Mucosal-associated invariant T (MAIT) cells represent up to 10% of circulating human T cells. They are usually defined using combinations of non-lineage-specific (surrogate) markers such as anti-TRAV1-2, CD161, IL-18Rα and CD26. The development of MR1-Ag tetramers now permits the specific identification of MAIT cells based on T-cell receptor specificity. Here, we compare these approaches for identifying MAIT cells and show that surrogate markers are not always accurate in identifying these cells, particularly the CD4+ fraction. Moreover, while all MAIT cell subsets produced comparable levels of IFNγ, TNF and IL-17A, the CD4+ population produced more IL-2 than the other subsets. In a human ontogeny study, we show that the frequencies of most MR1 tetramer+ MAIT cells, with the exception of CD4+ MAIT cells, increased from birth to about 25 years of age and declined thereafter. We also demonstrate a positive association between the frequency of MAIT cells and other unconventional T cells including Natural Killer T (NKT) cells and Vδ2+ γδ T cells. Accordingly, this study demonstrates that MAIT cells are phenotypically and functionally diverse, that surrogate markers may not reliably identify all of these cells, and that their numbers are regulated in an age-dependent manner and correlate with NKT and Vδ2+ γδ T cells.

Abstract Addressing the transmission enigma of the neglected disease Buruli ulcer (BU) is a World Health Organization priority. In Australia, we have observed an association between mosquitoes harboring the causative agent, Mycobacterium ulcerans , and BU. Here we tested a contaminated skin model of BU transmission by dipping the tails from healthy mice in cultures of the causative agent, Mycobacterium ulcerans . Tails were exposed to mosquito ( Aedes notoscriptus and Aedes aegypti ) blood feeding or punctured with sterile needles. Two of 11 of mice with M. ulcerans contaminated tails exposed to feeding A. notoscriptus mosquitoes developed BU. Eighteen of 20 mice subjected to contaminated tail needle puncture developed BU. Mouse tails coated only in bacteria did not develop disease. We observed a low infectious dose-50 of four colony-forming units and a median incubation time of 12 weeks, consistent with data from human infections. We have uncovered a highly efficient and biologically plausible atypical transmission mode of BU via natural or anthropogenic skin punctures. Author summary Buruli ulcer is a neglected tropical disease caused by infection with Mycobacterium ulcerans . Unfortunately, how people contract this disease is not well understood. Here we show for the first time using experimental infections in mice that a very low dose of M. ulcerans delivered beneath the skin by a minor injury caused by a blood-feeding insect (mosquito) or a needle puncture is sufficient to cause Buruli ulcer. This research provides important laboratory evidence to advance our understanding of Buruli ulcer disease transmission.

The neglected tropical disease Buruli ulcer (BU) is an infection of subcutaneous tissue with Mycobacterium ulcerans. There is no effective BU vaccine. Here, we assessed an experimental prime-boost vaccine in a low-dose murine tail infection model. We used the enoyl-reductase (ER) domain of the M. ulcerans mycolactone polyketide synthases electrostatically coupled with a previously described TLR-2 agonist-based lipopeptide adjuvant, R4Pam2Cys. Mice were vaccinated and then challenged via tail inoculation with 14-20 colony forming units (CFU) of an engineered bioluminescent strain of M. ulcerans. Mice receiving either the experimental ER vaccine or Mycobacterium bovis Bacille Calmette-Guerin (BCG) were equally well protected, with both groups faring significantly better than non-vaccinated animals (p<0.05). A suite of 29 immune parameters were assessed in the mice at the end of the experimental period. Multivariate statistical approaches were then used to interrogate the immune response data to develop disease-prognostic models. High levels of IL-2 and low IFN-𝝲 produced in the spleen best predicted control of infection across all vaccine groups. Univariate logistic regression then revealed vaccine-specific profiles of protection. High titres of ER-specific IgG serum antibodies together with IL-2 and IL-4 in the draining lymph node (DLN) were associated with protection induced by the experimental ER vaccine. In contrast, high titres of IL-6, TNF-alpha;, IFN-gamma; and IL-10 in the DLN and low IFN-gamma; titres in the spleen were associated with protection following BCG vaccination. This study suggests an effective BU vaccine must induce localised, tissue-specific immune profiles with controlled inflammatory responses at the site of infection.

Background: Mycobacterium ulcerans is the causative agent of a debilitating skin and soft tissue infection known as Buruli ulcer (BU). There is no vaccine against BU. The purpose of this study was to investigate the vaccine potential of two previously described immunogenic M. ulcerans proteins, MUL\_3720 and Hsp18, using a mouse tail infection model of BU. Methods: Recombinant versions of the two proteins were each electrostatically coupled with a previously described lipopeptide adjuvant. Seven C57BL/6 and seven BALB/c mice were vaccinated and boosted with each of the formulations. Vaccinated mice were then challenged with M. ulcerans via subcutaneous tail inoculation. Vaccine performance was assessed by time-to-ulceration compared to unvaccinated mice. Results: The MUL\_3720 and Hsp18 vaccines induced high titres of antigen-specific antibodies that were predominately subtype IgG1. However, all mice developed ulcers by day-40 post-M. ulcerans challenge. No significant difference was observed in the time-to-onset of ulceration between the experimental vaccine groups and unvaccinated animals. Conclusions: These data align with previous vaccine experiments using Hsp18 and MUL_3720 that indicated these proteins may not be appropriate vaccine antigens. This work highlights the need to explore alternative vaccine targets and different approaches to understand the role antibodies might play in controlling BU.