As the immune system develops, T cells are selected or regulated to become tolerant of self antigens and reactive against foreign antigens. In mice, the induction of such tolerance is thought to be attributable to the deletion of self-reactive cells. Here, we show that the human fetal immune system takes advantage of an additional mechanism: the generation of regulatory T cells (T regs ) that suppress fetal immune responses. We find that substantial numbers of maternal cells cross the placenta to reside in fetal lymph nodes, inducing the development of CD4+CD25 high FoxP3+ T regs that suppress fetal antimaternal immunity and persist at least until early adulthood. These findings reveal a form of antigen-specific tolerance in humans, induced in utero and probably active in regulating immune responses after birth.

ABSTRACT The human coronaviruses (CoVs) severe acute respiratory syndrome (SARS)-CoV and NL63 employ angiotensin-converting enzyme 2 (ACE2) for cell entry. It was shown that recombinant SARS-CoV spike protein (SARS-S) downregulates ACE2 expression and thereby promotes lung injury. Whether NL63-S exerts a similar activity is yet unknown. We found that recombinant SARS-S bound to ACE2 and induced ACE2 shedding with higher efficiency than NL63-S. Shedding most likely accounted for the previously observed ACE2 downregulation but was dispensable for viral replication. Finally, SARS-CoV but not NL63 replicated efficiently in ACE2-positive Vero cells and reduced ACE2 expression, indicating robust receptor interference in the context of SARS-CoV but not NL63 infection.

β-thalassemia, one of the most common genetic diseases worldwide, is caused by mutations in the human hemoglobin beta ( HBB ) gene. Creation of human induced pluripotent stem cells (iPSCs) from β-thalassemia patients could offer an approach to cure this disease. Correction of the disease-causing mutations in iPSCs could restore normal function and provide a rich source of cells for transplantation. In this study, we used the latest gene-editing tool, CRISPR/Cas9 technology, combined with the piggyBac transposon to efficiently correct the HBB mutations in patient-derived iPSCs without leaving any residual footprint. No off-target effects were detected in the corrected iPSCs, and the cells retain full pluripotency and exhibit normal karyotypes. When differentiated into erythroblasts using a monolayer culture, gene-corrected iPSCs restored expression of HBB compared to the parental iPSCs line. Our study provides an effective approach to correct HBB mutations without leaving any genetic footprint in patient-derived iPSCs, thereby demonstrating a critical step toward the future application of stem cell-based gene therapy to monogenic diseases.

Individuals homozygous for the C-C chemokine receptor type 5 gene with 32-bp deletions (CCR5Δ32) are resistant to HIV-1 infection. In this study, we generated induced pluripotent stem cells (iPSCs) homozygous for the naturally occurring CCR5Δ32 mutation through genome editing of wild-type iPSCs using a combination of transcription activator-like effector nucleases (TALENs) or RNA-guided clustered regularly interspaced short palindromic repeats (CRISPR)-Cas9 together with the piggyBac technology. Remarkably, TALENs or CRISPR-Cas9-mediated double-strand DNA breaks resulted in up to 100% targeting of the colonies on one allele of which biallelic targeting occurred at an average of 14% with TALENs and 33% with CRISPR. Excision of the piggyBac using transposase seamlessly reproduced exactly the naturally occurring CCR5Δ32 mutation without detectable exogenous sequences. We differentiated these modified iPSCs into monocytes/macrophages and demonstrated their resistance to HIV-1 challenge. We propose that this strategy may provide an approach toward a functional cure of HIV-1 infection.

ABSTRACT Plasma-derived polyclonal antibodies are polyvalent drugs used for many important clinical indications that require modulation of multiple drug targets simultaneously, including emerging infectious disease and transplantation. However, plasma-derived drugs suffer many problems, including low potency, impurities, constraints on supply, and batch-to-batch variation. In this study, we demonstrated proofs-of-concept for a technology that uses microfluidics and molecular genomics to capture diverse mammalian antibody repertoires as multivalent recombinant drugs. These “recombinant hyperimmune” drugs comprised thousands to tens of thousands of antibodies and were derived from convalescent human donors, or vaccinated human donors or immunized mice. Here we used our technology to build a highly potent recombinant hyperimmune for Severe Acute Respiratory Syndrome Coronavirus-2 (SARS CoV-2) in less than three months. We also validated a recombinant hyperimmune for Zika virus disease that abrogates antibody-dependent enhancement (ADE) through Fc engineering. For patients with primary immune deficiency (PID), we built high potency polyvalent recombinant hyperimmunes against pathogens that commonly cause serious lung infections. Finally, to address the limitations of rabbit-derived anti-thymocyte globulin (ATG), we generated a recombinant human version and demonstrated in vivo function against graft-versus-host disease (GVHD). Recombinant hyperimmunes are a novel class of drugs that could be used to target a wide variety of other clinical applications, including cancer and autoimmunity.

Abstract Background Blood collection from donors on testosterone therapy (TT) is restricted to red blood cell (RBC) concentrates to avoid patient exposure to supraphysiological testosterone (T). The objective of this study was to identify TT‐related changes in RBC characteristics relevant to transfusion effectiveness in patients. Study Design This was a two‐part study with cohorts of patients and blood donors on TT. In part 1, we conducted longitudinal evaluation of RBCs collected before and at three time points after initiation of T. RBC assays included storage and oxidative hemolysis, membrane deformability (elongation index), and oximetry. In part 2, we evaluated the fate of transfused RBCs from TT donors in immunodeficient mice and by retrospective analyses of NIH's vein‐to‐vein databases. Results TT increased oxidative hemolysis (1.45‐fold change) and decreased RBC membrane deformability. Plasma free testosterone was positively correlated with oxidative hemolysis ( r = .552) and negatively correlated with the elongation index ( r = −.472). Stored and gamma‐irradiated RBCs from TT donors had lower posttransfusion recovery in mice compared to controls (41.6 ± 12 vs. 55.3 ± 20.5%). Recipients of RBCs from male donors taking T had 25% lower hemoglobin increments compared to recipients of RBCs from non‐TT male donors, and had increased incidence (OR, 1.80) of requiring additional RBC transfusions within 48 h of the index transfusion event. Conclusions TT is associated with altered RBC characteristics and transfusion effectiveness. These results suggest that clinical utilization of TT RBCs may be less effective in recipients who benefit from longer RBC survival, such as chronically transfused patients.

The ductal system of the salivary gland has long been postulated to be resistant to radiation-induced damage, a common outcome incurred by head and neck cancer patients receiving radiotherapy. Yet, whether the ducts are capable of regenerating after genotoxic injury, or if damage to ductal cells induces lineage plasticity, as has been reported in other organ systems, remains unknown. Here, we show that two ductal progenitor populations marked by KRT14 and KIT exclusively maintain non-overlapping ductal compartments after radiation exposure but do so through distinct cellular mechanisms. KRT14+ progenitor cells are fast cycling cells that proliferate in response to radiation-induced damage in a sustained manner and divide asymmetrically to produce differentiated cells of the larger granulated ducts. Conversely, KIT+ cells are long lived progenitors for the intercalated ducts that undergo few cell divisions either during homeostasis or after gamma radiation, thus maintaining ductal architecture in the near absence of cell turnover. Together, these data illustrate the regenerative capacity of the salivary ducts and highlight the heterogeneity in the damage responses used by salivary progenitor cells to maintain tissue architecture.