The innate immune response, a vital defence against viral infections, is initiated when viral products induce type I interferon responses via the activation of Toll-like receptors and various cytoplasmic receptors. Two groups this week report on the properties of a molecule called TRAF3. Its function in immune cells was not previously known, but it is now shown to act as a convergence point for induction of the antiviral response by multiple viral recognition pathways. Toll-like receptors (TLRs) are activated by pathogen-associated molecular patterns to induce innate immune responses and production of pro-inflammatory cytokines, interferons and anti-inflammatory cytokines1. TLRs activate downstream effectors through adaptors that contain Toll/interleukin-1 receptor (TIR) domains2, but the mechanisms accounting for diversification of TLR effector functions are unclear. To dissect biochemically TLR signalling, we established a system for isolating signalling complexes assembled by dimerized adaptors. Using MyD88 as a prototypical adaptor, we identified TNF receptor-associated factor 3 (TRAF3) as a new component of TIR signalling complexes that is recruited along with TRAF6. Using myeloid cells from TRAF3- and TRAF6-deficient mice, we show that TRAF3 is essential for the induction of type I interferons (IFN) and the anti-inflammatory cytokine interleukin-10 (IL-10), but is dispensable for expression of pro-inflammatory cytokines. In fact, TRAF3-deficient cells overproduce pro-inflammatory cytokines owing to defective IL-10 production. Despite their structural similarity, the functions of TRAF3 and TRAF6 are largely distinct. TRAF3 is also recruited to the adaptor TRIF (Toll/IL-1 receptor domain-containing adaptor-inducing IFN-β) and is required for marshalling the protein kinase TBK1 (also called NAK) into TIR signalling complexes, thereby explaining its unique role in activation of the IFN response.

The intracellular regulation of cell death pathways by cIAPs has been enigmatic. Here we show that loss of cIAPs promotes the spontaneous formation of an intracellular platform that activates either apoptosis or necroptosis. This 2 MDa intracellular complex that we designate “Ripoptosome” is necessary but not sufficient for cell death. It contains RIP1, FADD, caspase-8, caspase-10, and caspase inhibitor cFLIP isoforms. cFLIPL prevents Ripoptosome formation, whereas, intriguingly, cFLIPS promotes Ripoptosome assembly. When cIAPs are absent, caspase activity is the “rheostat” that is controlled by cFLIP isoforms in the Ripoptosome and decides if cell death occurs by RIP3-dependent necroptosis or caspase-dependent apoptosis. RIP1 is the core component of the complex. As exemplified by our studies for TLR3 activation, our data argue that the Ripoptosome critically influences the outcome of membrane-bound receptor triggering. The differential quality of cell death mediated by the Ripoptosome may cause important pathophysiological consequences during inflammatory responses.

Interleukin-1β (IL-1β) is a potent inflammatory cytokine that is usually cleaved and activated by inflammasome-associated caspase-1. To determine whether IL-1β activation is regulated by inhibitor of apoptosis (IAP) proteins, we treated macrophages with an IAP-antagonist “Smac mimetic” compound or genetically deleted the genes that encode the three IAP family members cIAP1, cIAP2, and XIAP. After Toll-like receptor priming, IAP inhibition triggered cleavage of IL-1β that was mediated not only by the NLRP3-caspase-1 inflammasome, but also by caspase-8 in a caspase-1-independent manner. In the absence of IAPs, rapid and full generation of active IL-1β by the NLRP3-caspase-1 inflammasome, or by caspase-8, required the kinase RIP3 and reactive oxygen species production. These results demonstrate that activation of the cell death-inducing ripoptosome platform and RIP3 can generate bioactive IL-1β and implicate them as additional targets for the treatment of pathological IL-1-driven inflammatory responses.

The retinoic acid–inducible gene I (RIG-I) and melanoma differentiation–associated antigen 5 (MDA-5) helicases sense viral RNA in infected cells and initiate antiviral responses such as the production of type I IFNs. Here we have shown that RIG-I and MDA-5 also initiate a proapoptotic signaling pathway that is independent of type I IFNs. In human melanoma cells, this signaling pathway required the mitochondrial adapter Cardif (also known as IPS-1) and induced the proapoptotic BH3-only proteins Puma and Noxa. RIG-I– and MDA-5–initiated apoptosis required Noxa but was independent of the tumor suppressor p53. Triggering this pathway led to efficient activation of mitochondrial apoptosis, requiring caspase-9 and Apaf-1. Surprisingly, this proapoptotic signaling pathway was also active in nonmalignant cells, but these cells were much less sensitive to apoptosis than melanoma cells. Endogenous Bcl-xL rescued nonmalignant, but not melanoma, cells from RIG-I– and MDA-5–mediated apoptosis. In addition, we confirmed the results of the in vitro studies, demonstrating that RIG-I and MDA-5 ligands both reduced human tumor lung metastasis in immunodeficient NOD/SCID mice. These results identify an IFN-independent antiviral signaling pathway initiated by RIG-I and MDA-5 that activates proapoptotic signaling and, unless blocked by Bcl-xL, results in apoptosis. Due to their immunostimulatory and proapoptotic activity, RIG-I and MDA-5 ligands have therapeutic potential due to their ability to overcome the characteristic resistance of melanoma cells to apoptosis.

Puma is an essential mediator of p53-dependent and -independent apoptosis in vivo. In response to genotoxic stress, Puma is induced in a p53-dependent manner. However, the transcription factor driving Puma up-regulation in response to p53-independent apoptotic stimuli has yet to be identified. Here, we show that FOXO3a up-regulates Puma expression in response to cytokine or growth factor deprivation. Importantly, dysregulated Akt signaling in lymphoid cells attenuated Puma induction upon cytokine withdrawal. Our results suggest that Puma, together with another BH3 only member, Bim, function as FOXO3a downstream targets to mediate a stress response when PI3K/Akt signaling is down-regulated.

Abstract Mitochondria react to infection with sub-lethal signals in the apoptosis pathway. Mitochondrial signals can be inflammatory but mechanisms are only partially understood. We show that activation of the caspase-activated DNase (CAD) mediates mitochondrial pro-inflammatory functions and substantially contributes to host defense against viral infection. In cells lacking CAD, the pro-inflammatory activity of sub-lethal signals was reduced. Experimental activation of CAD caused transient DNA-damage and a pronounced DNA damage response, involving major kinase signaling pathways, NF-κB and cGAS/STING, driving the production of interferon, cytokines/chemokines and attracting neutrophils. The transcriptional response to CAD-activation was reminiscent of the reaction to microbial infection. CAD-deficient cells had a diminished response to viral infection. Influenza virus infected CAD-deficient mice displayed reduced inflammation in lung tissue, higher viral titers and increased weight loss. Thus, CAD links the mitochondrial apoptosis system and cell death caspases to host defense. CAD-driven DNA damage is a physiological element of the inflammatory response to infection.

For Clostridioides difficile infections (CDIs) in Germany no longitudinal multi-centre studies with standardized protocols for diagnosing CDI are available. Recent evaluations of general surveillance databases in Germany indicate a downward trend in CDI rates. We aimed to describe the actual burden and trends of CDI in German university hospitals from 2016 to 2020.