Degradable matrices containing expression plasmid DNA [gene-activated matrices (GAMs)] were implanted into segmental gaps created in the adult rat femur. Implantation of GAMs containing beta-galactosidase or luciferase plasmids led to DNA uptake and functional enzyme expression by repair cells (granulation tissue) growing into the gap. Implantation of a GAM containing either a bone morphogenetic protein-4 plasmid or a plasmid coding for a fragment of parathyroid hormone (amino acids 1-34) resulted in a biological response of new bone filling the gap. Finally, implantation of a two-plasmid GAM encoding bone morphogenetic protein-4 and the parathyroid hormone fragment, which act synergistically in vitro, caused new bone to form faster than with either factor alone. These studies demonstrate for the first time that repair cells (fibroblasts) in bone can be genetically manipulated in vivo. While serving as a useful tool to study the biology of repair fibroblasts and the wound healing response, the GAM technology may also have wide therapeutic utility.

Rift Valley fever virus (RVFV) infections in pregnant livestock are associated with high rates of fetal demise and have been linked to miscarriage in pregnant women. To address how acute RVFV infection during pregnancy causes detrimental effects on the fetus, we developed an immunocompetent pregnant rodent model of RVFV infection. We found that pregnant rats were more susceptible to RVFV-induced death than their non-pregnant counterparts and that RVFV infection resulted in intrauterine fetal death and severe congenital abnormalities, even in pups from infected asymptomatic pregnant rats. Virus distribution in infected dams was widespread, with a previously unrecognized preference for infection, replication, and tissue damage in the placenta. In human mid-gestation placental tissue, RVFV directly infected placental chorionic villi, with replication detected in the outermost syncytial layer. Our work identifies direct placental infection by RVFV as a mechanism for vertical transmission and points to the teratogenic potential of this virus in humans. This is the first time vertical transmission of RVFV has been shown in species other than livestock. This study highlights the potential impact of a future epidemic of this emerging mosquito-borne virus.