Blood disorders caused by abnormal β-globin — β-thalassaemia and sickle cell disease — are the most prevalent inherited disorders worldwide, with patients often remaining dependent on blood transfusions throughout their lives. So a report of the successful use of gene therapy in a case of severe β-thalassaemia — using a lentiviral vector expressing the β-globin gene — is an eagerly awaited event. More than two years after gene transfer, the adult male patient has been transfusion-independent for 21 months. The therapeutic benefit seems to result from a dominant, myeloid-biased cell clone that may remain benign, although it could yet develop into leukaemia — a reminder that gene therapy is still at an early stage. Disorders caused by abnormal β-globin, such as β-thalassaemia, are the most prevalent inherited disorders worldwide. For treatment, many patients are dependent on blood transfusions; thus far the only cure has involved matched transplantation of haematopoietic stem cells. Here it is shown that lentiviral β-globin gene transfer can be an effective substitute for regular transfusions in a patient with severe β-thalassaemia. The β-haemoglobinopathies are the most prevalent inherited disorders worldwide. Gene therapy of β-thalassaemia is particularly challenging given the requirement for massive haemoglobin production in a lineage-specific manner and the lack of selective advantage for corrected haematopoietic stem cells. Compound βE/β0-thalassaemia is the most common form of severe thalassaemia in southeast Asian countries and their diasporas1,2. The βE-globin allele bears a point mutation that causes alternative splicing. The abnormally spliced form is non-coding, whereas the correctly spliced messenger RNA expresses a mutated βE-globin with partial instability1,2. When this is compounded with a non-functional β0 allele, a profound decrease in β-globin synthesis results, and approximately half of βE/β0-thalassaemia patients are transfusion-dependent1,2. The only available curative therapy is allogeneic haematopoietic stem cell transplantation, although most patients do not have a human-leukocyte-antigen-matched, geno-identical donor, and those who do still risk rejection or graft-versus-host disease. Here we show that, 33 months after lentiviral β-globin gene transfer, an adult patient with severe βE/β0-thalassaemia dependent on monthly transfusions since early childhood has become transfusion independent for the past 21 months. Blood haemoglobin is maintained between 9 and 10 g dl−1, of which one-third contains vector-encoded β-globin. Most of the therapeutic benefit results from a dominant, myeloid-biased cell clone, in which the integrated vector causes transcriptional activation of HMGA2 in erythroid cells with further increased expression of a truncated HMGA2 mRNA insensitive to degradation by let-7 microRNAs. The clonal dominance that accompanies therapeutic efficacy may be coincidental and stochastic or result from a hitherto benign cell expansion caused by dysregulation of the HMGA2 gene in stem/progenitor cells.

Even though human and chimpanzee gene sequences are nearly 99% identical, sequence comparisons can nevertheless be highly informative in identifying biologically important changes that have occurred since our ancestral lineages diverged. We analyzed alignments of 7645 chimpanzee gene sequences to their human and mouse orthologs. These three-species sequence alignments allowed us to identify genes undergoing natural selection along the human and chimp lineage by fitting models that include parameters specifying rates of synonymous and nonsynonymous nucleotide substitution. This evolutionary approach revealed an informative set of genes with significantly different patterns of substitution on the human lineage compared with the chimpanzee and mouse lineages. Partitions of genes into inferred biological classes identified accelerated evolution in several functional classes, including olfaction and nuclear transport. In addition to suggesting adaptive physiological differences between chimps and humans, human-accelerated genes are significantly more likely to underlie major known Mendelian disorders.

Capacitive deionization (CDI) with carbon-aerogel electrodes represents a novel process in desalination of brackish water and has merit due to its low fouling/scaling potential, ambient operational conditions, electrostatic regeneration, and low voltage requirements. The objective of this study was to investigate the viability of CDI in treating brackish produced water and recovering iodide from the water. Laboratory- and pilot-scale experiments were conducted to identify ion selectivity, key operational parameters, evaluate desalination performance, and assess the challenges for its practical applications. The performance of the CDI technology (CDT®) system tested was consistent throughout the laboratory- and field-scale experiments. Deterioration of the carbon-aerogel electrodes was not observed during testing. The degree of ions adsorbed to the carbon aerogel (in mol/g aerogel) during treatment of brackish water was dependent upon initial ion concentrations in the feed water with the following selectivity I>Br>Ca>alkalinity>Mg>Na>Cl. The preferential sorption of iodide revealed merit to efficiently recover iodide from brackish water even in the presence of dominant co-ions. The research findings derived from this study identified parameters that merit further improvements regarding design and operation, including modification of pore-size distribution of aerogel, development of high capacitance and low-cost electrode materials, reducing the dead volume after regeneration and rinsing, minimizing energy consumption, and maximizing system recovery.

Abstract Purpose HER3, a member of the EGFR receptor family, plays a central role in driving oncogenic cell proliferation in breast cancer. Novel HER3 therapeutics are showing promising results while recently developed HER3 PET imaging modalities aid in predicting and assessing early treatment response. However, baseline HER3 expression, as well as changes in expression while on neoadjuvant therapy, have not been well-characterized. We conducted a prospective clinical study, pre- and post-neoadjuvant/systemic therapy, in patients with newly diagnosed breast cancer to determine HER3 expression, and to identify possible resistance mechanisms maintained through the HER3 receptor. Experimental design The study was conducted between May 25, 2018 and October 12, 2019. Thirty-four patients with newly diagnosed breast cancer of any subtype (ER ± , PR ± , HER2 ±) were enrolled in the study. Two core biopsy specimens were obtained from each patient at the time of diagnosis. Four patients underwent a second research biopsy following initiation of neoadjuvant/systemic therapy or systemic therapy which we define as neoadjuvant therapy. Molecular characterization of HER3 and downstream signaling nodes of the PI3K/AKT and MAPK pathways pre- and post-initiation of therapy was performed. Transcriptional validation of finings was performed in an external dataset (GSE122630). Results Variable baseline HER3 expression was found in newly diagnosed breast cancer and correlated positively with pAKT across subtypes (r = 0.45). In patients receiving neoadjuvant/systemic therapy, changes in HER3 expression were variable. In a hormone receptor-positive (ER +/PR +/HER2-) patient, there was a statistically significant increase in HER3 expression post neoadjuvant therapy, while there was no significant change in HER3 expression in a ER +/PR +/HER2+ patient. However, both of these patients showed increased downstream signaling in the PI3K/AKT pathway. One subject with ER +/PR −/HER2− breast cancer and another subject with ER +/PR +/HER2 + breast cancer showed decreased HER3 expression. Transcriptomic findings, revealed an immune suppressive environment in patients with decreased HER3 expression post therapy. Conclusion This study demonstrates variable HER3 expression across breast cancer subtypes. HER3 expression can be assessed early, post-neoadjuvant therapy, providing valuable insight into cancer biology and potentially serving as a prognostic biomarker. Clinical translation of neoadjuvant therapy assessment can be achieved using HER3 PET imaging, offering real-time information on tumor biology and guiding personalized treatment for breast cancer patients.