Interests in renewable fuels have exploded in recent years as the serious effects of global climate change become apparent. Microbial production of high-energy fuels by economically efficient bioprocesses has emerged as an attractive alternative to the traditional production of transportation fuels. Here, we engineered Pichia pastoris, an industrial workhorse in heterologous enzyme production, to produce the biofuel isobutanol from two renewable carbon sources, glucose and glycerol. Our strategy exploited the yeast's amino acid biosynthetic pathway and diverted the amino acid intermediates to the 2-keto acid degradation pathway for higher alcohol production. To further demonstrate the versatility of our yeast platform, we incorporated a broad-substrate-range alcohol-O-acyltransferase to generate a variety of volatile esters, including isobutyl acetate ester and isopentyl acetate ester.The engineered strain overexpressing the keto-acid degradation pathway was able to produce 284 mg/L of isobutanol when supplemented with 2-ketoisovalerate. To improve the production of isobutanol and eliminate the need to supplement the production media with the expensive 2-ketoisovalerate intermediate, we overexpressed a portion of the amino acid l-valine biosynthetic pathway in the engineered strain. While heterologous expression of the pathway genes from the yeast Saccharomyces cerevisiae did not lead to improvement in isobutanol production in the engineered P. pastoris, overexpression of the endogenous l-valine biosynthetic pathway genes led to a strain that is able to produce 0.89 g/L of isobutanol. Fine-tuning the expression of bottleneck enzymes by employing an episomal plasmid-based expression system further improved the production titer of isobutanol to 2.22 g/L, a 43-fold improvement from the levels observed in the original strain. Finally, heterologous expression of a broad-substrate-range alcohol-O-acyltransferase led to the production of isobutyl acetate ester and isopentyl acetate ester at 51 and 24 mg/L, respectively.In this study, we engineered high-level production of the biofuel isobutanol and the corresponding acetate ester by P. pastoris from readily available carbon sources. We envision that our work will provide an economic route to this important class of compounds and establish P. pastoris as a versatile production platform for fuels and chemicals.

Abstract Urothelial bladder cancer (UC) has a wide tumor biological spectrum with challenging prognostic stratification and relevant therapy-associated morbidity. Most molecular classifications relate only indirectly to the therapeutically relevant protein level. We improve the pre-analytics of clinical samples for proteome analyses and characterize a cohort of 434 samples with 242 tumors and 192 paired normal mucosae covering the full range of UC. We evaluate sample-wise tumor specificity and rank biomarkers by target relevance. We identify robust proteomic subtypes with prognostic information independent from histopathological groups. In silico drug prediction suggests efficacy of several compounds hitherto not in clinical use. Both in silico and in vitro data indicate predictive value of the proteomic clusters for these drugs. We underline that proteomics is relevant for personalized oncology and provide abundance and tumor specificity data for a large part of the UC proteome ( www.cancerproteins.org ).

Cancer treatment with anti-PD-1 immunotherapy can cause central nervous system immune-related adverse events (CNS-irAEs). The role of microglia in anti-PD-1 immunotherapy-induced CNS-irAEs is unclear. We found that anti-PD-1 treatment of mice caused morphological signs of activation and major histocompatibility complex (MHC) class II up-regulation on microglia. Functionally, anti-PD-1 treatment induced neurocognitive deficits in mice, independent of T cells, B cells, and natural killer cells. Instead, we found that microglia mediated these CNS-irAEs. Single-cell RNA sequencing revealed major transcriptional changes in microglia upon anti-PD-1 treatment. The anti-PD-1 effects were mediated by anti-PD-1 antibodies interacting directly with microglia and were not secondary to peripheral T cell activation. Using a proteomics approach, we identified spleen tyrosine kinase (Syk) as a potential target in activated microglia upon anti-PD-1 treatment. Syk inhibition reduced microglia activation and improved neurocognitive function without impairing anti-melanoma effects. Moreover, we analyzed CNS tissue from a patient cohort that had received anti-PD-1 treatment. Imaging mass cytometry revealed that anti-PD-1 treatment of patients was associated with increased surface marker expression indicative of microglia activation. In summary, we identified a disease-promoting role for microglia in CNS-irAEs driven by Syk and provide an inhibitor-based approach to interfere with this complication after anti-PD-1 immunotherapy.

Background/Aim: Breast cancer (BC) is the most common malignant disease worldwide. Localized stages of BC can be successfully treated by surgery. However, local recurrence occurs in about 4-10% of patients, requiring systemic treatments that impair the patients' quality of life and shortens life expectancy. Therefore, new therapeutic options are needed, which can be used intraoperatively and contribute to the complete removal of residual tumor cells in the surgical area. In the present study, we describe a cysteine-modified variant of the anti-HER2 antibody trastuzumab, that was coupled to the silicon phthalocyanine photosensitizer dye WB692-CB1 for the photoimmunotherapy (PIT) of BC. Materials and Methods: The cysteine modified trastuzumab variant was cloned and expressed in Expi293F cells. After purification via immobilized affinity chromatography, the antibody was coupled to the dye. Cell binding of the antibody and the antibody dye conjugate was measured by flow cytometry. After incubation of BC cells with the conjugate and activation of the dye by irradiation with red light, cell viability was determined. Results: The antibody and the conjugate showed specific binding to HER2-expressing BC cells. Treatment of the HER2^high BC cell line SK-BR-3 with the conjugate followed by irradiation with a red light dose of 32 J/cm² led to complete cell killing within 24 h. Conclusion: Our novel antibody dye conjugate represents a promising candidate for intraoperative treatment of localized BC, aiming to eliminate residual tumor cells in the surgical area and potentially reduce local recurrence, thereby improving recovery prospects for BC patients.

The standard treatment for localized prostate cancer involves surgical removal of the prostate with curative intent. However, when tumor cells persist in the operation site, there is high risk of local recurrence and tumor spread, leading to stressful follow-up treatments, impaired quality of life, and reduced overall survival. This study examined photoimmunotherapy (PIT) as a new treatment option for prostate cancer cells.