Itraconazole (ITZ) is a well-known antifungal agent that also has anticancer activity. In this study, we identify ITZ as a broad-spectrum inhibitor of enteroviruses (e.g., poliovirus, coxsackievirus, enterovirus-71, rhinovirus). We demonstrate that ITZ inhibits viral RNA replication by targeting oxysterol-binding protein (OSBP) and OSBP-related protein 4 (ORP4). Consistently, OSW-1, a specific OSBP/ORP4 antagonist, also inhibits enterovirus replication. Knockdown of OSBP inhibits virus replication, whereas overexpression of OSBP or ORP4 counteracts the antiviral effects of ITZ and OSW-1. ITZ binds OSBP and inhibits its function, i.e., shuttling of cholesterol and phosphatidylinositol-4-phosphate between membranes, thereby likely perturbing the virus-induced membrane alterations essential for viral replication organelle formation. ITZ also inhibits hepatitis C virus replication, which also relies on OSBP. Together, these data implicate OSBP/ORP4 as molecular targets of ITZ and point to an essential role of OSBP/ORP4-mediated lipid exchange in virus replication that can be targeted by antiviral drugs.

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 Within one year after its emergence, more than 108 million people contracted SARS-CoV-2 and almost 2.4 million succumbed to COVID-19. New SARS-CoV-2 variants of concern (VoC) are emerging all over the world, with the threat of being more readily transmitted, being more virulent, or escaping naturally acquired and vaccine-induced immunity. At least three major prototypic VoC have been identified, i.e. the UK (B.1.1.7), South African (B.1.351) and Brazilian (B.1.1.28.1), variants. These are replacing formerly dominant strains and sparking new COVID-19 epidemics and new spikes in excess mortality. We studied the effect of infection with prototypic VoC from both B.1.1.7 and B.1.351 lineages in Syrian golden hamsters to assess their relative infectivity and pathogenicity in direct comparison to two basal SARS-CoV-2 strains isolated in early 2020. A very efficient infection of the lower respiratory tract of hamsters by these VoC is observed. In line with clinical evidence from patients infected with these VoC, no major differences in disease outcome were observed as compared to the original strains as was quantified by ( i ) histological scoring, ( ii ) micro-computed tomography, and ( iii ) analysis of the expression profiles of selected antiviral and pro-inflammatory cytokine genes. Noteworthy however, in hamsters infected with VoC B.1.1.7, a particularly strong elevation of proinflammatory cytokines was detected. Overall, we established relevant preclinical infection models that will be pivotal to assess the efficacy of current and future vaccine(s) (candidates) as well as therapeutics (small molecules and antibodies) against two important SARS-CoV-2 VoC.

Abstract We have identified camelid single-domain antibodies (VHHs) that cross-neutralize SARS-CoV-1 and −2, such as VHH72, which binds to a unique highly conserved epitope in the viral receptor-binding domain (RBD) that is difficult to access for human antibodies. Here, we establish a protein engineering path for how a stable, long-acting drug candidate can be generated out of such a VHH building block. When fused to human IgG1-Fc, the prototype VHH72 molecule prophylactically protects hamsters from SARS-CoV-2. In addition, we demonstrate that both systemic and intranasal application protects hACE-2-transgenic mice from SARS-CoV-2 induced lethal disease progression. To boost potency of the lead, we used structure-guided molecular modeling combined with rapid yeast-based Fc-fusion prototyping, resulting in the affinity-matured VHH72_S56A-Fc, with subnanomolar SARS-CoV-1 and −2 neutralizing potency. Upon humanization, VHH72_S56A was fused to a human IgG1 Fc with optimized manufacturing homogeneity and silenced effector functions for enhanced safety, and its stability as well as lack of off-target binding was extensively characterized. Therapeutic systemic administration of a low dose of VHH72_S56A-Fc antibodies strongly restricted replication of both original and D614G mutant variants of SARS-CoV-2 virus in hamsters, and minimized the development of lung damage. This work led to the selection of XVR011 for clinical development, a highly stable anti-COVID-19 biologic with excellent manufacturability. Additionally, we show that XVR011 is unaffected in its neutralizing capacity of currently rapidly spreading SARS-CoV-2 variants, and demonstrate its unique, wide scope of binding across the Sarbecovirus clades.

Abstract In response to the ongoing COVID-19 pandemic, repurposing of drugs for the treatment of SARS-CoV-2 infections is being explored. The HIV protease inhibitor Nelfinavir, widely prescribed in combination with other HIV inhibitors, has been shown to inhibit in vitro SARS-CoV-2 replication. We here report on the effect of Nelfinavir in the Syrian hamster SARS-CoV-2 infection model. Although treatment of infected hamsters with either 15 or 50 mg/kg BID Nelfinavir [for four consecutive days, initiated on the day of infection] does not reduce viral RNA loads nor infectious virus titres in the lungs compared to the vehicle control, the drug reduced virus-induced lung pathology to nearly the baseline scores of healthy animals. A substantial interstitial infiltration of neutrophils is observed in the lungs of treated (both infected and uninfected) animals. The protective effect of Nelfinavir on SARS-CoV-2-induced lung pathology (at doses that are well tolerated and that result in exposures nearing those observed in HIV-infected patients) may lay the foundation for clinical studies with this widely used drug.

Summary The global emergence of Zika virus (ZIKV) in the last decade revealed the unprecedented ability for a mosquito-borne virus to cause congenital birth defects such as microcephaly. A puzzling aspect of ZIKV emergence is that all human outbreaks and birth defects to date have been exclusively associated with the Asian ZIKV lineage, despite a growing body of laboratory evidence pointing towards higher transmissibility and pathogenicity of the African ZIKV lineage. Whether this apparent paradox reflects the use of relatively old African ZIKV strains in most laboratory studies is unclear. Here, we experimentally compared the transmissibility and pathogenicity of seven low-passage ZIKV strains representing the recently circulating viral genetic diversity. We found that recent African ZIKV strains largely outperformed their Asian counterparts in mosquito transmission kinetics experiments, which translated into a markedly higher epidemic potential in outbreak computer simulations. In addition, African ZIKV strains were significantly more lethal than Asian ZIKV strains in immunocompromised adult mice. Finally, prenatal infection of immunocompetent mouse embryos with an African ZIKV strain resulted in embryonic death whereas it caused microcephaly with Asian ZIKV strains. Together, our results demonstrate the high epidemic potential and pathogenicity of recent ZIKV strains from Africa. Importantly, they also imply that the African ZIKV lineage could more easily go unnoticed by public health surveillance systems than the Asian ZIKV lineage due to its propensity to cause fetal loss rather than birth defects.

Abstract The RNA modification N 6 -methyladenosine (m 6 A) plays a key role in the life cycles of several RNA viruses. Whether this applies to SARS-CoV-2 and whether m 6 A affects the outcome of COVID-19 disease is still poorly explored. Here we report that the RNA demethylase FTO strongly affects both m 6 A marking of SARS-CoV-2 and COVID-19 severity. By m 6 A profiling of SARS-CoV-2, we confirmed in infected cultured cells and showed for the first time in vivo in hamsters that the regions encoding TRS_L and the nucleocapsid protein are multiply marked by m 6 A, preferentially within RRACH motifs that are specific to β-coronaviruses and well conserved across SARS-CoV-2 variants. In cells, downregulation of the m 6 A demethylase FTO, occurring upon SARS-CoV-2 infection, increased m 6 A marking of SARS-CoV-2 RNA and slightly promoted viral replication. In COVID-19 patients, a negative correlation was found between FTO expression and both SARS-CoV-2 expression and disease severity. FTO emerged as a classifier of disease severity and hence a potential stratifier of COVID-19 patients.

ABSTRACT New platforms are urgently needed for the design of novel prophylactic vaccines and advanced immune therapies. Live-attenuated yellow fever vaccine YF17D serves as vector for several licensed vaccines and platform for novel vaccine candidates. Based on YF17D, we developed YF-S0 as exceptionally potent COVID-19 vaccine candidate. However, use of such live RNA virus vaccines raises safety concerns, i . e ., adverse events linked to original YF17D (yellow fever vaccine-associated neurotropic; YEL-AND, and viscerotropic disease; YEL-AVD). In this study, we investigated the biodistribution and shedding of YF-S0 in hamsters. Likewise, we introduced hamsters deficient in STAT2 signaling as new preclinical model of YEL-AND/AVD. Compared to parental YF17D, YF-S0 showed an improved safety with limited dissemination to brain and visceral tissues, absent or low viremia, and no shedding of infectious virus. Considering yellow fever virus is transmitted by Aedes mosquitoes, any inadvertent exposure to the live recombinant vector via mosquito bites is to be excluded. The transmission risk of YF-S0 was hence evaluated in comparison to readily transmitting YFV-Asibi strain and non-transmitting YF17D vaccine, with no evidence for productive infection of vector mosquitoes. The overall favorable safety profile of YF-S0 is expected to translate to other novel vaccines that are based on the same YF17D platform.

Abstract Background West Nile virus (WNV) and Usutu virus (USUV) are emerging arboviruses in Europe transmitted by Culex mosquitoes. In Belgium, it is currently unknown which Culex species are competent vectors for WNV or USUV and if these mosquitoes carry Wolbachia , an endosymbiotic bacterium that can block arbovirus transmission. The aims of our study were to measure the vector competence of Belgian Culex mosquitoes to WNV and USUV and determine if a naturally acquired Wolbachia infection can influence virus transmission. Methodology/Principal Findings We captured 876 non-engorged female Culex mosquitoes from urban and peri-urban sites in Leuven, Belgium. We provided females with an infectious bloodmeal containing WNV lineage 2, USUV European (EU) lineage 3, or USUV African (AF) lineage 3. Blood-fed females (n=154) were incubated for 14 days at 25°C after which the body, head, and saliva were collected to measure infection (IR), dissemination (DR), and transmission (TR) rates, respectively. Mosquito species were identified by qRT-PCR or Sanger sequencing, the presence of infectious virus in mosquitoes was confirmed by plaque assays, and viral genome copies were quantified by qRT-PCR. We found that Culex pipiens pipiens were able to transmit WNV (11% IR, 40% DR, 100% TR) but not USUV (EU lineage: 13% IR, 0% DR; AF lineage: 16% IR, 17% DR, 0% TR). In contrast, Culex modestus was able to transmit USUV (AF lineage: 60% IR, 67% DR, 50% TR), but not WNV (0% IR). We found that the presence or absence of Wolbachia was species-dependent and did not associate with virus transmission. Conclusions/Significance This is the first report that Belgian Culex mosquitoes can transmit both WNV and USUV, forewarning the risk of human transmission. More research is needed to understand the potential influence of Wolbachia on arbovirus transmission in Culex modestus mosquitoes. Author Summary West Nile virus and Usutu virus can cause seasonal epidemics in humans. They are maintained in a transmission cycle between wild birds and Culex mosquitoes, and humans that are bitten by infected mosquitoes can develop life-threatening neurological disease. Certain Culex species carry the symbiotic bacterium Wolbachia which can block virus transmission in mosquitoes. In Belgium, it is currently unknown which Culex species can transmit West Nile virus and/or Usutu virus, or if they carry Wolbachia bacteria. In our study, we captured wild mosquitoes from Belgium and infected them with West Nile virus or Usutu virus. We found that a common European species ( Culex pipiens pipiens , the Northern House mosquito) could transmit West Nile virus, whereas a lesser known species ( Culex modestus ) could transmit Usutu virus. Wolbachia bacteria could be found in almost all Culex pipiens pipiens , but not in Culex modestus , suggesting that Wolbachia prevalence is species-specific. More research is needed to understand if Wolbachia can block virus transmission in Culex modestus . This is the first report on the ability of Culex mosquitoes to transmit West Nile virus and Usutu virus in Belgium, forewarning the risk of transmission to humans.

Arthropod-borne viruses (arboviruses) are important human pathogens for which there are no specific antiviral medicines. The large number of genetically-distinct arbovirus species, coupled with the unpredictable nature of their outbreaks, has made developing virus-specific anti-viral medicines challenging. Instead, we have defined and targeted a key aspect of the host innate immune response to virus at the arthropod bite that is common to all arbovirus infections, potentially circumventing the need for virus-specific therapies at this site. Using mouse models and human skin explants, we identify innate immune responses by dermal macrophages in the skin as a key determinant of disease severity. Post-exposure treatment of the inoculation site by a topical innate immune agonist significantly suppressed both the local and subsequent systemic course of infection and improved clinical outcome in mice to infection with a variety of arboviruses from the Alphavirus, Flavivirus and Orthobunyavirus genuses. In the absence of treatment, anti-viral interferon expression to virus in the skin was restricted to dermal dendritic cells. In contrast, targeting the more populous skin-resident macrophages with an immune agonist elicited protective responses in key cellular targets of virus that otherwise replicated virus to high levels. By defining and targeting a key aspect of the innate immune response to virus at the mosquito bite site, we have shown that it is possible to improve outcome to infection by targeting pathways activated at the site of inoculation, and thereby identified a putative new strategy for limiting disease following infection with a variety of genetically-distinct arboviruses.