P-selectin glycoprotein ligand-1 (PSGL-1) is a cell surface glycoprotein that binds to P-, E-, and L-selectins to mediate the tethering and rolling of immune cells on the surface of the endothelium for cell migration into inflamed tissues. PSGL-1 has been identified as an interferon-γ (INF-γ)-regulated factor that restricts HIV-1 infectivity, and has recently been found to possess broad-spectrum antiviral activities. Here we report that the expression of PSGL-1 in virus-producing cells impairs the incorporation of SARS-CoV and SARS-CoV-2 spike (S) glycoproteins into pseudovirions and blocks virus attachment and infection of target cells. These findings suggest that PSGL-1 may potentially inhibit coronavirus replication in PSGL-1+ cells.

Abstract Eastern equine encephalitis virus (EEEV), a mosquito-borne RNA virus, is one of the most acutely virulent viruses endemic to the Americas, causing between 30% and 70% mortality in symptomatic human cases. A major factor in the virulence of EEEV is the presence of four binding sites for the hematopoietic cell-specific microRNA, miR-142-3p, in the 3’ untranslated region (3’ UTR) of the virus. Three of the sites are “canonical” with all 8 seed sequence residues complimentary to miR-142-3p while one is “non-canonical” and has a seed sequence mismatch. Interaction of the EEEV genome with miR-142-3p limits virus replication in myeloid cells and suppresses the systemic innate immune response, greatly exacerbating EEEV neurovirulence. The presence of the miRNA binding sequences is also required for efficient EEEV replication in mosquitoes and, therefore, essential for transmission of the virus. In the current studies, we have examined the role of each binding site by point mutagenesis of seed sequences in all combinations of sites followed by infection of mammalian myeloid cells, mosquito cells and mice. The resulting data indicate that both canonical and non-canonical sites contribute to cell infection and animal virulence, however, surprisingly, all sites are rapidly deleted from EEEV genomes shortly after infection of myeloid cells or mice. Finally, we show that the virulence of a related encephalitis virus, western equine encephalitis virus, is also dependent upon miR-142-3p binding sites. Author Summary Eastern equine encephalitis virus (EEEV) is one of the most acutely virulent mosquito-borne viruses in the Americas. A major determinant of EEEV virulence is a mammalian microRNA (miRNA) that is primarily expressed in myeloid cells, miR-142-3p. Like miRNA suppression of host mRNA, miR-142-3p binds to the 3’ untranslated region (UTR) of the EEEV genome only in myeloid cells suppressing virus replication and the induction of the innate immune response. In this study, we used point mutations in all four miR-142-3p binding sites in the EEEV 3’ UTR to understand the mechanism behind this miRNA suppression. We observed that decreasing the number of miR-142-3p binding sites leads to virus escape and ultimately attenuation in vivo . Furthermore, another virus, western equine encephalitis virus, also encodes miR-142-3p binding sites that contribute to virulence in vivo . These results provide insight into the mechanism of how cell-specific miRNAs can mediate suppression of virus replication.

SARS-CoV-2, the virus behind the deadly COVID-19 pandemic, continues to spread globally even as vaccine strategies are proving effective in preventing hospitalizations and deaths. However, evolving variants of the virus appear to be more transmissive and vaccine efficacy towards them is waning. As a result, SARS-CoV-2 will continue to have a deadly impact on public health into the foreseeable future. One strategy to bypass the continuing problem of newer variants is to target host proteins required for viral replication. We have used this host-targeted antiviral (HTA) strategy that targets DDX3, a host DEAD-box RNA helicase that is usurped by SARS-CoV-2 for virus production. We demonstrated that targeting DDX3 with RK-33, a small molecule inhibitor, reduced the viral load in four isolates of SARS-CoV-2 (Lineage A, and Lineage B Alpha, Beta, and Delta variants) by one to three log orders in Calu-3 cells. Furthermore, proteomics and RNA-seq analyses indicated that most SARS-CoV-2 genes were downregulated by RK-33 treatment. Also, we show that the use of RK-33 decreases TMPRSS2 expression, which may be due to DDX3s ability to unwind G-quadraplex structures present in the TMPRSS2 promoter. The data presented supports the use of RK-33 as an HTA strategy to control SARS-CoV-2 infection, irrespective of its mutational status, in humans.

ABSTRACT Introduction Severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2), which is responsible for the COVID-19 pandemic, remains viable and therefore potentially infectious on several materials. One strategy to discourage the fomite-mediated spread of COVID-19 is the development of materials whose surface chemistry can spontaneously inactivate SARS-CoV-2. Silicon nitride (Si 3 N 4 ), a material used in spine fusion surgery, is one such candidate because it has been shown to inactivate several bacterial species and viral strains. This study hypothesized that contact with Si 3 N 4 would inactivate SARS-CoV-2, while mammalian cells would remain unaffected. Materials SARS-CoV-2 virions (2×10 4 PFU/mL diluted in growth media) were exposed to 5, 10, 15, and 20% (w/v) of an aqueous suspension of sintered Si 3 N 4 particles for durations of 1, 5, and 10 minutes, respectively. Before exposure to the virus, cytotoxicity testing of Si 3 N 4 alone was assessed in Vero cells at 24 and 48 hour post-exposure times. Following each exposure to Si 3 N 4 , the remaining infectious virus was quantitated by plaque assay. Results Vero cell viability increased at 5% and 10% (w/v) concentrations of Si 3 N 4 at exposure times up to 10 minutes, and there was only minimal impact on cell health and viability up to 20% (w/v). However, the SARS-CoV-2 titers were markedly reduced when exposed to all concentrations of Si 3 N 4 ; the reduction in viral titers was between 85% - 99.6%, depending on the dose and duration of exposure. Conclusions Si 3 N 4 was non-toxic to the Vero cells while showing strong antiviral activity against SARS-CoV-2. The viricidal effect increased with increasing concentrations of Si 3 N 4 and longer duration of exposure. Surface treatment strategies based on Si 3 N 4 may offer novel methods to discourage SARS-CoV-2 persistence and infectivity on surfaces and discourage the spread of COVID-19.

Abstract Here we present a rapid and versatile method for capturing and concentrating SARS-CoV-2 from transport medium and saliva using affinity-capture magnetic hydrogel particles. We demonstrate that the method concentrates virus prior to RNA extraction, thus significantly improving detection of the virus using a real-time RT-PCR assay across a range of viral titers, from 100 to 1,000,000 viral copies/mL; in particular, detection of virus in low viral load samples is enhanced when using the method coupled with the IDT 2019-nCoV CDC EUA Kit. This method is compatible with commercially available nucleic acid extraction kits, as well with a simple heat and detergent method. Using transport medium diagnostic remnant samples that previously had been tested for SARS-CoV-2 using either the Abbott RealTime SARS-CoV-2 EUA Test (n=14) or the Cepheid Xpert Xpress SARS-CoV-2 EUA Test (n=35), we demonstrate that our method not only correctly identifies all positive samples (n = 17) but also significantly improves detection of the virus in low viral load samples. The average improvement in cycle threshold (Ct) value as measured with the IDT 2019-nCoV CDC EUA Kit was 3.1; n = 10. Finally, to demonstrate that the method could potentially be used to enable pooled testing, we spiked infectious virus or a confirmed positive diagnostic remnant sample into 5 mL and 10 mL of negative transport medium and observed significant improvement in the detection of the virus from those larger sample volumes.

Abstract The coronavirus disease 2019 (COVID-19) has created an acute worldwide demand for sustained broadband pathogen suppression in households, hospitals, and public spaces. The US recently passed a new sad milestone of 500,000 deaths due to COVID-19, the highest rate anywhere in the world. In response, we have created a rapid-acting, self-sterilizing PPE configurations capable of killing SARS-CoV-2 and other microbes in seconds. The highly active material destroys pathogens faster than any conventional copper configuration. The material maintains its antimicrobial efficacy over sustained use and is shelf stable. We have performed rigorous testing in accordance with guidelines from U.S. governing authorities and believe that the material could offer broad spectrum, non-selective defense against most microbes via integration into masks and other protective equipment. Summary A novel configuration of copper offering continued fast-acting protection against viruses and bacteria, including SARS-CoV-2.

Abstract The coronavirus disease 2019 (COVID-19) pandemic caused by the severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) continues to pose serious threats to global health. We previously reported that AAK1, BIKE and GAK, members of the Numb-associated kinase family, control intracellular trafficking of multiple RNA viruses during viral entry and assembly/egress. Here, using both genetic and pharmacological approaches, we probe the functional relevance of NAKs for SARS-CoV-2 infection. siRNA-mediated depletion of AAK1, BIKE, GAK, and STK16, the fourth member of the NAK family, suppressed SARS-CoV-2 infection in human lung epithelial cells. Both known and novel small molecules with potent AAK1/BIKE, GAK or STK16 activity suppressed SARS-CoV-2 infection. Moreover, combination treatment with the approved anti-cancer drugs, sunitinib and erlotinib, with potent anti-AAK1/BIKE and GAK activity, respectively, demonstrated synergistic effect against SARS-CoV-2 infection in vitro . Time-of-addition experiments revealed that pharmacological inhibition of AAK1 and BIKE suppressed viral entry as well as late stages of the SARS-CoV-2 life cycle. Lastly, suppression of NAKs expression by siRNAs inhibited entry of both wild type and SARS-CoV-2 pseudovirus. These findings provide insight into the roles of NAKs in SARS-CoV-2 infection and establish a proof-of-principle that pharmacological inhibition of NAKs can be potentially used as a host-targeted approach to treat SARS-CoV-2 with potential implications to other coronaviruses.

Abstract The COVID-19 pandemic has paralyzed the global economy and resulted in millions of deaths globally. People with co-morbidities like obesity, diabetes and hypertension are at an increased risk for severe COVID-19 illness. This is of overwhelming concern because 42% of Americans are obese, 30% are pre-diabetic and 9.4% have clinical diabetes. Here, we investigated the effect of obesity on disease severity following SARS-CoV-2 infection using a well-established mouse model of diet-induced obesity. Diet-induced obese and lean control C57BL/6N mice, transduced for ACE2 expression using replication-defective adenovirus, were infected with SARS-CoV-2, and monitored for lung pathology, viral titers, and cytokine expression. No significant differences in tissue pathology, viral replication or cytokine expression were observed between lean and obese groups. Notably, significant weight loss was observed in obese mice treated with the adenovirus vector, independent of SARS-CoV-2 infection, suggesting an obesity-dependent morbidity induced by the vector. These data indicate that the adenovirus-transduced mouse model of SARS-CoV-2 infection is inadequate for performing nutrition studies, and caution should be used when interpreting resulting data.

A total synthesis of each homoseongomycin enantiomer was accomplished in 17 total steps (longest linear sequence = 12 steps) and 10 chromatographic purifications. Several schemes were attempted to forge the key 5-membered ring, but only a Suzuki coupling-intramolecular Friedel–Crafts acylation sequence proved viable. Challenges encountered during the optical rotation characterization of the natural product left us with two important takeaways. First, highly colored compounds like homoseongomycin that absorb near/at the sodium d-line may require optical rotation measurements at other wavelengths. Second, high dilution of such compounds to obtain measurement at the sodium d-line could result in artificially large and incorrectly assigned specific rotations. To verify the optical rotation, electronic circular dichroism spectra were acquired for both homoseongomycin enantiomers and were transformed into optical rotary dispersions via the Kramers–Kronig transform. We note the wavelength dependency on rotation, and at the sodium d-line 589 nm, we reassign the optical rotation of L-homoseongomycin from (−) to (+).

No vaccines or antivirals are approved against Venezuelan equine encephalitis virus (VEEV) infection in humans. To improve our understanding of VEEV-host interactions, we simultaneously profiled host transcriptome and viral RNA (vRNA) in thousands of single cells during infection of human astrocytes. Host transcription was suppressed, and “superproducer cells” with extreme vRNA abundance and altered transcriptome emerged during the first viral life cycle. Cells with increased structural-to-nonstructural transcript ratio demonstrated upregulation of trafficking genes at later time points. Loss- and gain-of-function experiments confirmed pro- and antiviral host factors. Single-cell deep sequencing analysis identified a viral E3 protein mutation altering host gene expression. Lastly, comparison with data from other viruses highlighted common and unique pathways perturbed by infection across evolutionary scales. This study provides a high-resolution characterization of the cellular response to VEEV infection, identifies candidate targets for antivirals, and establishes a comparative single-cell approach to study the evolution of virus-host interactions.