Severe COVID-19 patients develop acute respiratory distress syndrome that may progress to cytokine storm syndrome, organ dysfunction, and death. Considering that neutrophil extracellular traps (NETs) have been described as important mediators of tissue damage in inflammatory diseases, we investigated whether NETs would be involved in COVID-19 pathophysiology. A cohort of 32 hospitalized patients with a confirmed diagnosis of COVID-19 and healthy controls were enrolled. The concentration of NETs was augmented in plasma, tracheal aspirate, and lung autopsies tissues from COVID-19 patients, and their neutrophils released higher levels of NETs. Notably, we found that viable SARS-CoV-2 can directly induce the release of NETs by healthy neutrophils. Mechanistically, NETs triggered by SARS-CoV-2 depend on angiotensin-converting enzyme 2, serine protease, virus replication, and PAD-4. Finally, NETs released by SARS-CoV-2–activated neutrophils promote lung epithelial cell death in vitro. These results unravel a possible detrimental role of NETs in the pathophysiology of COVID-19. Therefore, the inhibition of NETs represents a potential therapeutic target for COVID-19.

Severe cases of COVID-19 are characterized by a strong inflammatory process that may ultimately lead to organ failure and patient death. The NLRP3 inflammasome is a molecular platform that promotes inflammation via cleavage and activation of key inflammatory molecules including active caspase-1 (Casp1p20), IL-1β, and IL-18. Although participation of the inflammasome in COVID-19 has been highly speculated, the inflammasome activation and participation in the outcome of the disease are unknown. Here we demonstrate that the NLRP3 inflammasome is activated in response to SARS-CoV-2 infection and is active in COVID-19 patients. Studying moderate and severe COVID-19 patients, we found active NLRP3 inflammasome in PBMCs and tissues of postmortem patients upon autopsy. Inflammasome-derived products such as Casp1p20 and IL-18 in the sera correlated with the markers of COVID-19 severity, including IL-6 and LDH. Moreover, higher levels of IL-18 and Casp1p20 are associated with disease severity and poor clinical outcome. Our results suggest that inflammasomes participate in the pathophysiology of the disease, indicating that these platforms might be a marker of disease severity and a potential therapeutic target for COVID-19.

Organ dysfunction is a major concern in sepsis pathophysiology and contributes to its high mortality rate. Neutrophil extracellular traps (NETs) have been implicated in endothelial damage and take part in the pathogenesis of organ dysfunction in several conditions. NETs also have an important role in counteracting invading microorganisms during infection. The aim of this study was to evaluate systemic NETs formation, their participation in host bacterial clearance and their contribution to organ dysfunction in sepsis. C57Bl/6 mice were subjected to endotoxic shock or a polymicrobial sepsis model induced by cecal ligation and puncture (CLP). The involvement of cf-DNA/NETs in the physiopathology of sepsis was evaluated through NETs degradation by rhDNase. This treatment was also associated with a broad-spectrum antibiotic treatment (ertapenem) in mice after CLP. CLP or endotoxin administration induced a significant increase in the serum concentrations of NETs. The increase in CLP-induced NETs was sustained over a period of 3 to 24 h after surgery in mice and was not inhibited by the antibiotic treatment. Systemic rhDNase treatment reduced serum NETs and increased the bacterial load in non-antibiotic-treated septic mice. rhDNase plus antibiotics attenuated sepsis-induced organ damage and improved the survival rate. The correlation between the presence of NETs in peripheral blood and organ dysfunction was evaluated in 31 septic patients. Higher cf-DNA concentrations were detected in septic patients in comparison with healthy controls, and levels were correlated with sepsis severity and organ dysfunction. In conclusion, cf-DNA/NETs are formed during sepsis and are associated with sepsis severity. In the experimental setting, the degradation of NETs by rhDNase attenuates organ damage only when combined with antibiotics, confirming that NETs take part in sepsis pathogenesis. Altogether, our results suggest that NETs are important for host bacterial control and are relevant actors in the pathogenesis of sepsis.

Rheumatoid arthritis (RA) is a chronic inflammatory disease characterized by joint destruction and severe morbidity. Cigarette smoking (CS) can exacerbate the incidence and severity of RA. Although Th17 cells and the Aryl hydrocarbon receptor (AhR) have been implicated, the mechanism by which CS induces RA development remains unclear. Here, using transcriptomic analysis, we show that microRNA-132 is specifically induced in Th17 cells in the presence of either AhR agonist or CS-enriched medium. miRNA-132 thus induced is packaged into extracellular vesicles produced by Th17 and acts as a proinflammatory mediator increasing osteoclastogenesis through the down-regulation of COX2. In vivo, articular knockdown of miR-132 in murine arthritis models reduces the number of osteoclasts in the joints. Clinically, RA patients express higher levels of miR-132 than do healthy individuals. This increase is further elevated by cigarette smoking. Together, these results reveal a hitherto unrecognized mechanism by which CS could exacerbate RA and further advance understanding of the impact of environmental factors on the pathogenesis of chronic inflammatory diseases.

Abstract Although SARS-CoV-2 severe infection is associated with a hyperinflammatory state, lymphopenia is an immunological hallmark, and correlates with poor prognosis in COVID-19. However, it remains unknown if circulating human lymphocytes and monocytes are susceptible to SARS-CoV-2 infection. In this study, SARS-CoV-2 infection of human peripheral blood mononuclear cells (PBMCs) was investigated both in vitro and in vivo . We found that in vitro infection of whole PBMCs from healthy donors was productive of virus progeny. Results revealed that monocytes, as well as B and T lymphocytes, are susceptible to SARS-CoV-2 active infection and viral replication was indicated by detection of double-stranded RNA. Moreover, flow cytometry and immunofluorescence analysis revealed that SARS-CoV-2 was frequently detected in monocytes and B lymphocytes from COVID-19 patients, and less frequently in CD4 + T lymphocytes. The rates of SARS-CoV-2-infected monocytes in PBMCs from COVID-19 patients increased over time from symptom onset. Additionally, SARS-CoV-2-positive monocytes and B and CD4+T lymphocytes were detected by immunohistochemistry in post mortem lung tissue. SARS-CoV-2 infection of blood circulating leukocytes in COVID-19 patients may have important implications for disease pathogenesis, immune dysfunction, and virus spread within the host.

A Doença do Coronavírus 2019 (COVID-19) provocou uma pandemia que resultou em aumento no número de hospitalizações e consequentemente ao risco de desnutrição hospitalar. Objetivo: identificar o estado nutricional de pacientes adultos internados com COVID-19 e a associação com as variáveis estudadas Método: Estudo retrospectivo descritivo com pacientes adultos internados por COVID-19. A variável principal foi estado nutricional determinado pela avaliação subjetiva global (ASG) na admissão e no desfecho (alta/óbito). Investigou-se também dados demográficos, a terapia nutricional (TN) prescrita, comorbidades, intercorrências do trato digestório, tempo de internação e óbito. Resultados: Foram incluídos 204 pacientes na análise. De acordo com a ASG, 74,5% foram classificados como risco de desnutrição ou moderadamente desnutrido e 21,1% como desnutrido grave. Houve um agravo no estado nutricional para desnutrição grave durante a internação (21,1 vs. 32,8%; p=0,032). Os pacientes admitidos com desnutrição grave ficaram aproximadamente doze dias a mais internados (p=0,006). Esses pacientes apresentaram quase cinco vezes mais chance de intercorrências gastrointestinais que os não desnutridos graves (50 vs. 17,2%; OR= 4,8; IC95% 1,45-15,8; p=0,007). Os idosos apresentaram mais de 3 vezes mais chance de óbito que os não idosos (52,2 vs. 25,5%; OR=3,2 IC95% 1,1-9,1; p=0,027). Conclusão: Os resultados mostraram uma elevada prevalência de desnutrição entre os pacientes admitidos por COVID-19 e uma piora da desnutrição grave ao longo da internação. Os desnutridos ficaram mais tempo hospitalizados e apresentaram mais transtornos do trado digestório. Palavras-Chave: COVID-19; Desnutrição; Terapia Nutricional; Mortalidade.

Abstract Patients with severe COVID-19 develop acute respiratory distress syndrome (ARDS) that may progress to cytokine storm syndrome, organ dysfunction, and death. Considering that complement component 5a (C5a), through its cellular receptor C5aR1, has potent proinflammatory actions, and plays immunopathological roles in inflammatory diseases, we investigated whether C5a/C5aR1 pathway could be involved in COVID-19 pathophysiology. C5a/C5aR1 signaling increased locally in the lung, especially in neutrophils of critically ill COVID-19 patients compared to patients with influenza infection, as well as in the lung tissue of K18-hACE2 Tg mice (Tg mice) infected with SARS-CoV-2. Genetic and pharmacological inhibition of C5aR1 signaling ameliorated lung immunopathology in Tg-infected mice. Mechanistically, we found that C5aR1 signaling drives neutrophil extracellular trap (NET)s-dependent immunopathology. These data confirm the immunopathological role of C5a/C5aR1 signaling in COVID-19 and indicate that antagonist of C5aR1 could be useful for COVID-19 treatment.