Significance Recent studies have established that metabolic restrains, such as glucose restriction, impair the activities of effector T cells in the tumor microenvironment. In the same context, a huge expansion of activated Treg cells in tumor tissues has been described in mice and humans, contributing to the suppression of protective antitumor immunity. Our data demonstrate that Tregs are committed to survive and proliferate in such a hostile milieu thanks to a metabolic advantage based on the combination of glycolysis and fatty acid synthesis and oxidation. This allows Tregs to prevail over conventional T cells that rely primarily on the glycolytic pathway for their metabolic demands. Awareness of the metabolic dynamics of Tregs in tumor could provide a means for cancer immunotherapy.

Background and aim: Adaptive immune cells are involved in the development of atherosclerosis. Here we provide the immunemetabolic profile of an atheroprone immunodeficient mouse humanized with hCD34+ cells. Methods: LDLR-KO mice were crossed with the immunodeficient Rag2-KO/IL2rg-KO/CD47-KO (TKO, IMSR_JAX:025730) mouse model to generate an immunocompromised dyslipidemic mouse (TKO-LDLR KO mice). These mice present an intact innate immune system but lack B and T lymphocytes as well as NK cells. New born mice (within three days) were sub lethally irradiated (200 cGy) and received 2 x 10^5 hCD34+ cells. Results: when fed a cholesterol rich diet, non humanized TKO-LDLR KO present monocytosis with increased levels of Ly6Chi monocytes compared to TKO-LDLR KO at standard diet. Moreover, they develop marked dyslipidemia (plasma chol levels >1200mg/dL), liver steatosis and moderate atherosclerosis at the aortic arch. The engraftment of human leukocytes (hCD45+) in the humanized group was evaluated after two months by flow cytometry analysis. Within the totality of circulating CD45+ cells, 10 to 30% were hCD45+, mainly B and T cells. Of note the presence of human lymphocytes was associated with a dramatic worsening of atherosclerosis as compared to non-humanized TKO-LDLR KO mice which was independent of plasma cholesterol levels which remained ex. Conclusion: Adoptive transfer of human CD34+ cells in dyslipidemic Rag2-KO/IL2rg-KO/CD47-KO immunocompromised mice promotes atherosclerosis independently of hypercholesterolemia, by affecting the maturation and distribution of the different B and T lymphocyte subsets.

Abstract Abstract The asialoglycoprotein receptor 1 (ASGR1), a multivalent carbohydrate-binding receptor that primarily is responsible for recognizing and eliminating circulating glycoproteins with exposed galactose (Gal) or N -acetylgalactosamine (GalNAc) as terminal glycan residues, has been implicated in modulating the lipid metabolism and reducing cardiovascular disease burden. In this study, we investigated the impact of ASGR1 deficiency (ASGR1 −/−) on atherosclerosis by evaluating its effects on plaque formation, lipid metabolism, circulating immunoinflammatory response, and circulating N -glycome under the hypercholesterolemic condition in ApoE-deficient mice. After 16 weeks of a western-type diet, ApoE −/− /ASGR1 −/− mice presented lower plasma cholesterol and triglyceride levels compared to ApoE −/− . This was associated with reduced atherosclerotic plaque area and necrotic core formation. Interestingly, ApoE −/− /ASGR1 −/− mice showed increased levels of circulating immune cells, increased AST/ALT ratio, and no changes in the N -glycome profile and liver morphology. The liver of ApoE −/− /ASGR1 −/− mice, however, presented alterations in the metabolism of lipids, xenobiotics, and bile secretion, indicating broader alterations in liver homeostasis beyond lipids. These data suggest that improvements in circulating lipid metabolism and atherosclerosis in ASGR1 deficiency is paralleled by a deterioration of liver injury. These findings point to the need for additional evaluation before considering ASGR1 as a pharmacological target for dyslipidemia and cardiovascular disorders. Graphical abstract

Abstract Funding Acknowledgements Type of funding sources: Public grant(s) – National budget only. Main funding source(s): Cariplo Foundation. PRIN (Italian Ministry of University and Research) Background and aim Given the key role of immune response during atherosclerosis and the therapeutic interest on biologics targeting human immune cells, the need of experimental models to translate molecular mechanisms and test therapeutic approaches for atherosclerosis is continuously increasing. Here we provide an immune and metabolic characterization of an innovative immunodeficient mouse humanized with human hematopoietic cells on an atheroprone background. Methods LDLR-KO mice were crossed with the immunodeficient C57BL/6J strain Rag2-KO/IL2rg-KO/CD47-KO (TKO, IMSR_JAX:025730) to generate an immunocompromised dyslipidemic mouse (TKO-LDLR KO mice) recipient of human hematopoietic stem cells (hCD34+). Results TKO-LDLR KO were first characterized for their immune and metabolic profile. TKO mice are deficient in mature lymphocytes and NK cells and this profile was conserved in TKO-LDLR KO mice. Under high cholesterol diet, TKO-LDLR KO present monocytosis with increased levels of Ly6Chi monocytes compared to TKO-LDLR KO at standard diet, develop marked dyslipidemia, steatosis and atherosclerosis. This profile confirms the suitability of TKO-LDLR KO mice for atherosclerosis studies. Next we tested the impact of immune system humanization on atherosclerosis. TKO-LDLR KO pups received a low-dose irradiation (200 cGy) and thereafter 2 x 10^5 hCD34+ were injected in the liver. Engraftment of human leukocytes (hCD45+) was evaluated after two months by flow cytometry analysis from tail blood. This approach allows to reconstitute between 10-30% of hCD45+, mainly B and T cells. The humanization with hCD34+ cells worsens atherosclerosis development as compared to non-humanized TKO-LDLR KO mice. Conclusion We have generated and characterized the humanized dyslipidemic TKO-LDLR KO mouse. This mouse model presents human B and T cells and represents and important toll to investigate the impact of human adaptive immune cell pharmacological modulation in the context of atherosclerosis.

Abstract Funding Acknowledgements Type of funding sources: Public grant(s) – National budget only. Main funding source(s): Cariplo Foundation PRIN (Italian Ministry of University and Research) Aim Balance of cellular metabolism is increasingly recognized as a hallmark of physiologic cellular functions; this also extends to cells of the immune system. Here, we aimed at investigating the role of SREBP1c, a key protein regulating intracellular fatty acid (FA) metabolism, on the metabolism and function of Treg, that play a key role in immune tolerance maintenance. Material and Methods A detailed immunophenotyping through flow cytometry and metabolic profiling (metabolomics and seahorse analysis) of isolated Tregulatory (CD4+CD25+, nTreg) and in vitro induced Treg (iTreg) cells were performed together with in vitro and in vivo assays of Treg function from SREBP1c KO and WT littermates. RNAseq and lipidomics was performed on iTreg. Results Srebp1c deficiency reduced suppressive (-21%,p<0,01) and increased migratory function (+40%,p<0,05) of nTreg and iTreg, tested by in vitro assays. In vivo, Srebp1c KO mice presented reduced circulating and tissues’ level of Treg compared to WT mice (-66%,p<0,01) and nTreg from Srebp1c KO mice worsened Experimental Autoimmune Encephalomyelitis progression compared to WT nTreg. We addressed impaired Treg function to metabolic alteration due to Srebp1c deficiency: KO iTreg showed an increased glycolytic potential with preserved mitochondrial function coupled to accumulation of glycolytic metabolites and lactate (+20%,p<0,01) and reduced energy charge (-40%,p<0.01). We associated the switch to anaerobic glycolysis in KO Treg to an impaired lipid metabolism, as suggested by impaired abundance of lipid species (TG, LPC and PC); this was confirmed by RNAseq showing a downregulation of lipid metabolism’s pathways and upregulation of glycolysis. In parallel, tolerogenic response was impaired, a phenotype associated to a reduced transcription and activation of Foxp3, the master regulator of Treg function. Conclusion By restrain glycolysis and preserving lipid metabolism, our data have identified SREBP1c as a checkpoint crucial for the immunometabolic suppressive response of Tregs.

Abstract Funding Acknowledgements Type of funding sources: Public Institution(s). Main funding source(s): University of Milan Background Angiopoietin-like 3 (ANGPTL3) is a hepatokine and a regulator of lipid and lipoprotein metabolism through lipoprotein lipase and endothelial lipase inhibition, preventing the hydrolyzation of lipoprotein-derived triglycerides. A lack of ANGPTL3 results into a hypolipidemic phenotype, with a lower profile of lipids and lipoproteins, and this is evident in humans carrying a loss of function mutation, or in cellular or in vivo models. ANGPTL3 action, from the liver, is finely regulated between oxidative and storage tissues in the fasting and postprandial phases; from the current pharmacological treatments a possible ANGPTL3 intrahepatic role besides the lipases’ inhibition is emerging, thus possibly affecting the systemic metabolism with different implications. Purpose An axis between ANGPTL3 and other Angiopoietin-like proteins is known to regulate the triglyceride partitioning after a meal or during fasting, however the effect on tissues and the following metabolic and pathologic implications are still not known. Therefore, we aim to describe the impact of ANGPTL3 deficiency in fasting or in a postprandial state, and in different compartments of the organism. Methods As models, we utilized Angptl3 Knock-out (KO) mice (C57BL6/J background) and their littermate controls (wild-type, WT) fed a chow diet for 16 weeks. We assessed the metabolic phenotype with indirect calorimetry and with lipids, glucose, and insulin tolerance tests; we evaluated changes in plasma lipids under fast, fed, and fast-refeed settings and we investigated the histology of key metabolic organs. Results ANGPTL3 KO mice fed ad libitum a chow diet are hypolipidemic (plasma triglycerides levels: 42,42±8,80 mg/dL in ANGPTL3 KO mice vs. 122,02±55,09 mg/dL in WT mice; plasma cholesterol levels: 44,00±9,11 mg/dL in ANGPTL3 KO mice vs. 76,51±15,87 mg/dL in WT mice). The oral charge lipid challenge suggests that KO mice have lower lipid levels at all time points. Conclusions This preliminary profiling of ANGPTL3 KO mice under fasting and fed conditions highlights the hypolipidemia of these models, and the potentially beneficial impact of ANGPTL3 deficiency on their metabolism compared to controls.

Abstract Funding Acknowledgements Type of funding sources: Public Institution(s). Main funding source(s): University of Milan Background Kupffer Cells (KC) are hepatic resident macrophages that are essential for liver physiology and contribute to the development of Non-Alcoholic Fatty Liver Disease (NAFLD). The liver of patients with NAFLD shows different expression of some key regulators of inner mitochondrial membrane fusion compared with healthy subjects, including OPA1 protein, which is a mitochondrial protein whose activity promotes mitochondrial fusion and positive modulation of oxidative phosphorylation. Aim Given that Kupffer Cells have both immune and metabolic roles, their mitochondria are critical for their and energy requirements and their functionality. This project aims to study how the inhibition of OPA1-driven mitochondrial fusion affects immune-metabolic response and progression of NAFLD by exploring the role of OPA1 in both a Standard and High-fat diet context. Methods mice selectively lacking OPA1 in Kupffer Cells were fed with either a Standard diet or a High-fat diet for 20 weeks. The metabolic phenotype was assessed by in vivo indirect calorimetry, measurement of plasma and tissue lipid profile, glucose and insulin sensitivity assays, and complete immunophenotype characterization. Single cell RNA sequencing was also performed to profile with higher resolution the impact of OPA1 deficiency on Kupffer Cell function and cross talk with other liver cells types within the hepatic niche. Results Under Standard diet conditions mice selectively lacking OPA1 in Kupffer Cells show a significant reduction in the KC1 pro-inflammatory subset, while the pro-resolutive KC2 increases significantly. In addition, mice lacking OPA1 in KCs show a metabolic preference towards carbohydrates, despite comparable energy expenditure, O2 consumption and CO2 production. The systemic immune profile was comparable between the two groups, with an expected reduction in KC total number under High-fat diet conditions, where no significant differences were observed between the two groups in plasma cholesterol and triglyceride levels, while a significant reduction in liver fibrosis was observed with liver histology. Conclusions Taken together these preliminary data suggest that OPA1-mediated inhibition of mitochondrial fusion in Kupffer Cells affects the systemic metabolic response under Standard diet with a reflection also on High-fat diet conditions, where systemic metabolism is comparable between the two groups, but the loss of OPA1 appears to influence the progression of NAFLD through a reduction in total liver fibrosis. Ongoing studies aim to understand the molecular mechanisms underlying these different immune-metabolic responses.