Foxp3-expressing regulatory T (T reg) cells have been implicated in parasite-driven inhibition of host immunity during chronic infection. We addressed whether parasites can directly induce T reg cells. Foxp3 expression was stimulated in naive Foxp3− T cells in mice infected with the intestinal helminth Heligmosomoides polygyrus. In vitro, parasite-secreted proteins (termed H. polygyrus excretory-secretory antigen [HES]) induced de novo Foxp3 expression in fluorescence-sorted Foxp3− splenocytes from Foxp3–green fluorescent protein reporter mice. HES-induced T reg cells suppressed both in vitro effector cell proliferation and in vivo allergic airway inflammation. HES ligated the transforming growth factor (TGF) β receptor and promoted Smad2/3 phosphorylation. Foxp3 induction by HES was lost in dominant-negative TGF-βRII cells and was abolished by the TGF-β signaling inhibitor SB431542. This inhibitor also reduced worm burdens in H. polygyrus–infected mice. HES induced IL-17 in the presence of IL-6 but did not promote Th1 or Th2 development under any conditions. Importantly, antibody to mammalian TGF-β did not recognize HES, whereas antisera that inhibited HES did not affect TGF-β. Foxp3 was also induced by secreted products of Teladorsagia circumcincta, a related nematode which is widespread in ruminant animals. We have therefore identified a novel pathway through which helminth parasites may stimulate T reg cells, which is likely to be a key part of the parasite’s immunological relationship with the host.

The intestinal microbiota are pivotal in determining the developmental, metabolic and immunological status of the mammalian host. However, the intestinal tract may also accommodate pathogenic organisms, including helminth parasites which are highly prevalent in most tropical countries. Both microbes and helminths must evade or manipulate the host immune system to reside in the intestinal environment, yet whether they influence each other’s persistence in the host remains unknown. We now show that abundance of Lactobacillus bacteria correlates positively with infection with the mouse intestinal nematode parasite, Heligmosomoides polygyrus, as well as with heightened regulatory T cell (Treg) and Th17 responses. Moreover, H. polygyrus raises Lactobacillus species abundance in the duodenum of C57BL/6 mice, which are highly susceptible to H. polygyrus infection, but not in BALB/c mice, which are relatively resistant. Sequencing of samples at the bacterial gyrB locus identified the principal Lactobacillus species as L. taiwanensis, a previously characterized rodent commensal. Experimental administration of L. taiwanensis to BALB/c mice elevates regulatory T cell frequencies and results in greater helminth establishment, demonstrating a causal relationship in which commensal bacteria promote infection with an intestinal parasite and implicating a bacterially-induced expansion of Tregs as a mechanism of greater helminth susceptibility. The discovery of this tripartite interaction between host, bacteria and parasite has important implications for both antibiotic and anthelmintic use in endemic human populations.

Presentation of peptide:MHCII by RORγ-expressing group 3 innate lymphoid cells (ILC3s), which are enriched within gut tissue, is required for control of CD4 T-cell responses to commensal bacteria. It is not known whether ILC populations migrate from their mucosal and peripheral sites to local draining secondary lymphoid tissues. Here we demonstrate that ILC3s reside within the interfollicular areas of mucosal draining lymph nodes, forming a distinct microenvironment not observed in peripheral lymph nodes. By photoconverting intestinal cells in Kaede mice we reveal constitutive trafficking of ILCs from the intestine to the draining mesenteric lymph nodes, which specifically for the LTi-like ILC3s was CCR7-dependent. Thus, ILC populations traffic to draining lymph nodes using different mechanisms.

Abstract Eosinophils are key contributors to allergic pathology, however, increasingly eosinophils are described to have important roles in organ health and immunoregulation. Factors that impact these diverse functions of eosinophils are not understood. Here we show in allergic-type lung inflammation, metabolically distinct populations of eosinophils can be identified based on expression of Siglec-F (Siglec-F hi and Siglec-F int ). Notably, the lung Siglec-F hi population was responsive to the commensal microbiome, expressing the short-chain fatty acid receptor GPR109A. Animals deficient in GPR109A displayed augmented eosinophilia during allergy. Moreover, transferred GPR109A-deficient eosinophils released more eosinophil peroxidase than controls. Treatment with butyrate or vitamin B3, both GPR109A ligands, reduced Siglec-F hi eosinophil frequency and activation, which was associated with apoptosis of Siglec-F hi eosinophils. These findings identify GPR109A as an unappreciated regulator of glycolytic Siglec-F hi eosinophils, raising the possibility of depleting pathological eosinophil populations in disease states while sparing those with homeostatic functions.