Chronic stress induces signalling from the sympathetic nervous system (SNS) and drives cancer progression, although the pathways of tumour cell dissemination are unclear. Here we show that chronic stress restructures lymphatic networks within and around tumours to provide pathways for tumour cell escape. We show that VEGFC derived from tumour cells is required for stress to induce lymphatic remodelling and that this depends on COX2 inflammatory signalling from macrophages. Pharmacological inhibition of SNS signalling blocks the effect of chronic stress on lymphatic remodelling in vivo and reduces lymphatic metastasis in preclinical cancer models and in patients with breast cancer. These findings reveal unanticipated communication between stress-induced neural signalling and inflammation, which regulates tumour lymphatic architecture and lymphogenous tumour cell dissemination. These findings suggest that limiting the effects of SNS signalling to prevent tumour cell dissemination through lymphatic routes may provide a strategy to improve cancer outcomes.

We identify the prolyl-tRNA synthetase (PRS) inhibitor halofuginone 1 , a compound in clinical trials for anti-fibrotic and anti-inflammatory applications 2 , as a potent inhibitor of SARS-CoV-2 infection and replication. The interaction of SARS-CoV-2 spike protein with cell surface heparan sulfate (HS) promotes viral entry 3 . We find that halofuginone reduces HS biosynthesis, thereby reducing spike protein binding, SARS-CoV-2 pseudotyped virus, and authentic SARS-CoV-2 infection. Halofuginone also potently suppresses SARS-CoV-2 replication post-entry and is 1,000-fold more potent than Remdesivir 4 . Inhibition of HS biosynthesis and SARS-CoV-2 infection depends on specific inhibition of PRS, possibly due to translational suppression of proline-rich proteins. We find that pp1a and pp1ab polyproteins of SARS-CoV-2, as well as several HS proteoglycans, are proline-rich, which may make them particularly vulnerable to halofuginone's translational suppression. Halofuginone is orally bioavailable, has been evaluated in a phase I clinical trial in humans and distributes to SARS-CoV-2 target organs, including the lung, making it a near-term clinical trial candidate for the treatment of COVID-19.

Abstract In the honey bee ( Apis mellifera ), queen and worker castes originate from identical genetic templates but develop into different phenotypes. Queens lay up to 2,000 eggs daily whereas workers are sterile in the queen’s presence. Periodically queens stop laying; during swarming, when resources are scarce in winter and when they are confined to a cage by beekeepers. We used confocal microscopy and gene expression assays to investigate the control of oogenesis in honey bee queen ovaries. We show that queens use different combination of ‘checkpoints’ to regulate oogenesis compared to honey bee workers and other insect species. However, both queen and worker castes use the same programmed cell death pathways to terminate oocyte development at their caste-specific checkpoints. Our results also suggest that the termination of oogenesis in queens is driven by nutritional stress. Thus, queens may regulate oogenesis via the same regulatory pathways that were utilised by ancestral solitary species but have adjusted physiological checkpoints to suit their highly-derived life history. Summary statement Honey bee queens regulate oogenesis using a different combination of ‘checkpoints’ to workers, but both castes use the same molecular pathways.

Abstract Background Diabetic heart disease may eventually lead to heart failure, a leading cause of mortality in diabetic individuals. The lack of effective treatments for diabetes-induced heart failure may result from a failure to address the underlying pathological processes, including chronic, low-grade inflammation. Previous studies have reported that lipoxin A 4 (LXA 4 ), known to promote resolution of inflammation, attenuates diabetes-induced atherosclerosis, but its impact on diabetic hearts has not been sought. Thus, we aimed to determine whether LXA 4 therapeutic treatment attenuates diabetes-induced cardiac pathology. Methods Six-week-old male apolipoprotein E-deficient (ApoE −/− ) mice were followed for 16 weeks after injection of streptozotocin (STZ, 55 mg/kg/day, i.p. for 5 days) to induce type-1 diabetes (T1DM). Treatment with LXA 4 (5 μg/kg, i.p.) or vehicle (0.02% ethanol, i.p.) was administered twice weekly for the final 6 weeks. One week before endpoint, echocardiography was performed within a subset of mice from each group. At the end of the study, mice were euthanized with sodium pentobarbital (100 mg/kg i.p.) and hearts were collected for ex vivo analysis, including histological assessment, gene expression profiling by real-time PCR and protein level measurement by western blot. Results As expected diabetic mice showed a significant elevation in plasma glycated hemoglobin (HbA 1c ) and glucose levels, along with reduced body weight. Vehicle-treated diabetic mice exhibited increased cardiac inflammation, macrophage content, and an elevated ratio of M1-like to M2-like macrophage markers. In addition, myocardial fibrosis, cardiomyocytes apoptosis and hypertrophy (at the genetic level) were evident, with echocardiography revealing early signs of left ventricular (LV) diastolic dysfunction. Treatment with LXA 4 ameliorated diabetes-induced cardiac inflammation, pro-inflammatory macrophage polarization and cardiac remodeling (especially myocardial fibrosis and cardiomyocytes apoptosis), with ultimate improvement in cardiac function. Of note, this improvement was independent of glucose control. Conclusions These findings demonstrated that LXA 4 treatment attenuated the extent of cardiac inflammation in diabetic hearts, resulting in limited cardiac remodeling and improved LV diastolic function. This supports further exploration of LXA 4 -based therapy for the management of diabetic heart disease. The recent development of stable LXA 4 mimetics holds potential as a novel strategy to treat cardiac dysfunction in diabetes, paving the way for innovative and more effective therapeutic strategies. Graphical Abstract

The prevalence of "long COVID" is just one of the conundrums highlighting how little we know about the lung's response to viral infection, particularly to syndromecoronavirus-2 (SARS-CoV-2), for which the lung is the point of entry. We used an in vitro human lung system to enable a prospective, unbiased, sequential single-cell level analysis of pulmonary cell responses to infection by multiple SARS-CoV-2 strains. Starting with human induced pluripotent stem cells and emulating lung organogenesis, we generated and infected three-dimensional, multi-cell-type-containing lung organoids (LOs) and gained several unexpected insights. First, SARS-CoV-2 tropism is much broader than previously believed: Many lung cell types are infectable, if not through a canonical receptor-mediated route (e.g., via Angiotensin-converting encyme 2(ACE2)) then via a noncanonical "backdoor" route (via macropinocytosis, a form of endocytosis). Food and Drug Administration (FDA)-approved endocytosis blockers can abrogate such entry, suggesting adjunctive therapies. Regardless of the route of entry, the virus triggers a lung-autonomous, pulmonary epithelial cell-intrinsic, innate immune response involving interferons and cytokine/chemokine production in the absence of hematopoietic derivatives. The virus can spread rapidly throughout human LOs resulting in mitochondrial apoptosis mediated by the prosurvival protein Bcl-xL. This host cytopathic response to the virus may help explain persistent inflammatory signatures in a dysfunctional pulmonary environment of long COVID. The host response to the virus is, in significant part, dependent on pulmonary Surfactant Protein-B, which plays an unanticipated role in signal transduction, viral resistance, dampening of systemic inflammatory cytokine production, and minimizing apoptosis. Exogenous surfactant, in fact, can be broadly therapeutic.

Abstract Changes in sub-cellular pH play a key role in metabolism, cell growth, membrane transport, and can also be exploited to control cargo release from therapeutic delivery systems. Most methods to measure pH rely on intensity changes of pH sensitive fluorophores, however these measurements are hampered by high uncertainty in the inferred pH and the need for multiple fluorophores. To address this, we have developed a method to accurately quantify sub-cellular pH in individual vesicles using fluorescent lifetime imaging microscopy (pHLIM). pHLIM exploits the linear pH dependant lifetime of the fluorescent protein mApple and uses deep learning models to automatically identify and measure the pH of subcellular compartments. We have engineered mApple fusion proteins to measure the pH of the cytosol, endosomes, lysosomes and demonstrated the utility of pHLIM by measuring pH changes induced by drugs (bafilomycin A1) and polyethylenimine (a common transfection reagent). pHLIM is a simple and quantitative method to measure sub-cellular pH that has the potential to help with the design of the next generation of controlled drug release systems and to understand drug action and disease progression.

Formylpeptide receptors (FPRs) play a critical role in the regulation of inflammation, an important driver of hypertension-induced end-organ damage. We have previously reported that the biased FPR small-molecule agonist, compound17b (Cmpd17b), is cardioprotective against acute, severe inflammatory insults. Here, we reveal the first compelling evidence of the therapeutic potential of this novel FPR agonist against a longer-term, sustained inflammatory insult, i.e. hypertension-induced end-organ damage. The parallels between the murine and human hypertensive proteome were also investigated.

Abstract Biocompatible rod‐shaped nanoparticles of controlled length can be produced through the heat‐induced “living” seeded crystallization‐driven self‐assembly (CDSA) of poly(2‐isopropyl‐2‐oxazoline)‐containing block copolymers. With a hydrophilic poly(2‐methyl‐2‐oxazine) or poly(2‐methyl‐2‐oxazoline) corona, these nanorods have proven non‐cytotoxic, non‐hemolytic, and ideal for use as a polymer‐based drug delivery system. This study demonstrates a facile, one‐pot method for the synthesis of mycophenolic acid (MPA)‐conjugated block copolymer “unimers” for use in seeded CDSA. Through altering block order during sequential monomer addition cationic ring‐opening polymerization (CROP), MPA is conjugated to either the chain end of the core‐forming or corona‐forming block. This allows bioactive polymer nanorods to be prepared with MPA positioned at either the periphery of the corona, or at the core‐corona interface of the nanorod formed during seeded CDSA. In vitro, these nanorods arrest growth in human T and B lymphocytes, with reduced effect in “off‐target” monocytes when compared with unconjugated MPA. Furthermore, the conjugation of MPA to the core‐corona interface of the nanorods leads to a slower release and reduced cytostatic effect. This study offers a robust investigation into the effect of steric hindrance and corona chemistry on the therapeutic potential of drug‐conjugated CDSA nanorods and demonstrates the potential of poly(2‐oxazoline)/poly(2‐oxazine)‐based CDSA nanomaterials as effective drug delivery platforms.

Common treatment approaches for triple-negative breast cancer (TNBC) are associated with severe side effects due to the unfavorable biodistribution profile of potent chemotherapeutics. Here, we explored the potential of TNBC-targeting aptamer-decorated porous silicon nanoparticles (pSiNPs) as targeted nanocarriers for TNBC. A "salt-aging" strategy was employed to fabricate a TNBC-targeting aptamer functionalized pSiNP that was highly colloidally stable. Doxorubicin (Dox) was efficiently loaded into nanoparticles (179 ± 5 μg/mg of pSiNP) and experienced pH-dependent release kinetics. Further experiments highlighted that clathrin-mediated endocytosis was the primary route that aptamer-pSiNP conjugates take to enter the endolysosomal compartment of the MCF10Ca1h TNBC cells. A time-interval colocalization study shows the accumulation of an aptamer-decorated pSiNP conjugate in the lysosomes of TNBC cells, unlike for antibody-decorated pSiNPs, leading to particle-induced lysosomal swelling and membrane destabilization. Dox-loaded aptamer-pSiNPs efficiently reduced the viability of the TNBC cells (11.8 ± 1.5%) compared to nontargeted nanoparticles (58.2 ± 8.8%) while the developed system showed a low level of toxicity in healthy cells, both in vitro and in vivo. These findings have laid the foundation for further investigating the potential of aptamer-pSiNP conjugates as a targeted treatment strategy in preclinical TNBC models.