Pre-existing comorbidities such as obesity or metabolic diseases can adversely affect the clinical outcome of COVID-19. Chronic metabolic disorders are globally on the rise and often a consequence of an unhealthy diet, referred to as a Western Diet. For the first time in the Syrian hamster model, we demonstrate the detrimental impact of a continuous high-fat high-sugar diet on COVID-19 outcome. We observed increased weight loss and lung pathology, such as exudate, vasculitis, hemorrhage, fibrin, and edema, delayed viral clearance and functional lung recovery, and prolonged viral shedding. This was accompanied by an increased trend of systemic IL-10 and IL-6, as well as a dysregulated serum lipid response dominated by polyunsaturated fatty acid-containing phosphatidylethanolamine, recapitulating cytokine and lipid responses associated with severe human COVID-19. Our data support the hamster model for testing restrictive or targeted diets and immunomodulatory therapies to mediate the adverse effects of metabolic disease on COVID-19.

We investigated ChAdOx1 nCoV-19 (AZD1222) vaccine efficacy against SARS-CoV-2 variants of concern (VOCs) B.1.1.7 and B.1.351 in Syrian hamsters. We previously showed protection against SARS-CoV-2 disease and pneumonia in hamsters vaccinated with a single dose of ChAdOx1 nCoV-19. Here, we observed a 9.5-fold reduction of virus neutralizing antibody titer in vaccinated hamster sera against B.1.351 compared to B.1.1.7. Vaccinated hamsters challenged with B.1.1.7 or B.1.351 did not lose weight compared to control animals. In contrast to control animals, the lungs of vaccinated animals did not show any gross lesions. Minimal to no viral subgenomic RNA (sgRNA) and no infectious virus was detected in lungs of vaccinated animals. Histopathological evaluation showed extensive pulmonary pathology caused by B.1.1.7 or B.1.351 replication in the control animals, but none in the vaccinated animals. These data demonstrate the effectiveness of the ChAdOx1 nCoV-19 vaccine against clinical disease caused by B.1.1.7 or B.1.351 VOCs.

Abstract The emergence of several SARS-CoV-2 variants has caused global concerns about increased transmissibility, increased pathogenicity, and decreased efficacy of medical countermeasures. Animal models can be used to assess phenotypical changes in the absence of confounding factors that affect observed pathogenicity and transmissibility data in the human population. Here, we studied the pathogenicity of variants of concern (VOC) B.1.1.7 and B.1.351 in rhesus macaques and compared it to a recent clade B.1 SARS-CoV-2 isolate containing the D614G substitution in the spike protein. The B.1.1.7 VOC behaved similarly to the D614G with respect to clinical disease, virus shedding and virus replication in the respiratory tract. Inoculation with the B.1.351 isolate resulted in lower clinical scores in rhesus macaques that correlated with lower virus titers in the lungs, less severe histologic lung lesions and less viral antigen detected in the lungs. We observed differences in the local innate immune response to infection. In bronchoalveolar lavages, cytokines and chemokines were upregulated on day 4 in animals inoculated with D614G and B.1.1.7 but not in those inoculated with B.1.351. In nasal samples, we did not detect upregulation of cytokines and chemokines in D614G or B.1.351-inoculated animals. However, cytokines and chemokines were upregulated in the noses of B.1.1.7-inoculated animals. Taken together, our comparative pathogenicity study suggests that ongoing circulation under diverse evolutionary pressure favors transmissibility and immune evasion rather than an increase in intrinsic pathogenicity.

Abstract An animal model that fully recapitulates severe COVID-19 presentation in humans has been a top priority since the discovery of SARS-CoV-2 in 2019. Although multiple animal models are available for mild to moderate clinical disease, a non-transgenic model that develops severe acute respiratory disease has not been described. Mink experimentally infected with SARS-CoV-2 developed severe acute respiratory disease, as evident by clinical respiratory disease, radiological, and histological changes. Virus was detected in nasal, oral, rectal, and fur swabs. Deep sequencing of SARS-CoV-2 from oral swabs and lung tissue samples showed repeated enrichment for a mutation in the gene encoding for nonstructural protein 6 in open reading frame 1a/1ab. Together, these data indicate that American mink develop clinical features characteristic of severe COVID19 and as such, are uniquely suited to test viral countermeasures. One Sentence Summary SARS-CoV-2 infected mink develop severe respiratory disease that recapitulates some components of severe acute respiratory disease, including ARDS.

SARS-CoV-2 is transmitted principally via air; contact and fomite transmission may also occur. Variants-of-concern (VOCs) are more transmissible than ancestral SARS-CoV-2. We find that early VOCs show greater aerosol and surface stability than the early WA1 strain, but Delta and Omicron do not. Stability changes do not explain increased transmissibility.

Abstract Human enterovirus D68 (EV-D68) is a globally reemerging respiratory pathogen that is associated with the development of acute flaccid myelitis (AFM) in children. Currently, there are no approved vaccines or treatments for EV-D68 infection, and there is a paucity of data related to the virus and host specific factors that predict disease severity and progression to the neurologic syndrome. Published animal models of EV-D68 infection to date have been limited to mice, cotton rat and ferrets, and investigation of the susceptibility of nonhuman primate (NHP) species to contemporary EV-D68 isolates has not yet been reported. In this study, we challenged juvenile NHPs – cynomolgus macaques, rhesus macaques, pigtailed macaques, and African green monkeys – with one of five different 2014 or 2018 EV-D68 isolates by the respiratory route. Animals were monitored for clinical respiratory and neurologic signs, and serially collected nasal swabs, bronchoalveolar lavage fluid (BALF) and cerebrospinal fluid (CSF) were evaluated for EV-D68 RNA and infectious virus. Infection with 2014 and 2018 EV-D68 isolates resulted in mild respiratory and gastrointestinal disease in some animals, but no evidence of neurological disease. Neither EV-D68 RNA nor infectious virus could be detected from any sample collected from animals challenged with 2014 EV-D68 isolates. Limited viral shedding – based on viral RNA quantified from nasal swabs and BALF – was detected from some animals infected with 2018 EV-D68 isolates. No virus was detectable in CSF. The rate of seroconversion was 100% for cynomolgus macaques infected with the 2018 EV-D68 isolates, but averaged between 0-50% for the 2014 isolates. Based on the results of this study, there is some evidence that infection with 2018 EV-D68 isolates may be more reliable at establishing limited infection than 2014 EV-D68 isolates. Regardless of virus isolate, however, EV-D68 infection of juvenile NHP species resulted in mild and nonspecific clinical disease and limited viral shedding. These data suggest that further refinements to the NHP model system (e.g., immunosuppression and/or direct viral inoculation) may be required to reproduce EV-D68 infection of the central nervous system and the associated AFM phenotype.