Abstract Gamma-delta (γδ) T cells recognize antigens in an MHC-independent manner, with demonstrable cytotoxicity against cancer and virally infected cells. Human immunodeficiency virus (HIV) infection severely depletes the Vγ9Vδ2 (Vδ2) subset of these T cells in most infected individuals, with the exception of elite controllers. The capacity of Vδ2 cells to kill HIV-infected targets has been demonstrated in vitro , but this has not been verified in vivo . Here, we examined the immunotherapeutic potential of Vδ2 cells in controlling HIV replication in vivo and provide the first characterization of reconstituted γδ T cell subsets in the peripheral blood and lymphoid tissue in a humanized mouse model. We demonstrate the depletion of Vδ2 cells and increase in Vδ1 cells in the blood following HIV infection, similar to that observed in HIV-infected humans. The functionality of human Vδ2 cells isolated from humanized mice was confirmed via ex vivo expansion in response to zoledronate and IL-2 treatment. The adoptive transfer of activated Vδ2 cells failed to control HIV infection in vivo but instead exacerbated viremia by serving as early targets for HIV infection. Our findings suggest that Vδ2 cells play a critical and unappreciated role as early HIV targets of infection to promote viral dissemination.

Standard preclinical human tumor models lack a human tumor stroma. However, as stroma contributes to therapeutic resistance, the lack of human stroma may make current models less stringent for testing new therapies. To address this, using patient-derived tumor cells, patient derived cancer-associated mesenchymal stem/progenitor cells, and human endothelial cells, we created a Human Stroma-Patient Derived Xenograft (HS-PDX) tumor model. HS-PDX, compared to the standard PDX model, demonstrate greater resistance to targeted therapy and chemotherapy, and better reflect patient response to therapy. Furthermore, HS-PDX can be grown in mice with humanized bone marrow to create humanized immune stroma patient-derived xenograft (HIS-PDX) models. The HIS-PDX model contains human connective tissues, vascular and immune cell infiltrates. RNA sequencing analysis demonstrated a 94-96% correlation with primary human tumor. Using this model, we demonstrate the impact of human tumor stroma on response to CAR-T cell therapy and immune checkpoint inhibitor therapy. We show an immunosuppressive role for human tumor stroma and that this model can be used to identify immunotherapeutic combinations to overcome stromally mediated immunosuppression. Combined, our data confirm a critical role for human stoma in therapeutic response and indicate that HIS-PDX can be an important tool for preclinical drug testing.We developed a tumor model with human stromal, vascular, and immune cells. This model mirrors patient response to chemotherapy, targeted therapy, and immunotherapy, and can be used to study therapy resistance.

The human skin is a major barrier for host defense against many human pathogens, with several pathogens directly targeting the skin for replication and disease. The skin is also the primary route of infection for a myriad of vector-borne diseases; thus cutaneous immune cells play a major role in modulating transmission for such infectious diseases. Several human pathogens that target the skin as a major route of infection are unable to infect traditional rodent models or recapitulate the pathogenesis in humans. It is well established that differences exist in human skin and immune cell biology compared to rodent models. Therefore, rodent (mouse and rat) models that incorporate human skin and immune cells would addressed the above discussed technical gap, and enable in vivo mechanistic studies of human host-skin pathogen interactions, and support the development of novel therapeutics. Here, we introduce the novel human Skin and Immune System (hSIS)-humanized NOD-scid IL2Rgnull (NSG) mouse and Sprague-Dawley-Rag2tm2hera Il2rgtm1hera (SRG) rat models, co-engrafted with full-thickness human fetal skin, autologous fetal lymphoid tissues, and fetal liver-derived hematopoietic stem cells. hSIS-humanized rodents support the development of adult-like, full-thickness human skin and human lymphoid tissues, and support human immune cell development. Furthermore, the engrafted human skin supports Methicillin-resistant Staphylococcus aureus infection, demonstrating the utility of these humanized rodent models in studying human disease.

Abstract Loss of function mutations in the human immunodeficiency virus (HIV) negative factor (Nef) gene are associated with reduced viremia, robust T cell immune responses, and delayed acquired immunodeficiency syndrome (AIDS) progression in humans. In vitro studies have shown that mutations in the Nef dimerization interface significantly attenuate viral replication and impair host defense. However, in vivo , mechanistic studies on the role of Nef dimerization in HIV infection are lacking. Humanized rodents with human immune cells are robust platforms for investigating the interactions between HIV and the human immune system. The bone marrow-liver-thymus-spleen (BLTS) humanized mouse model carries human immune cells and lymphoid tissues that facilitate anti-viral immune responses. Here, we employed the BLTS-humanized mouse model to demonstrate that preventing Nef dimerization abrogates HIV viremia and the associated immune dysregulation. This suggests that Nef dimerization may be a therapeutic target for future HIV cure strategies.