Context shapes anticommensal immunity The gut bacterium Akkermansia muciniphila is associated with protection from obesity, enhanced wound healing, and augmented antitumor responses. Ansaldo et al. found that this microbe induces antigen-specific immunoglobulin G1 (IgG1) antibodies generated by B cells with CD4 + T cell help. This is in contrast to most anticommensal responses, which involve the T cell–independent production of IgA antibodies. In a gnotobiotic setting in which all components of the microbiome are defined, A. muciniphila –specific T cells expanded only when A. muciniphila was present. The T cells primarily displayed a phenotype associated with B cell help. However, in mice with a conventional gut microbiota, other proinflammatory A. muciniphila –specific T cell populations also expanded. Thus, anti– A. muciniphila immunity is context dependent, which may explain the variable immune responses to this microbe reported in patients. Science , this issue p. 1179

Extracellular vesicles of endosomal origin, exosomes, mediate intercellular communication by transporting substrates with a variety of functions related to tissue homeostasis and disease. Their diagnostic and therapeutic potential has been recognized for diseases such as cancer in which signaling defects are prominent. However, it is unclear to what extent exosomes and their cargo inform the progression of infectious diseases. We recently defined a subset of exosomes termed defensosomes that are mobilized during bacterial infection in a manner dependent on autophagy proteins. Through incorporating protein receptors on their surface, defensosomes mediated host defense by binding and inhibiting pore-forming toxins secreted by bacterial pathogens. Given this capacity to serve as decoys that interfere with surface protein interactions, we investigated the role of defensosomes during infection by severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2), the etiological agent of COVID-19. Consistent with a protective function, exosomes containing high levels of the viral receptor ACE2 in bronchioalveolar lavage fluid from critically ill COVID-19 patients was associated with reduced ICU and hospitalization times. We found ACE2+ exosomes were induced by SARS-CoV-2 infection and activation of viral sensors in cell culture, which required the autophagy protein ATG16L1, defining these as defensosomes. We further demonstrate that ACE2+ defensosomes directly bind and block viral entry. These findings suggest that defensosomes may contribute to the antiviral response against SARS-CoV-2 and expand our knowledge on the regulation and effects of extracellular vesicles during infection.

Abstract Neutrophils are short-lived cells of the innate immune system that play numerous roles in defense against infection, regulation of immune responses, tissue damage and repair, autoimmunity, and other non-communicable diseases. Understanding neutrophil function at a mechanistic level has been hampered by the difficulty of working with primary neutrophils, which die rapidly upon isolation, and the relative paucity of neutrophil cell lines. Murine neutrophil progenitors that are immortalized with estrogen-regulated expression of Hoxb8 differentiate into neutrophils upon withdrawal of estrogen and facilitate the quantitative production of neutrophils in vitro . Here we report the creation of a Cas9 + ER-Hoxb8 neutrophil progenitor cell line that enables both forward and reverse genetic analysis of neutrophils for the first time. By editing progenitors via transduction with sgRNAs, and then withdrawing estrogen, Cas9 edited neutrophils are produced with high efficiency. Importantly, neutrophil differentiation of edited progenitors occurs both in vitro in cell culture and when transferred into murine recipients. To demonstrate the utility of Cas9 + ER-Hoxb8 progenitors for forward genetics, we performed a pooled CRISPR screen to identify factors required for survival during neutrophil differentiation. This screen identified hundreds of genes both negatively and positively selected under differentiation conditions. One of the top hits from this screen was Cebpe , a transcription factor known to be required for neutrophil differentiation from pre-neutrophils to immature neutrophils. Using the progenitor cell line, we also confirmed that Cepbe is required for neutrophil differentiation in vivo , validating the utility of this cell line both for screening and for studying in vivo phenotypes. The genome-wide screen also identified all components of the WASH complex as being required for neutrophil differentiation, a finding that extends the known role of WASH in hematopoietic stem cell differentiation to later stages of neutrophil development. Taken together, we demonstrate that Cas9 + ER-Hoxb8 immortalized neutrophils can be used to study neutrophil function both in vitro and in vivo . This new resource will enable the analysis of the role of neutrophils in numerous disease states using genetics for the first time.