Summary Bone vasculature provides protection and signals necessary to control stem cell quiescence and renewal 1 . Specifically, type H capillaries, which highly express Endomucin, constitute the endothelial niche supporting a microenvironment of osteoprogenitors and long-term hematopoietic stem cells 2–4 . The age-dependent decline in type H endothelial cells was shown to be associated with bone dysregulation and accumulation of hematopoietic stem cells, which display cell-intrinsic alterations and reduced functionality 3 . The regulation of bone vasculature by chronic diseases, such as heart failure is unknown. Here, we describe the effects of myocardial infarction and post-infarction heart failure on the vascular bone cell composition. We demonstrate an age-independent loss of type H bone endothelium in heart failure after myocardial infarction in both mice and in humans. Using single-cell RNA sequencing, we delineate the transcriptional heterogeneity of human bone marrow endothelium showing increased expression of inflammatory genes, including IL1B and MYC , in ischemic heart failure. Inhibition of NLRP3-dependent IL-1β production partially prevents the post-myocardial infarction loss of type H vasculature in mice. These results provide a rationale for using anti-inflammatory therapies to prevent or reverse the deterioration of vascular bone function in ischemic heart disease.

Background: Risk stratification in severe aortic valve stenosis (AVS), even after contemporary TAVR therapy, is a significant unmet need. General risk scores (STSscore) or heart status biomarkers (NTproBNP) are useful, but prognostic value of potential disease-specific and mechanistically-based indexes is still low. Myocardial replacement fibrosis, as assessed by cMRI, appears to be the most important prognostic factor after TAVR. Soluble ST2 (sST2), a general cardiac biomarker originally reported in inflammatory diseases, was shown to be an independent factor for myocardial fibrosis; and men have higher levels of sST2 in patients with AVS. Experimentally, mosaic loss of Y chromosome in monocytes (mLOY) was associated with increased diffuse myocardial fibrosis, and we recently reported that mLOY is associated with a worse prognosis in severe AVS. Aim: We aimed at assessing the prognostic value of sST2 added to mLOY as a disease-specific biological-genomic marker focused on fibrosis in male patients with severe AVS. Methods: A cohort of 243 consecutive elderly male patients undergoing TAVR was studied. mLOY (i.e., Y/X ratio) was assessed with a digital PCR method in peripheral blood cells DNA, by targeting a 6 bp sequence difference between genes AMELX and AMELY using TaqMan. The previously established mLOY cut-off value of 17% was used. sST2 serum levels were measured, and its optimal cut-off point was calculated based on ROC-curve and Youden index. 2-year survival in the following groups was compared using KM-curves: LOY-low/sST2-low, LOY-low/sST2-high, LOY-high/sST2-low, LOY-high/sST2-high. A multivariate Cox regression analysis was used to assess mortality risk independent from most important comorbidity, echocardiographic and laboratory risk factors. Results: Optimal cut-off value for sST2 was 32.665 ng/ml. Separately, both mLOY (HR: 2.9 [1,7-4.9] and sST2 (4.2 [2.5-7.0]) predicted mortality (both, p<0.0001), but prognosis in LOY-high/sST2-high patients was significantly worse than in all other groups (p<0.001) and showed a substantial risk difference over time (see K-M curves). Multivariate analysis confirmed the risk prediction to be independent from other risk factors (HR 4.620, 95% IC 2.35-9.07, p<0.0001). Conclusion: In male patients with severe AVS undergoing TAVR, LOY-high/sST2-high, a combined biological-genomic marker for fibrosis, is a strong disease-specific and mechanistically-based mortality predictor, independent from general and cardiac risk markers.

Background: Chronic heart failure (HF) is characterized by adverse remodeling and persistent inflammation, leading to impaired heart function and poor prognosis. While the acute immune response post-myocardial infarction (MI) is well-studied, the role of the immune system in chronic HF remains unclear. This study aims to elucidate the response of T cells to HF. Methods and Results: In a cohort of 188 HF patients and healthy controls (HC), flow cytometry of peripheral blood revealed an increase in T cell memory/effector cells (HF=65%, HC=53% activated T cells) and a reduction in naïve T cells in HF patients. Additionally, antigen-presenting cells (APCs) displayed a higher immune stimulatory profile (e.g., HLA-DR, ICAM-1, TREM-1). Immune secretome analysis supported the chronic inflammatory state with significantly elevated serum levels of sICAM-1, IL6, and TNFRI in HF patients. Phenotyping of peripheral blood T cells showed a decline in T central memory cells (TCM) and an increase in CD4+ Th17 and CD8+ T effector memory cells in HF patients compared to healthy controls. This decline in TCM cells and the increased expression of the homing marker CCR5 on T cell subsets were associated with poor prognosis in HF. T cell receptor (TCR) sequencing revealed reduced TCR diversity (p=0.03) and clonal expansion in circulating and cardiac T cells of HF patients. Epitope prediction modeling identified 22 unique human-derived epitopes specific to HF, suggesting potential autoreactivity. Single-cell RNA sequencing (scRNA-seq) of CD45+ sorted cardiac and circulating cells confirmed clonal TCR expansion in the heart and blood of HF patients. Post-MI mouse models demonstrated an accumulation of pro-inflammatory Th17 T cells in the heart at days 14, 28, and 48, with later time points showing more pronounced pro-inflammatory profiles. Conclusion: Chronic HF is associated with persistent T cell activation and clonal expansion, potentially contributing to adverse remodeling and poor prognosis through autoimmune mechanisms. These findings provide insights for therapeutic cardio-immunological interventions targeting T cell responses in HF.

Background: Cardiovascular diseases, including chronic heart failure with reduced ejection fraction (HFrEF), pose a substantial global health burden, emphasizing the need for better understanding of their genetic and immune-related mechanisms. While the immune system, particularly human leukocyte antigens (HLAs), has garnered attention in cardiovascular research, their specific role in HFrEF remains unclear. This study aims to explore the association between HLA alleles and cardiovascular risk in HFrEF, focusing on disease progression, prognosis, and underlying mechanisms. Methods and Results: Ninety-six chronic HFrEF patients underwent four-digit HLA typing analysis in a case-control study. Analysis of HLA alleles revealed the HLA-DR2 family (mostly HLA-DRB5*0101) carried by 14 patients (15.1%). HLA-DR2 showed the highest significant association with mortality. Additional cohort analysis confirmed elevated cardiac injury markers, including Troponin T, in HLA-DR2 carriers, independent of renal function. Multivariate analysis revealed a higher incidence of myocardial infarction in DRB5 carriers, while non-carriers had higher associations with stroke, CKD, and hyperuricemia. Analysis of 3000 plasma proteins from 30,000 UK participants also showed increased inflammatory (TIMD4,CD80) and CV risk associated (IGFBP7) markers were strongly elevated in HLA-DR2 subjects. Mechanistic insights were obtained through CITE-seq analysis of immune cells from HLA-DR2 carriers and non-carriers, revealing enhanced antigen presentation and pro-inflammatory gene expression in carriers. Functional experiments confirmed that silencing HLA-DRB5 in macrophages reduced antigen presentation and T cell activation. HLA-DR2 carriers also exhibited greater T cell activation and polarization, with HLA-DR2 (specifically HLA-DRB5*0101 allele) silencing in dendritic cells diminishing T cell invasion potential into cardiac organoids. Conclusions: This study associates HLA-DR2 alleles, specifically HLA-DRB5*0101, with prognosis in chronic heart failure and myocardial injury, indicating an increased risk for cardiovascular pathology in carriers. These findings underscore the potential of HLA typing for enhancing risk stratification and informing targeted therapies in HFrEF. Further research is warranted to explore targeted treatments for HLA-DRB5 carriers, offering potential avenues for precision medicine in managing heart failure.