The papain-like protease PLpro is an essential coronavirus enzyme that is required for processing viral polyproteins to generate a functional replicase complex and enable viral spread1,2. PLpro is also implicated in cleaving proteinaceous post-translational modifications on host proteins as an evasion mechanism against host antiviral immune responses3–5. Here we perform biochemical, structural and functional characterization of the severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) PLpro (SCoV2-PLpro) and outline differences with SARS-CoV PLpro (SCoV-PLpro) in regulation of host interferon and NF-κB pathways. SCoV2-PLpro and SCoV-PLpro share 83% sequence identity but exhibit different host substrate preferences; SCoV2-PLpro preferentially cleaves the ubiquitin-like interferon-stimulated gene 15 protein (ISG15), whereas SCoV-PLpro predominantly targets ubiquitin chains. The crystal structure of SCoV2-PLpro in complex with ISG15 reveals distinctive interactions with the amino-terminal ubiquitin-like domain of ISG15, highlighting the high affinity and specificity of these interactions. Furthermore, upon infection, SCoV2-PLpro contributes to the cleavage of ISG15 from interferon responsive factor 3 (IRF3) and attenuates type I interferon responses. Notably, inhibition of SCoV2-PLpro with GRL-0617 impairs the virus-induced cytopathogenic effect, maintains the antiviral interferon pathway and reduces viral replication in infected cells. These results highlight a potential dual therapeutic strategy in which targeting of SCoV2-PLpro can suppress SARS-CoV-2 infection and promote antiviral immunity. Biochemical, structural and functional studies on the severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) papain-like protease PLpro reveal that it regulates host antiviral responses by preferentially cleaving the ubiquitin-like interferon-stimulated gene 15 protein (ISG15) and identify this protease as a potential therapeutic target for coronavirus disease 2019 (COVID-19).

A new coronavirus was recently discovered and named severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2). Infection with SARS-CoV-2 in humans causes coronavirus disease 2019 (COVID-19) and has been rapidly spreading around the globe1,2. SARS-CoV-2 shows some similarities to other coronaviruses; however, treatment options and an understanding of how SARS-CoV-2 infects cells are lacking. Here we identify the host cell pathways that are modulated by SARS-CoV-2 and show that inhibition of these pathways prevents viral replication in human cells. We established a human cell-culture model for infection with a clinical isolate of SARS-CoV-2. Using this cell-culture system, we determined the infection profile of SARS-CoV-2 by translatome3 and proteome proteomics at different times after infection. These analyses revealed that SARS-CoV-2 reshapes central cellular pathways such as translation, splicing, carbon metabolism, protein homeostasis (proteostasis) and nucleic acid metabolism. Small-molecule inhibitors that target these pathways prevented viral replication in cells. Our results reveal the cellular infection profile of SARS-CoV-2 and have enabled the identification of drugs that inhibit viral replication. We anticipate that our results will guide efforts to understand the molecular mechanisms that underlie the modulation of host cells after infection with SARS-CoV-2. Furthermore, our findings provide insights for the development of therapies for the treatment of COVID-19. SARS-CoV-2 modulates central cellular pathways, such as translation, splicing, carbon metabolism, proteostasis and nucleic acid metabolism, in human cells; these pathways can be inhibited by small-molecule inhibitors to prevent viral replication in the cells.

Coronavirus in Travelers Returning from China A group of 126 German nationals was evacuated from Wuhan to Frankfurt after screening for symptoms of Covid-19 and was to undergo a 14-day quarantine a...

Wastewater-based monitoring of the spread of the new SARS-CoV-2 virus, also referred to as wastewater-based epidemiology (WBE), has been suggested as a tool to support epidemiology. An extensive sampling campaign, including nine municipal wastewater treatment plants, has been conducted in different cities of the Federal State of North Rhine-Westphalia (Germany) on the same day in April 2020, close to the first peak of the corona crisis. Samples were processed and analysed for a set of SARS-CoV-2-specific genes, as well as pan-genotypic gene sequences also covering other coronavirus types, using reverse transcription-quantitative polymerase chain reaction (RT-qPCR). Additionally, a comprehensive set of chemical reference parameters and bioindicators was analysed to characterize the wastewater quality and composition. Results of the RT-qPCR based gene analysis indicate the presence of SARS-CoV-2 genetic traces in different raw wastewaters. Furthermore, selected samples have been sequenced using Sanger technology to confirm the specificity of the RT-qPCR and the origin of the coronavirus. A comparison of the particle-bound and the dissolved portion of SARS-CoV-2 virus genes shows that quantifications must not neglect the solid-phase reservoir. The infectivity of the raw wastewater has also been assessed by viral outgrowth assay with a potential SARS-CoV-2 host cell line in vitro, which were not infected when exposed to the samples. This first evidence suggests that wastewater might be no major route for transmission to humans. Our findings draw attention to the need for further methodological and molecular assay validation for enveloped viruses in wastewater.

Hepatitis B and C viruses (HBV and HCV) cause chronic hepatitis and hepatocellular carcinoma (HCC) by poorly understood mechanisms. We show that cytokines lymphotoxin (LT) α and β and their receptor (LTβR) are upregulated in HBV- or HCV-induced hepatitis and HCC. Liver-specific LTαβ expression in mice induces liver inflammation and HCC, causally linking hepatic LT overexpression to hepatitis and HCC. Development of HCC, composed in part of A6+ oval cells, depends on lymphocytes and IKappa B kinase β expressed by hepatocytes but is independent of TNFR1. In vivo LTβR stimulation implicates hepatocytes as the major LT-responsive liver cells, and LTβR inhibition in LTαβ-transgenic mice with hepatitis suppresses HCC formation. Thus, sustained LT signaling represents a pathway involved in hepatitis-induced HCC.

Abstract Hepatitis C virus (HCV) is a major cause of liver cirrhosis and hepatocellular carcinoma. Current antiviral therapy fails to clear infection in a substantial proportion of cases. Drug development is focused on nonstructural proteins required for RNA replication. Individuals undergoing orthotopic liver transplantation face rapid, universal reinfection of the graft. Therefore, antiviral strategies targeting the early stages of infection are urgently needed for the prevention of HCV infection. In this study, we identified the polyphenol, epigallocatechin-3-gallate (EGCG), as an inhibitor of HCV entry. Green tea catechins, such as EGCG and its derivatives, epigallocatechin (EGC), epicatechin gallate (ECG), and epicatechin (EC), have been previously found to exert antiviral and antioncogenic properties. EGCG had no effect on HCV RNA replication, assembly, or release of progeny virions. However, it potently inhibited Cell-culture–derived HCV (HCVcc) entry into hepatoma cell lines as well as primary human hepatocytes. The effect was independent of the HCV genotype, and both infection of cells by extracellular virions and cell-to-cell spread were blocked. Pretreatment of cells with EGCG before HCV inoculation did not reduce HCV infection, whereas the application of EGCG during inoculation strongly inhibited HCV infectivity. Moreover, treatment with EGCG directly during inoculation strongly inhibited HCV infectivity. Expression levels of all known HCV (co-)receptors were unaltered by EGCG. Finally, we showed that EGCG inhibits viral attachment to the cell, thus disrupting the initial step of HCV cell entry. Conclusion: The green tea molecule, EGCG, potently inhibits HCV entry and could be part of an antiviral strategy aimed at the prevention of HCV reinfection after liver transplantation. (Hepatology 2011)

Abstract Aims Coronavirus disease 2019 is caused by severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) and has emerged as a global pandemic. SARS-CoV-2 infection can lead to elevated markers of cardiac injury associated with higher risk of mortality. It is unclear whether cardiac injury is caused by direct infection of cardiomyocytes or is mainly secondary to lung injury and inflammation. Here, we investigate whether cardiomyocytes are permissive for SARS-CoV-2 infection. Methods and results Two strains of SARS-CoV-2 infected human induced pluripotent stem cell-derived cardiomyocytes as demonstrated by detection of intracellular double-stranded viral RNA and viral spike glycoprotein expression. Increasing concentrations of viral RNA are detected in supernatants of infected cardiomyocytes, which induced infections in Caco-2 cell lines, documenting productive infections. SARS-CoV-2 infection and induced cytotoxic and proapoptotic effects associated with it abolished cardiomyocyte beating. RNA sequencing confirmed a transcriptional response to viral infection as demonstrated by the up-regulation of genes associated with pathways related to viral response and interferon signalling, apoptosis, and reactive oxygen stress. SARS-CoV-2 infection and cardiotoxicity was confirmed in a 3D cardiosphere tissue model. Importantly, viral spike protein and viral particles were detected in living human heart slices after infection with SARS-CoV-2. Coronavirus particles were further observed in cardiomyocytes of a patient with coronavirus disease 2019. Infection of induced pluripotent stem cell-derived cardiomyocytes was dependent on cathepsins and angiotensin-converting enzyme 2, and was blocked by remdesivir. Conclusion This study demonstrates that SARS-CoV-2 infects cardiomyocytes in vitro in an angiotensin-converting enzyme 2- and cathepsin-dependent manner. SARS-CoV-2 infection of cardiomyocytes is inhibited by the antiviral drug remdesivir.

Abstract The SARS-CoV-2 Omicron variant is currently causing a large number of infections in many countries. A number of antiviral agents are approved or in clinical testing for the treatment of COVID-19. Despite the high number of mutations in the Omicron variant, we here show that Omicron isolates display similar sensitivity to eight of the most important anti-SARS-CoV-2 drugs and drug candidates (including remdesivir, molnupiravir, and PF-07321332, the active compound in paxlovid), which is of timely relevance for the treatment of the increasing number of Omicron patients. Most importantly, we also found that the Omicron variant displays a reduced capability of antagonising the host cell interferon response. This provides a potential mechanistic explanation for the clinically observed reduced pathogenicity of Omicron variant viruses compared to Delta variant viruses.