Statins are inhibitors of 3-hydroxy 3-methylglutaryl coenzyme A (HMG-CoA) reductase, the rate-limiting enzyme in cholesterol biosynthesis. Recent clinico-epidemiologic studies correlate patients receiving statin therapy with having reduced mortality associated with severe bacterial infection. Investigating the effect of statins on the innate immune capacity of phagocytic cells against the human pathogen Staphylococcus aureus, we uncovered a beneficial effect of statins on bacterial clearance by phagocytes, although, paradoxically, both phagocytosis and oxidative burst were inhibited. Probing instead for an extracellular mechanism of killing, we found that statins boosted the production of antibacterial DNA-based extracellular traps (ETs) by human and murine neutrophils and also monocytes/macrophages. The effect of statins to induce phagocyte ETs was linked to sterol pathway inhibition. We conclude that a drug therapy taken chronically by millions alters the functional behavior of phagocytic cells, which could have ramifications for susceptibility and response to bacterial infections in these patients.

Significance Chronic fatigue syndrome is a multisystem disease that causes long-term pain and disability. It is difficult to diagnose because of its protean symptoms and the lack of a diagnostic laboratory test. We report that targeted, broad-spectrum metabolomics of plasma not only revealed a characteristic chemical signature but also revealed an unexpected underlying biology. Metabolomics showed that chronic fatigue syndrome is a highly concerted hypometabolic response to environmental stress that traces to mitochondria and was similar to the classically studied developmental state of dauer. This discovery opens a fresh path for the rational development of new therapeutics and identifies metabolomics as a powerful tool to identify the chemical differences that contribute to health and disease.

Most malaria drug development focuses on parasite stages detected in red blood cells, even though, to achieve eradication, next-generation drugs active against both erythrocytic and exo-erythrocytic forms would be preferable. We applied a multifactorial approach to a set of >4000 commercially available compounds with previously demonstrated blood-stage activity (median inhibitory concentration < 1 micromolar) and identified chemical scaffolds with potent activity against both forms. From this screen, we identified an imidazolopiperazine scaffold series that was highly enriched among compounds active against Plasmodium liver stages. The orally bioavailable lead imidazolopiperazine confers complete causal prophylactic protection (15 milligrams/kilogram) in rodent models of malaria and shows potent in vivo blood-stage therapeutic activity. The open-source chemical tools resulting from our effort provide starting points for future drug discovery programs, as well as opportunities for researchers to investigate the biology of exo-erythrocytic forms.

It's a Knockout The malaria parasite is one of the most important pathogens of humans. Increasing drug-resistance is an imminent public health disaster, and we urgently need to find new drugs. The recently acquired malarial genomes provide a plethora of targets. However, due to the genetic intractability of the parasite, it has been difficult to identify essential genes in the clinically relevant blood-stage of the parasite. Dvorin et al. (p. 910 ) investigated the function of a Plasmodium falciparum plant-like calcium-dependent protein kinase, PfCDPK5, which is expressed in the invasive blood-stage forms of the parasite. A system for conditional protein expression allowed the production of a functional knockout in the bloodstream stage of the parasite. PfCDPK5 was required for parasite egress from the human host erythrocyte, an essential step in the parasite life cycle.

This study was designed to test a new approach to drug treatment of autism spectrum disorders (ASDs) in the Fragile X (Fmr1) knockout mouse model.We used behavioral analysis, mass spectrometry, metabolomics, electron microscopy, and western analysis to test the hypothesis that the disturbances in social behavior, novelty preference, metabolism, and synapse structure are treatable with antipurinergic therapy (APT).Weekly treatment with the purinergic antagonist suramin (20 mg/kg intraperitoneally), started at 9 weeks of age, restored normal social behavior, and improved metabolism, and brain synaptosomal structure. Abnormalities in synaptosomal glutamate, endocannabinoid, purinergic, and IP3 receptor expression, complement C1q, TDP43, and amyloid β precursor protein (APP) were corrected. Comprehensive metabolomic analysis identified 20 biochemical pathways associated with symptom improvements. Seventeen pathways were shared with human ASD, and 11 were shared with the maternal immune activation (MIA) model of ASD. These metabolic pathways were previously identified as functionally related mediators of the evolutionarily conserved cell danger response (CDR).The data show that antipurinergic therapy improves the multisystem, ASD-like features of both the environmental MIA, and the genetic Fragile X models. These abnormalities appeared to be traceable to mitochondria and regulated by purinergic signaling.

Malaria parasites elude eradication attempts both within the human host and across nations. At the individual level, parasites evade the host immune responses through antigenic variation. At the global level, parasites escape drug pressure through single nucleotide variants and gene copy amplification events conferring drug resistance. Despite their importance to global health, the rates at which these genomic alterations emerge have not been determined. We studied the complete genomes of different Plasmodium falciparum clones that had been propagated asexually over one year in the presence and absence of drug pressure. A combination of whole-genome microarray analysis and next-generation deep resequencing (totaling 14 terabases) revealed a stable core genome with only 38 novel single nucleotide variants appearing in seventeen evolved clones (avg. 5.4 per clone). In clones exposed to atovaquone, we found cytochrome b mutations as well as an amplification event encompassing the P. falciparum multidrug resistance associated protein (mrp1) on chromosome 1. We observed 18 large-scale (>1 kb on average) deletions of telomere-proximal regions encoding multigene families, involved in immune evasion (9.5×10−6 structural variants per base pair per generation). Six of these deletions were associated with chromosomal crossovers generated during mitosis. We found only minor differences in rates between genetically distinct strains and between parasites cultured in the presence or absence of drug. Using these derived mutation rates for P. falciparum (1.0–9.7×10−9 mutations per base pair per generation), we can now model the frequency at which drug or immune resistance alleles will emerge under a well-defined set of assumptions. Further, the detection of mitotic recombination events in var gene families illustrates how multigene families can arise and change over time in P. falciparum. These results will help improve our understanding of how P. falciparum evolves to evade control efforts within both the individual hosts and large populations.