Androgen-deprivation therapy is well-established for treating prostate cancer but is associated with bone loss and an increased risk of fracture. We investigated the effects of denosumab, a fully human monoclonal antibody against receptor activator of nuclear factor-κB ligand, on bone mineral density and fractures in men receiving androgen-deprivation therapy for nonmetastatic prostate cancer.

Abstract Prostaglandin E2 is a potent lipid mediator of inflammation that effects changes in cell functions through ligation of four distinct G protein-coupled receptors (E-prostanoid (EP)1, EP2, EP3, and EP4). During pneumonia, PGE2 production is enhanced. In the present study, we sought to assess the effect of endogenously produced and exogenously added PGE2 on FcRγ-mediated phagocytosis of bacterial pathogens by alveolar macrophages (AMs), which are critical participants in lung innate immunity. We also sought to characterize the EP receptor signaling pathways responsible for these effects. PGE2 (1–1000 nM) dose-dependently suppressed the phagocytosis by rat AMs of IgG-opsonized erythrocytes, immune serum-opsonized Klebsiella pneumoniae, and IgG-opsonized Escherichia coli. Conversely, phagocytosis was stimulated by pretreatment with the cyclooxygenase inhibitor indomethacin. PGE2 suppression of phagocytosis was associated with enhanced intracellular cAMP production. Experiments using both forskolin (adenylate cyclase activator) and rolipram (phosphodiesterase IV inhibitor) confirmed the inhibitory effect of cAMP stimulation. Immunoblot analysis of rat AMs identified expression of only EP2 and EP3 receptors. The selective EP2 agonist butaprost, but neither the EP1/EP3 agonist sulprostone nor the EP4-selective agonist ONO-AE1-329, mimicked the effects of PGE2 on phagocytosis and cAMP stimulation. Additionally, the EP2 antagonist AH-6809 abrogated the inhibitory effects of both PGE2 and butaprost. We confirmed the specificity of our results by showing that AMs from EP2-deficient mice were resistant to the inhibitory effects of PGE2. Our data support a negative regulatory role for PGE2 on the antimicrobial activity of AMs, which has important implications for future efforts to prevent and treat bacterial pneumonia.

Antibiotic usage is the most commonly cited risk factor for hospital-acquired Clostridium difficile infections (CDI). The increased risk is due to disruption of the indigenous microbiome and a subsequent decrease in colonization resistance by the perturbed bacterial community; however, the specific changes in the microbiome that lead to increased risk are poorly understood. We developed statistical models that incorporated microbiome data with clinical and demographic data to better understand why individuals develop CDI. The 16S rRNA genes were sequenced from the feces of 338 individuals, including cases, diarrheal controls, and nondiarrheal controls. We modeled CDI and diarrheal status using multiple clinical variables, including age, antibiotic use, antacid use, and other known risk factors using logit regression. This base model was compared to models that incorporated microbiome data, using diversity metrics, community types, or specific bacterial populations, to identify characteristics of the microbiome associated with CDI susceptibility or resistance. The addition of microbiome data significantly improved our ability to distinguish CDI status when comparing cases or diarrheal controls to nondiarrheal controls. However, only when we assigned samples to community types was it possible to differentiate cases from diarrheal controls. Several bacterial species within the Ruminococcaceae, Lachnospiraceae, Bacteroides, and Porphyromonadaceae were largely absent in cases and highly associated with nondiarrheal controls. The improved discriminatory ability of our microbiome-based models confirms the theory that factors affecting the microbiome influence CDI. IMPORTANCE The gut microbiome, composed of the trillions of bacteria residing in the gastrointestinal tract, is responsible for a number of critical functions within the host. These include digestion, immune system stimulation, and colonization resistance. The microbiome's role in colonization resistance, which is the ability to prevent and limit pathogen colonization and growth, is key for protection against Clostridium difficile infections. However, the bacteria that are important for colonization resistance have not yet been elucidated. Using statistical modeling techniques and different representations of the microbiome, we demonstrated that several community types and the loss of several bacterial populations, including Bacteroides, Lachnospiraceae, and Ruminococcaceae, are associated with CDI. Our results emphasize the importance of considering the microbiome in mediating colonization resistance and may also direct the design of future multispecies probiotic therapies.

Purpose: To develop healthcare professionals as clinical leaders in academic medicine and learning health system; and uncover organizational barriers, as well as pathways and practices to facilitate career growth and professional fulfillment. Methods: The Department of Medicine strategic plan efforts prompted the development of a business of medicine program informed by a needs assessment and realignment between academic departments and the healthcare system. The business of medicine leadership program launched in 2017. This descriptive case study presents its 5th year evaluation. Competencies were included from the Physician MBA program and from specific departmental needs and goals. Results: The program hosted a total of 102 clinical faculty. We had a 37% response rate of those retained at Indiana University School of Medicine. Overall, responses conveyed a positive experience in the course. Over 80% of participants felt that they gained skills in professional reflection, professional socialization, goal orientation, critical thinking, and commitment to profession. Financial literacy was overwhelmingly the skill that was reported to be the most valuable. Finance and accounting were mentioned as the most difficult concepts to understand. Familiar concepts included communication, LEAN, and wellness related topics. One hundred percent of participants said they are utilizing the skills gained in this program in their current role and that they would recommend the course to others. Conclusion: Business of medicine courses are more common now with programs describing elements informed by health system operations. However, few programs incorporate aspects of wellness, equity, diversity, inclusion, and health equity. Our program makes the case for multiple ways to develop inclusive leaders through a focused five-month program. It also recognizes that to really impact the learning health system, health professionals need leadership development and leaders suited to work alongside career administrators, all aiming towards a common goal of equitable patient-centered care. Keywords: business of medicine, professional development, business competencies, health equity, leadership

Introduction: There is an increasing prevalence of non-communicable diseases worldwide. Metabolic diseases such as obesity and gestational diabetes mellitus (GDM) increasingly affect women during pregnancy, which can harm pregnancy outcomes and the long-term health and wellbeing of exposed offspring. Both obesity and GDM have been associated with proinflammatory effects within the placenta, the critical organ governing fetal development. Methods: The purpose of these studies was to model, in vitro, the effects of metabolic stress (high levels of glucose, insulin and saturated lipids) on placental macrophage biology, since these cells are the primary innate immune phagocyte within the placenta with roles in governing maternofetal immune tolerance and antimicrobial host defense. Macrophages were isolated from the villous core of term, human placentae delivered through nonlaboring, elective Cesarean sections and exposed to combinations of elevated glucose (30 mM), insulin (10 nM) and the saturated lipid palmitic acid (palmitate, 0.4 mM). Results: We found that palmitate alone induced the activation of the nucleotide-binding oligomerization domain-like receptor (NLR) Family Pyrin Domain Containing 3 (NLRP3) inflammasome in placental macrophages, which was associated with increased interleukin 1 beta release and an increase in apoptotic cell death. Glucose and insulin neither provoked these effects nor augmented the impact of palmitate itself. Discussion: Our findings confirm an impact of saturated fat on placental macrophage immune activation and could be relevant to the impact of metabolic stress in vivo.

Pregnant women are an especially vulnerable population, given the sensitivity of a developing fetus to chemical exposures. However, prescribing behavior for the gravid patient is guided on limited human data and conflicting cases of adverse outcomes due to the exclusion of pregnant populations from randomized, controlled trials. These factors increase risk for adverse drug outcomes and reduce quality of care for pregnant populations. Herein, we propose the application of artificial intelligence to systematically predict the teratogenicity of a prescriptible small molecule from information inherent to the drug. Using unsupervised and supervised machine learning, our model probes all small molecules with known structure and teratogenicity data published in research-amenable formats to identify patterns among structural, meta-structural, and in vitro bioactivity data for each drug and its teratogenicity score. With this workflow, we discovered three chemical functionalities that predispose a drug towards increased teratogenicity and two moieties with potentially protective effects. Our models predict three clinically-relevant classes of teratogenicity with AUC = 0.8 and nearly double the predictive accuracy of a blind control for the same task, suggesting successful modeling. We also present extensive barriers to translational research that restrict data-driven studies in pregnancy and therapeutically 'orphan' pregnant populations. Collectively, this work represents a first-in-kind platform for the application of computing to study and predict teratogenicity.

ABSTRACT Group B Streptococcus (GBS) is a major cause of fetal and neonatal mortality worldwide. Many of the adverse effects associated with invasive GBS are associated with inflammation that leads to chorioamnionitis, preterm birth, sepsis, and meningitis; therefore, understanding bacterial factors that promote inflammation is of critical importance. Membrane vesicles (MVs), which are produced by many pathogenic and non-pathogenic bacteria, may modulate host inflammatory responses. In mice, GBS MVs injected intra-amniotically can induce preterm birth and fetal death. Although it is known that GBS MVs induce large-scale leukocyte recruitment into infected tissues, the immune effectors driving these responses are unclear. Here, we hypothesized that macrophages respond to GBS-derived MVs by producing proinflammatory cytokines and are recognized through one or more pattern recognition receptors. We show that THP-1 macrophage-like cells produce high levels of neutrophil- and monocyte-specific chemokines in response to MVs derived from different clinical isolates of GBS. Interleukin (IL)-1β was significantly upregulated in response to MVs, which was independent of NF-kB signaling but dependent on both caspase-1 and NLRP3. These data indicate that MVs contain one or more pathogen-associated molecular patterns that can be sensed by the immune system. Furthermore, this study identifies the NLRP3 inflammasome as a novel sensor of GBS MVs. Our data additionally indicate that MVs may serve as immune effectors that can be targeted for immunotherapeutics, particularly given that similar responses were observed across this subset of GBS isolates.

Abstract Streptococcus agalactiae , also known as Group B Streptococcus (GBS), is a Gram- positive encapsulated bacterium that colonizes the gastrointestinal tract of 30-50% of humans. GBS causes invasive infection during pregnancy that can lead to chorioamnionitis, funisitis, preterm prelabor rupture of membranes (PPROM), preterm birth, neonatal sepsis, and maternal and fetal demise. Upon infecting the host, GBS encounters sentinel innate immune cells, such as macrophages, within reproductive tissues. Once phagocytosed by macrophages, GBS upregulates expression of the gene, npx , which encodes a NADH peroxidase. GBS mutants with a npx deletion (Δ npx ) are exquisitely sensitive to reactive oxygen stress. Furthermore, we have shown that npx is required for GBS survival in both THP-1 and placental macrophages. In an in vivo murine model of ascending GBS vaginal infection during pregnancy, npx is required for invasion of reproductive tissues and is critical for inducing disease progression including PPROM and preterm birth. Reproductive tissue cytokine production was also significantly diminished in Δ npx infected animals compared to those infected with wild type (WT)-GBS. Complementation in trans reversed this phenotype, indicating npx is critical for GBS survival and initiation of proinflammatory signaling in the gravid host.

ABSTRACT Although the neonatal and fetal pathogen Group B Streptococcus (GBS) asymptomatically colonizes the vaginal tract of ∼30% of pregnant women, only a fraction of their offspring develops invasive disease. We and others have postulated that these dimorphic clinical phenotypes are driven by strain variability; however, the bacterial factors that promote these divergent clinical phenotypes remain unclear. It was previously shown that GBS produces membrane vesicles (MVs) that contain active virulence factors capable of inducing adverse pregnancy outcomes. Because the relationship between strain variation and vesicle composition or production is unknown, we sought to quantify MV production and examine the protein composition, using label-free proteomics on MVs produced by diverse clinical GBS strains representing three phylogenetically distinct lineages. We found that MV production varied across strains, with certain strains displaying nearly two-fold increases in production relative to others. Hierarchical clustering and principal component analysis of the proteomes revealed that MV composition is lineage-dependent but independent of clinical phenotype. Multiple proteins that contribute to virulence or immunomodulation, including hyaluronidase, C5a peptidase, and sialidases, were differentially abundant in MVs, and were partially responsible for this divergence. Together, these data indicate that production and composition of GBS MVs vary in a strain-dependent manner, suggesting that MVs have lineage-specific functions relating to virulence. Such differences may contribute to variation in clinical phenotypes observed among individuals infected with GBS strains representing distinct lineages.