Liquid-liquid phase separation (LLPS) of RNA-binding proteins plays an important role in the formation of multiple membrane-less organelles involved in RNA metabolism, including stress granules. Defects in stress granule homeostasis constitute a cornerstone of ALS/FTLD pathogenesis. Polar residues (tyrosine and glutamine) have been previously demonstrated to be critical for phase separation of ALS-linked stress granule proteins. We now identify an active role for arginine-rich domains in these phase separations. Moreover, arginine-rich dipeptide repeats (DPRs) derived from C9orf72 hexanucleotide repeat expansions similarly undergo LLPS and induce phase separation of a large set of proteins involved in RNA and stress granule metabolism. Expression of arginine-rich DPRs in cells induced spontaneous stress granule assembly that required both eIF2α phosphorylation and G3BP. Together with recent reports showing that DPRs affect nucleocytoplasmic transport, our results point to an important role for arginine-rich DPRs in the pathogenesis of C9orf72 ALS/FTLD.

Emergence of SARS-CoV-2 causing COVID-19 has resulted in hundreds of thousands of deaths. In search for key targets of effective therapeutics, robust animal models mimicking COVID-19 in humans are urgently needed. Here, we show that Syrian hamsters, in contrast to mice, are highly permissive to SARS-CoV-2 and develop bronchopneumonia and strong inflammatory responses in the lungs with neutrophil infiltration and edema, further confirmed as consolidations visualized by micro-CT alike in clinical practice. Moreover, we identify an exuberant innate immune response as key player in pathogenesis, in which STAT2 signaling plays a dual role, driving severe lung injury on the one hand, yet restricting systemic virus dissemination on the other. Our results reveal the importance of STAT2-dependent interferon responses in the pathogenesis and virus control during SARS-CoV-2 infection and may help rationalizing new strategies for the treatment of COVID-19 patients.

Introductory paragraph Since the emergence of SARS-CoV-2 causing COVID-19, the world is being shaken to its core with numerous hospitalizations and hundreds of thousands of deaths. In search for key targets of effective therapeutics, robust animal models mimicking COVID-19 in humans are urgently needed. Here, we show that productive SARS-CoV-2 infection in the lungs of mice is limited and restricted by early type I interferon responses. In contrast, we show that Syrian hamsters are highly permissive to SARS- CoV-2 and develop bronchopneumonia and a strong inflammatory response in the lungs with neutrophil infiltration and edema. Moreover, we identify an exuberant innate immune response as a key player in pathogenesis, in which STAT2 signaling plays a dual role, driving severe lung injury on the one hand, yet restricting systemic virus dissemination on the other. Finally, we assess SARS-CoV- 2-induced lung pathology in hamsters by micro-CT alike used in clinical practice. Our results reveal the importance of STAT2-dependent interferon responses in the pathogenesis and virus control during SARS-CoV-2 infection and may help rationalizing new strategies for the treatment of COVID-19 patients.

Abstract The explosively expanding COVID-19 pandemic urges the development of safe, efficacious and fast-acting vaccines to quench the unrestrained spread of SARS-CoV-2. Several promising vaccine platforms, developed in recent years, are leveraged for a rapid emergency response to COVID-19 1 . We employed the live-attenuated yellow fever 17D (YF17D) vaccine as a vector to express the prefusion form of the SARS-CoV-2 Spike antigen. In mice, the vaccine candidate, tentatively named YF-S0, induces high levels of SARS-CoV-2 neutralizing antibodies and a favorable Th1 cell-mediated immune response. In a stringent hamster SARS-CoV-2 challenge model 2 , vaccine candidate YF-S0 prevents infection with SARS-CoV-2. Moreover, a single dose confers protection from lung disease in most vaccinated animals even within 10 days. These results warrant further development of YF-S0 as a potent SARS-CoV-2 vaccine candidate.

Abstract Current first-generation COVID-19 vaccines are based on prototypic spike sequences from ancestral 2019 SARS-CoV-2 strains. However, the ongoing pandemic is fueled by variants of concern (VOC) that threaten to escape vaccine-mediated protection. Here we show in a stringent hamster model that immunization using prototypic spike expressed from a potent YF17D viral vector (1) provides vigorous protection against infection with ancestral virus (B lineage) and VOC Alpha (B.1.1.7), however, is insufficient to provide maximum protection against the Beta (B.1.351) variant. To improve vaccine efficacy, we created a revised vaccine candidate that carries an evolved spike antigen. Vaccination of hamsters with this updated vaccine candidate provides full protection against intranasal challenge with all four VOCs Alpha, Beta, Gamma (P.1) and Delta (B.1.617.2) resulting in complete elimination of infectious virus from the lungs and a marked improvement in lung pathology. Vaccinated hamsters did also no longer transmit the Delta variant to non-vaccinated sentinels. Hamsters immunized with our modified vaccine candidate also mounted marked neutralizing antibody responses against the recently emerged Omicron (B.1.1.529) variant, whereas the old vaccine employing prototypic spike failed to induce immunity to this antigenically distant virus. Overall, our data indicate that current first-generation COVID-19 vaccines need to be urgently updated to cover newly emerging VOCs to maintain vaccine efficacy and to impede virus spread at the community level. Significance Statement SARS-CoV-2 keeps mutating rapidly, and the ongoing COVID-19 pandemic is fueled by new variants escaping immunity induced by current first-generation vaccines. There is hence an urgent need for universal vaccines that cover variants of concern (VOC). In this paper we show that an adapted version of our vaccine candidate YF-S0* provides full protection from infection, virus transmission and disease by VOCs Alpha, Beta, Gamma and Delta, and also results in markedly increased levels of neutralizing antibodies against recently emerged Omicron VOC in a stringent hamster model. Our findings underline the necessity to update COVID-19 vaccines to curb the pandemic, providing experimental proof on how to maintain vaccine efficacy in view of an evolving SARS-CoV-2 diversity.

Abstract SARS-CoV-2 B.1.1.529, designated omicron, was recently identified as a new variant of concern by WHO and is rapidly replacing SARS-CoV-2 delta as the most dominant variant in many countries. Unfortunately, because of the high number of mutations present in the spike of SARS-CoV-2 omicron, most monoclonal antibodies (mAbs) currently approved for treatment of COVID-19 lose their in vitro neutralizing activity against this variant. We recently described a panel of human anti-SARS-CoV-2 mAbs that potently neutralize SARS-CoV-2 Wuhan, D614G and variants alpha, beta, gamma and delta. In this work, we evaluated our mAb panel for potential in vitro activity against SARS-CoV-2 delta and omicron. Three mAbs from our panel retain neutralizing activity against both delta and omicron, with mAb 3B8 still resulting in complete neutralization at a concentration as low as 0.02 μg/ml for both variants. Overall, our data indicate that mAb 3B8 may have the potential to become a game-changer in the fight against the continuously evolving SARS-CoV-2.

Abstract Treatment with neutralizing monoclonal antibodies (mAbs) against severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) contributes to COVID-19 management. Unfortunately, SARS-CoV-2 variants can escape several of these recently approved mAbs, highlighting the need for additional discovery and development. In a convalescent COVID-19 patient, we identified six mAbs, classified in four epitope groups, that potently neutralized SARS-CoV-2 Wuhan, alpha, beta, gamma and delta infection in vitro . In hamsters, mAbs 3E6 and 3B8 potently cured infection with SARS-CoV-2 Wuhan, beta and delta when administered post-viral infection at 5 mg/kg. Even at 0.2 mg/kg, 3B8 still reduced viral titers. Intramuscular delivery of DNA-encoded 3B8 resulted in in vivo mAb production of median serum levels up to 90 μg/ml, and protected hamsters against delta infection. Overall, our data mark 3B8 as a promising candidate against COVID-19, and highlight advances in both the identification and gene-based delivery of potent human mAbs.

Abstract Quick and accurate detection of neutralizing antibodies (nAbs) against yellow fever is essential in serodiagnosis during outbreaks, for surveillance and to evaluate vaccine efficacy in population-wide studies. All this requires serological assays that can process a large number of samples in a highly standardized format. Albeit being laborious, time-consuming and limited in throughput, classical plaque reduction neutralization test (PRNT) is still considered gold standard for the detection and quantification of nAbs due to its sensitivity and specificity. Here we report the development of an alternative fluorescence-based serological assay (SNT FLUO ) with an equally high sensitivity and specificity that is fit for high-throughput testing with the potential for automation. Finally, our novel SNT FLUO was cross-validated in several reference laboratories and against international WHO standards showing its potential to be implemented in clinical use. SNT FLUO assays with similar performance are available for the Japanese encephalitis, Zika and dengue viruses amenable for differential diagnostics. IMPORTANCE Fast and accurate detection of neutralizing antibodies (nAbs) against yellow fever virus (YFV) is key in yellow fever serodiagnosis, outbreak surveillance and monitoring of vaccine efficacy. Although classical PRNT still remains gold standard for measuring YFV nAbs, this methodology suffers from inherent limitations such as a low throughput and an overall high labor intensity. We present a novel fluorescence-based serum neutralization test (SNT FLUO ) with equally high sensitivity and specificity that is fit for processing large number of samples in a highly standardized manner and has the potential to be implemented in clinical use. In addition, we present SNT FLUO assays with similar performance for Japanese encephalitis, Zika and dengue viruses opening new avenues for differential diagnostics.

Abstract Ebola virus (EBOV) and related filoviruses such as Sudan virus (SUDV) threaten global public health. Effective filovirus vaccines are available only for EBOV, yet restricted to emergency use considering a high reactogenicity and demanding logistics. Here we present YF-EBO, a live YF17D-vectored dual-target vaccine candidate expressing EBOV-glycoprotein (GP) as protective antigen. Safety of YF-EBO in mice was further improved over that of parental YF17D vaccine. A single dose of YF-EBO was sufficient to induce high levels of EBOV-GP specific antibodies and cellular immune responses, that protected against lethal infection using EBOV-GP-pseudotyped recombinant vesicular stomatitis virus (rVSV-EBOV) in interferon-deficient ( Ifnar -/- ) mice as surrogate challenge model. Concomitantly induced yellow fever virus (YFV)-specific immunity protected Ifnar -/- mice against intracranial YFV challenge. YF-EBO could thus help to simultaneously combat both EBOV and YFV epidemics. Finally, we demonstrate how to target other highly pathogenic filoviruses such as SUDV at the root of a current outbreak in Uganda.