization, little is known about the post-transcriptional regulation of lncRNAs and their half-lives. Although many are easily detectable by a variety of techniques, it has been assumed that lncRNAs are generally unstable, but this has not been examined genome-wide. Utilizing a custom noncoding RNA array, we determined the half-lives of ∼800 lncRNAs and ∼12,000 mRNAs in the mouse Neuro-2a cell line. We find only a minority of lncRNAs are unstable. LncRNA half-lives vary over a wide range, comparable to, although on average less than, that of mRNAs, suggestive of complex metabolism and widespread functionality. Combining half-lives with comprehensive lncRNA annotations identified hundreds of unstable (half-life < 2 h) intergenic, cis -antisense, and intronic lncRNAs, as well as lncRNAs showing extreme stability (half-life > 16 h). Analysis of lncRNA features revealed that intergenic and cis -antisense RNAs are more stable than those derived from introns, as are spliced lncRNAs compared to unspliced (single exon) transcripts. Subcellular localization of lncRNAs indicated widespread trafficking to different cellular locations, with nuclear-localized lncRNAs more likely to be unstable. Surprisingly, one of the least stable lncRNAs is the well-characterized paraspeckle RNA Neat1 , suggesting Neat1 instability contributes to the dynamic nature of this subnuclear domain. We have created an online interactive resource ( http://stability.matticklab.com ) that allows easy navigation of lncRNA and mRNA stability profiles and provides a comprehensive annotation of ∼7200 mouse lncRNAs.

Abstract We explored the mechanism of action of CD39 antibodies that inhibit ectoenzyme CD39 conversion of extracellular ATP (eATP) to AMP and thus potentially augment eATP–P2-mediated proinflammatory responses. Using syngeneic and humanized tumor models, we contrast the potency and mechanism of anti-CD39 mAbs with other agents targeting the adenosinergic pathway. We demonstrate the critical importance of an eATP–P2X7–ASC–NALP3-inflammasome–IL18 pathway in the antitumor activity mediated by CD39 enzyme blockade, rather than simply reducing adenosine as mechanism of action. Efficacy of anti-CD39 activity was underpinned by CD39 and P2X7 coexpression on intratumor myeloid subsets, an early signature of macrophage depletion, and active IL18 release that facilitated the significant expansion of intratumor effector T cells. More importantly, anti-CD39 facilitated infiltration into T cell–poor tumors and rescued anti–PD-1 resistance. Anti-human CD39 enhanced human T-cell proliferation and Th1 cytokine production and suppressed human B-cell lymphoma in the context of autologous Epstein–Barr virus–specific T-cell transfer. Significance: Overall, these data describe a potent and novel mechanism of action of antibodies that block mouse or human CD39, triggering an eATP–P2X7–inflammasome–IL18 axis that reduces intratumor macrophage number, enhances intratumor T-cell effector function, overcomes anti–PD-1 resistance, and potentially enhances the efficacy of adoptive T-cell transfer. This article is highlighted in the In This Issue feature, p. 1631

Abstract Purpose: Relapsed or refractory diffuse large B-cell lymphoma (rrDLBCL) is fatal in 90% of patients, and yet little is known about its biology. Experimental Design: Using exome sequencing, we characterized the mutation profiles of 38 rrDLBCL biopsies obtained at the time of progression after immunochemotherapy. To identify genes that may be associated with relapse, we compared the mutation frequency in samples obtained at relapse to an unrelated cohort of 138 diagnostic DLBCLs and separately amplified specific mutations in their matched diagnostic samples to identify clonal expansions. Results: On the basis of a higher frequency at relapse and evidence for clonal selection, TP53, FOXO1, MLL3 (KMT2C), CCND3, NFKBIZ, and STAT6 emerged as top candidate genes implicated in therapeutic resistance. We observed individual examples of clonal expansions affecting genes whose mutations had not been previously associated with DLBCL including two regulators of NF-κB: NFKBIE and NFKBIZ. We detected mutations that may be affect sensitivity to novel therapeutics, such as MYD88 and CD79B mutations, in 31% and 23% of patients with activated B-cell–type of rrDLBCL, respectively. We also identified recurrent STAT6 mutations affecting D419 in 36% of patients with the germinal center B (GCB) cell rrDLBCL. These were associated with activated JAK/STAT signaling, increased phospho-STAT6 protein expression and increased expression of STAT6 target genes. Conclusions: This work improves our understanding of therapeutic resistance in rrDLBCL and has identified novel therapeutic opportunities especially for the high-risk patients with GCB-type rrDLBCL. Clin Cancer Res; 22(9); 2290–300. ©2015 AACR.

SUMMARY Cardiac injury and dysfunction occur in COVID-19 patients and increase the risk of mortality. Causes are ill defined, but could be direct cardiac infection and/or inflammation-induced dysfunction. To identify mechanisms and cardio-protective drugs, we use a state-of-the-art pipeline combining human cardiac organoids with phosphoproteomics and single nuclei RNA sequencing. We identify an inflammatory ‘cytokine-storm’, a cocktail of interferon gamma, interleukin 1β and poly(I:C), induced diastolic dysfunction. Bromodomain-containing protein 4 is activated along with a viral response that is consistent in both human cardiac organoids and hearts of SARS-CoV-2 infected K18-hACE2 mice. Bromodomain and extraterminal family inhibitors (BETi) recover dysfunction in hCO and completely prevent cardiac dysfunction and death in a mouse cytokine-storm model. Additionally, BETi decreases transcription of genes in the viral response, decreases ACE2 expression and reduces SARS-CoV-2 infection of cardiomyocytes. Together, BETi, including the FDA breakthrough designated drug apabetalone, are promising candidates to prevent COVID-19 mediated cardiac damage.

Abstract Rationale The blood-brain barrier (BBB) is a major impediment to therapeutic intracranial drug delivery for the treatment of neurodegenerative diseases, including Alzheimer’s disease (AD). Focused ultrasound applied together with microbubbles (FUS +MB ) is a novel technique to transiently open the BBB and increase drug delivery. Evidence suggests that FUS +MB is safe, however the effects of FUS +MB on human BBB cells, especially in the context of AD, remain sparsely investigated. Methods Here we generated BBB cells (induced brain endothelial cells (iBECs) and astrocytes (iAstrocytes)) from apolipoprotein E gene allele E4 ( APOE4 , high AD risk) and allele E3 ( APOE3 , lower AD risk) carrying patient-derived induced pluripotent stem cells (iPSCs). We then developed a human sporadic AD BBB cell platform to investigate the effects of FUS +MB on BBB cells and screen for the delivery of two potentially therapeutic AD antibodies. Results We utilized this robust and reproducible human BBB model to demonstrate increased delivery of therapeutic AD antibodies across the BBB following FUS +MB treatment, including an analogue of Aducanumab (Aduhelm TM ; anti-amyloid-β) and a novel anti-Tau antibody RNF5. Our results also demonstrate the safety of FUS +MB indicated by minimal changes in the cell transcriptome as well as little or no changes in cell viability and inflammatory responses within the first 24 h post FUS +MB . Finally, we report a more physiologically relevant hydrogel-based 2.5D BBB model as a key development for FUS +MB -mediated drug delivery screening, with potentially higher translational utility. Conclusion Our results demonstrate an important translatable patient BBB cell model for identifying FUS +MB -deliverable drugs and screening for cell- and patient-specific effects of FUS +MB , accelerating the use of FUS +MB as a therapeutic modality in AD. One Sentence Summary Focused ultrasound increases the in vitro delivery of therapeutic antibodies Aducanumab and anti-Tau in a sporadic Alzheimer’s disease patient-derived blood-brain barrier cell model.

Abstract CRISPR/Cas9-mediated genome editing shows cogent potential for the genetic modification of helminth parasites. Here we report successful gene knock-in (KI) into the genome of the egg of Schistosoma mansoni by combining CRISPR/Cas9 with single-stranded oligodeoxynucleotides (ssODNs). We edited the acetylcholinesterase (AChE) gene of S. mansoni targeting two guide RNAs (gRNAs), X5 and X7, located on exon 5 and exon 7 of Smp_154600, respectively. A CRISPR/Cas9-vector encoding gRNA X5 or X7 was introduced by electroporation into eggs recovered from livers of experimentally infected mice. Simultaneously, eggs were transfected with a ssODN donor encoding a stop codon in all six frames, flanked by 50 nt-long 5’- and 3’-homology arms matching the predicted Cas9-catalyzed double stranded break at X5 or X7. Next generation sequencing analysis of reads of amplicon libraries spanning targeted regions revealed that the major modifications induced by CRISPR/Cas9 in the eggs were generated by homology directed repair (HDR). Furthermore, soluble egg antigen from AChE-edited eggs exhibited markedly reduced AChE activity, indicative that programmed Cas9 cleavage mutated the AChE gene. Following injection of AChE-edited schistosome eggs into the tail veins of mice, a significant decrease in circumoval granuloma size was observed in the lungs of the mice. Notably, there was an enhanced Th2 response involving IL-4, −5, −10, and-13 induced by lung cells and splenocytes in mice injected with X5-KI eggs in comparison to control mice injected with unmutated eggs. A Th2-predominant response, with increased levels of IL-4, −13 and GATA3, also was induced by X5 KI eggs in small intestine-draining mesenteric lymph node cells when the gene-edited eggs were introduced into the subserosa of the ileum of the mice. These findings confirmed the potential and the utility of CRISPR/Cas9-mediated genome editing for functional genomics in schistosomes. Author Summary Schistosomiasis is the most devastating of the parasitic helminth diseases. Currently, no vaccines are available for human use and praziquantel is the only available treatment raising considerable concern that drug resistance will develop. A major challenge faced by the schistosomiasis research community is the lack of suitable tools to effectively characterise schistosome gene products as potential new drug and/or vaccine targets. We introduced CRISPR/Cas9 mediated editing into S. mansoni eggs targeting the gene encoding acetylcholinesterase (AChE), a recognized anthelminthic drug target. We found that the major modifications induced by CRISPR/Cas9 in the eggs were generated by homology directed repair (HDR). This platform provides a unique opportunity to generate precise loss-of-function insertions into the schistosome genome. We pre-screened the activity of two guide RNAs of the AChE gene and compared/validated the mutation efficacy using next-generation sequencing analysis at the genomic level and phenotypic modifications at the protein level. That resulted in reduced AChE activity observed in AChE-edited eggs, and decreased lung circumoval granuloma size in mice injected with those edited eggs. The CRISPR/Cas9-genome editing system we established in this study provides a pivotal platform for gene functional studies to identify and test new anti-schistosome intervention targets, which can be extended to the other human schistosome species and other important parasitic helminths.

Abstract Trust and transparency are critical for deploying deep learning (DL) models into the clinic. DL application poses generalisation obstacles since training/development datasets often have different data distributions to clinical/production datasets that can lead to incorrect predictions with underestimated uncertainty. To investigate this pitfall, we benchmarked one pointwise and three approximate Bayesian DL models used to predict cancer of unknown primary with three independent RNA-seq datasets covering 10,968 samples across 57 primary cancer types. Our results highlight simple and scalable Bayesian DL significantly improves the generalisation of uncertainty estimation (e.g., p-value = 0.0013 for calibration). Moreover, we demonstrate Bayesian DL substantially improves accuracy under data distributional shifts when utilising ‘uncertainty thresholding’ by designing a prototypical metric that evaluates the expected (accuracy) loss when deploying models from development to production, which we call the Area between Development and Production curve (ADP). In summary, Bayesian DL is a hopeful avenue of research for generalising uncertainty, which improves performance, transparency, and therefore safety of DL models for deployment in real-world.

Abstract Induction of cardiomyocyte proliferation to replace damaged heart tissue is a promising therapeutic approach. A recent drug screen revealed that cardiomyocytes require the mevalonate pathway for proliferation, although the specific mechanisms are unknown. In this study, we use human pluripotent stem cell-derived cardiomyocytes and cardiac organoids to further interrogate the role of the mevalonate pathway in cardiomyocyte proliferation. Chemical and genetic perturbations of the mevalonate pathway indicated that the post-translational modification, prenylation, regulates cardiomyocyte proliferation. We use prenyl probes and mass spectrometry to identify a catalogue of 40 prenylated proteins in human cardiac cells, including proteins where prenylated function had not yet been investigated. We show that multiple prenylated proteins control cardiomyocyte proliferation including RRAS2 and NAP1L4. We demonstrate that prenylation has differential effects on distinct proteins, with RRAS2 prenylation controlling membrane localization and NAP1L4 prenylation regulating cardiomyocyte mitosis and centrosome homeostasis. Together, these data show that protein prenylation is required for cardiomyocyte proliferation through multiple targets and these processes may need to be re-activated for cardiac regeneration.

Tau protein is a critical driver of neurodegeneration and an important drug target in Alzheimer9s disease (AD). Tau-specific immunotherapy has emerged as a promising treatment strategy for AD, however the therapeutic efficacy of anti-tau antibodies may be limited by their insufficient delivery across the blood-brain barrier (BBB). The apolipoprotein E4 allele (APOE4) is the strongest genetic risk factor for sporadic AD and is known to influence tau-mediated neurodegeneration. Interestingly, both tau and APOE4 have been implicated in the cerebrovascular pathology observed in AD. Yet, the crosstalk between APOE4 and tau at the level of the BBB and its consequences for anti-tau immunotherapeutics delivery, remain poorly understood. Here, we utilised APOE3- and APOE4-carrying human iPSC-derived induced brain endothelial-like cells (iBECs) as a sporadic AD BBB model, determined the levels of endogenous tau in iBECs, and explored the transport of two novel monoclonal anti-tau antibodies, RNF5 and RN2N, across the in vitro barrier. Our results demonstrate that MAPT gene transcription, tau protein levels and tau phosphorylation are increased in iBECs in an APOE4-related manner and are associated with reduced iBEC monolayer integrity and increased permeability to biologically inert fluorescent tracers. Additionally, elevated levels of intracellular tau in APOE4 cells were accompanied by the reduced passive permeability of therapeutic anti-tau antibodies through the APOE4 iBEC monolayer, which could be improved by the application of focused ultrasound and microbubble drug-delivery technology. Together, our study illustrates a new role for APOE4 and tau in human iBECs with potential implications for BBB dysfunction and anti-tau therapeutic antibody delivery.