Abstract SARS-CoV-2 emerged from animals and is now easily transmitted between people. Sporadic detection of natural cases in animals alongside successful experimental infections of pets, such as cats, ferrets and dogs, raises questions about the susceptibility of animals under natural conditions of pet ownership. Here, we report a large-scale study to assess SARS-CoV-2 infection in 919 companion animals living in northern Italy, sampled at a time of frequent human infection. No animals tested PCR positive. However, 3.3% of dogs and 5.8% of cats had measurable SARS-CoV-2 neutralizing antibody titers, with dogs from COVID-19 positive households being significantly more likely to test positive than those from COVID-19 negative households. Understanding risk factors associated with this and their potential to infect other species requires urgent investigation.

Abstract The scientific community has responded to the coronavirus disease 2019 (COVID-19) pandemic by rapidly undertaking research to find effective strategies to reduce the burden of this disease. Encouragingly, researchers from a diverse array of fields are collectively working towards this goal. Research with infectious severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) is undertaken in high-containment laboratories; however, it is often desirable to work with samples at lower-containment levels. To facilitate the transfer of infectious samples from high-containment laboratories, we have tested methods commonly used to inactivate virus and prepare the sample for additional experiments. Incubation at 80°C, a range of detergents, Trizol reagents, and UV energies were successful at inactivating a high titer of SARS-CoV-2. Methanol and paraformaldehyde incubation of infected cells also inactivated the virus. These protocols can provide a framework for in-house inactivation of SARS-CoV-2 in other laboratories, ensuring the safe use of samples in lower-containment levels.

SARS-CoV-2 originated in animals and is now easily transmitted between people. Sporadic detection of natural cases in animals alongside successful experimental infections of pets, such as cats, ferrets and dogs, raises questions about the susceptibility of animals under natural conditions of pet ownership. Here we report a large-scale study to assess SARS-CoV-2 infection in 817 companion animals living in northern Italy, sampled at a time of frequent human infection. No animals tested PCR positive. However, 3.4% of dogs and 3.9% of cats had measurable SARS-CoV-2 neutralizing antibody titers, with dogs from COVID-19 positive households being significantly more likely to test positive than those from COVID-19 negative households. Understanding risk factors associated with this and their potential to infect other species requires urgent investigation.SARS-CoV-2 antibodies in pets from Italy.

Abstract COVID-19 is a spectrum of clinical symptoms in humans caused by infection with SARS-CoV-2, a recently emerged coronavirus that rapidly caused a pandemic. Coalescence of this virus with seasonal respiratory viruses, particularly influenza virus is a global health concern. To investigate this, transgenic mice expressing the human ACE2 receptor driven by the epithelial cell cytokeratin-18 gene promoter (K18-hACE2) were first infected with IAV followed by SARS-CoV-2. The host response and effect on virus biology was compared to K18-hACE2 mice infected with IAV or SARS-CoV-2 only. Infection of mice with each individual virus resulted in a disease phenotype compared to control mice. Although SARS-CoV-2 RNA synthesis appeared significantly reduced in the sequentially infected mice, they exhibited more rapid weight loss, more severe lung damage and a prolongation of the innate response compared to singly infected or control mice. The sequential infection also exacerbated the extrapulmonary encephalitic manifestations associated with SARS-CoV-2 infection. Conversely, prior infection with a commercially available, multivalent live-attenuated influenza vaccine (Fluenz tetra) elicited the same reduction in SARS-CoV-2 RNA synthesis albeit without the associated increase in disease severity. This suggests that the innate immune response stimulated by infection with IAV is responsible for the observed inhibition of SARS-CoV-2, however, infection with attenuated, apathogenic influenza vaccine does not result in an aberrant immune response and enhanced disease severity. Taken together, the data suggest that the concept of ‘twinfection’ is deleterious and mitigation steps should be instituted as part of a comprehensive public health response to the COVID-19 pandemic.

Abstract The ability of acquired immune responses against SARS-CoV-2 to protect after subsequent exposure to emerging variants of concern (VOC) such as B1.1.7 and B1.351 is currently of high significance. Here, we use a hamster model of COVID-19 to show that prior infection with a strain representative of the original circulating lineage B of SARS-CoV-2 induces protection from clinical signs upon subsequent challenge with either B1.1.7 or B1.351 viruses, which recently emerged in the UK and South Africa, respectively. The results indicate that these emergent VOC may be unlikely to cause disease in individuals that are already immune due to prior infection, and this has positive implications for overall levels of infection and COVID-19 disease.

Abstract Companion animals are susceptible to SARS-CoV-2 infection and sporadic cases of pet infections have occurred in the United Kingdom. Here we present the first large-scale serological survey of SARS-CoV-2 neutralising antibodies in dogs and cats in the UK. Results are reported for 688 sera (454 canine, 234 feline) collected by a large veterinary diagnostic laboratory for routine haematology during three time periods; pre-COVID-19 (January 2020), during the first wave of UK human infections (April-May 2020) and during the second wave of UK human infections (September 2020-February 2021). Both pre-COVID-19 sera and those from the first wave tested negative. However, in sera collected during the second wave, 1.4% (n=4) of dogs and 2.2% (n=2) cats tested positive for neutralising antibodies. The low numbers of animals testing positive suggests pet animals are unlikely to be a major reservoir for human infection in the UK. However, continued surveillance of in-contact susceptible animals should be performed as part of ongoing population health surveillance initiatives.

ABSTRACT A key element for the prevention and management of COVID-19 is the development of effective therapeutics. Drug combination strategies of repurposed drugs offer several advantages over monotherapies, including the potential to achieve greater efficacy, the potential to increase the therapeutic index of drugs and the potential to reduce the emergence of drug resistance. Here, we report on the in vitro synergistic interaction between two FDA approved drugs, remdesivir and ivermectin resulting in enhanced antiviral activity against SARS-CoV-2. These findings warrant further investigations into the clinical potential of this combination, together with studies to define the underlying mechanism.

COVID-19 is a spectrum of clinical symptoms in humans caused by infection with SARS-CoV-2. The coalescence of SARS-CoV-2 with seasonal respiratory viruses, particularly influenza viruses, is a global health concern. To understand this, transgenic mice expressing the human ACE2 receptor (K18-hACE2) were infected with influenza A virus (IAV) followed by SARS-CoV-2 and the host response and effect on virus biology was compared to K18-hACE2 mice infected with IAV or SARS-CoV-2 alone. The sequentially infected mice showed reduced SARS-CoV-2 RNA synthesis, yet exhibited more rapid weight loss, more severe lung damage and a prolongation of the innate response compared to the singly infected or control mice. Sequential infection also exacerbated the extrapulmonary encephalitic manifestations associated with SARS-CoV-2 infection. Conversely, prior infection with a commercially available, multivalent live-attenuated influenza vaccine (Fluenz Tetra) elicited the same reduction in SARS-CoV-2 RNA synthesis, albeit without the associated increase in disease severity. This suggests that the innate immune response stimulated by IAV inhibits SARS-CoV-2. Interestingly, infection with an attenuated, apathogenic influenza vaccine does not result in an aberrant immune response and enhanced disease severity. Taken together, the data suggest coinfection (‘twinfection’) is deleterious and mitigation steps should be instituted as part of the comprehensive public health and management strategy of COVID-19.

Abstract Information on common markers of metabolic resistance in malaria vectors from countries sharing similar eco-climatic characteristics can facilitate coordination of malaria control. Here, we characterized populations of the major malaria vector Anopheles coluzzii from Sahel region, spanning four sub-Saharan African countries: Nigeria, Niger, Chad and Cameroon. Genome-wide transcriptional analysis identified major genes previously implicated in pyrethroid and/or cross resistance to other insecticides, overexpressed across the Sahel, including CYP450s, glutathione S-transferases, carboxylesterases, and cuticular proteins. Several, well-known markers of insecticide resistance were found in high frequencies - including in the voltage-gated sodium channel (V402L, I940T, L995F, I1527T and N1570Y), the acetylcholinesterase -1 gene (G280S) and the CYP4J5 -L43F (fixed). High frequencies of the epidemiologically important chromosomal inversions, 2La, 2Rb and 2Rc were observed (∼80% for 2Rb and 2Rc). The 2La alternative arrangement is fixed across the Sahel. Low frequencies of these inversions (<10%) were observed in the fully insecticide susceptible laboratory colony of An. coluzzii (Ngoussou). Several of the most commonly overexpressed metabolic resistance genes sit in these three inversions. Two commonly overexpressed genes, GSTe2 and CYP6Z2 were functionally validated. Transgenic Drosophila melanogaster expressing GSTe2 exhibited extremely high DDT and permethrin resistance (mortalities < 10% in 24 h). Serial deletion of the 5’ intergenic region, to identify putative nucleotide(s) associated with GSTe2 overexpression, revealed that simultaneous insertion of adenine nucleotide and a transition (T->C), between Fork-head box L1 and c-EST putative binding sites were responsible for the high overexpression of GSTe2 in the resistant mosquitoes. Transgenic flies expressing CYP6Z2 exhibited marginal resistance towards 3-phenoxybenzylalcohol (a primary product of pyrethroid hydrolysis by carboxylesterases) and a type II pyrethroid, α-cypermethrin. However, significantly higher mortalities were observed in CYP6Z2 transgenic flies compared with controls, on exposure to the neonicotinoid, clothianidin. This suggests a possible bioactivation of clothianidin into a toxic intermediate, which if true make it an ideal insecticide against populations of An. coluzzii overexpressing this P450. These findings will facilitate regional collaborations within the Sahel region, and refine implementation strategies through re-focusing interventions, improving evidence-based, cross-border policy towards local and regional malaria pre-elimination.

Abstract New variants of SARS-CoV-2 are continuing to emerge and dominate the regional and global sequence landscapes. Several variants have been labelled as Variants of Concern (VOCs) because of perceptions or evidence that these may have a transmission advantage, increased risk of morbidly and/or mortality or immune evasion in the context of prior infection or vaccination. Placing the VOCs in context and also the underlying variability of SARS-CoV-2 is essential in understanding virus evolution and selection pressures. Sequences of SARS-CoV-2 in nasopharyngeal swabs from hospitalised patients in the UK were determined and virus isolated. The data indicated the virus existed as a population with a consensus level and non-synonymous changes at a minor variant. For example, viruses containing the nsp12 P323L variation from the Wuhan reference sequence, contained minor variants at the position including P and F and other amino acids. These populations were generally preserved when isolates were amplified in cell culture. In order to place VOCs B.1.1.7 (the UK ‘Kent’ variant) and B.1.351 (the ‘South African’ variant) in context their growth was compared to a spread of other clinical isolates. The data indicated that the growth in cell culture of the B.1.1.7 VOC was no different from other variants, suggesting that its apparent transmission advantage was not down to replicating more quickly. Growth of B.1.351 was towards the higher end of the variants. Overall, the study suggested that studying the biology of SARS-CoV-2 is complicated by population dynamics and that these need to be considered with new variants. Importance SARS-CoV-2 is the causative agent of COVID-19. The virus has spread across the planet causing a global pandemic. In common with other coronaviruses, SARS-CoV-2 genetic material (genomes) can become quite diverse as a consequence of replicating inside cells. This has given rise to multiple variants from the original virus that infected humans. These variants may have different properties and in the context of a widespread vaccination program may render vaccines less ineffective. Our research confirms the degree of genetic diversity of SARS-CoV-2 in patients. By isolating viruses from these patients, we show that there is a 100-fold range in growth of even normal variants. Interestingly, by comparing this to the pattern seen with two Variants of Concern (UK and South African variants), we show that at least in cells the ability of the B.1.1.7 variant to grow is not substantially different to many of the previous variants.