Summary paragraph Vaccines against SARS-CoV-2 are based on a range of novel vaccine platforms, with adenovirus-based approaches (like ChAdOx1 nCov-19) being one of them. Recently a rare and novel complication of SARS-CoV-2 targeted adenovirus vaccines has emerged: thrombosis with thrombocytopenia syndrome (TTS). TTS is characterized by low platelet counts, clot formation at unusual anatomic sites and platelet-activating PF4-polyanion antibodies reminiscent of heparin-induced thrombocytopenia. Here, we employ in vitro and in vivo models to characterize the possible mechanisms of this platelet-targeted autoimmunity. We show that intravenous but not intramuscular injection of ChAdOx1 nCov-19 triggers platelet-adenovirus aggregate formation and platelet activation. After intravenous injection, these aggregates are phagocytosed by macrophages in the spleen and platelet remnants are found in the marginal zone and follicles. This is followed by a pronounced B-cell response with the emergence of circulating antibodies binding to platelets. Our work contributes to the understanding of TTS and highlights accidental intravenous injection as potential mechanism for post-vaccination TTS. Hence, safe intramuscular injection, with aspiration prior to injection, could be a potential preventive measure when administering adenovirus-based vaccines.

Thrombotic diseases remain the major cause of death and disability worldwide with insufficient preventive and therapeutic strategies available. In the last decades a prominent inflammatory component has been identified as a key driver in the initiation and propagation of thrombosis, named thromboinflammation. However, a comprehensive investigation of the human immune system in thromboinflammation, beyond histological quantification, is lacking, which is essential for the development of novel therapeutic approaches. We therefore mapped the trajectories, functional states, and intercommunication of immune cells in stroke thrombi, retrieved by thrombectomy, at single cell resolution. We reveal distinct leukocyte subpopulations with prothrombotic and, surprisingly, prominent fibrinolytic properties characterized by aberrant activation of intracellular host defense as well as hypoxia induced pathways. A prominent thrombolytic PLAUhigh, PLAURhigh, THBDhigh thrombus neutrophil subset, also expressing high levels of pro-recanalizing VEGFA and VEGFB, dominated the thrombus neutrophil environment. On the other hand CD16high NR4A1high non classical monocytes with strong CXCL8, CXCL2, CXCL1 and CXCL16 mediated neutrophil-attracting and PLAU, PLAUR, THBD and TFPI mediated thrombolytic properties defined the thrombus monocyte environment. These thrombus monocyte subsets were characterized by high expression of TIMP1 and TREM1. These novel innate immune cell subsets provide insights into the thrombogenic and pro-resolving properties of innate immune cells. To provide mechanistic insight into these multi omic findings, we utilized reverse translation approaches. In vitro as well as murine in vivo thrombosis models underlined the causal relevance of these immune cell axes for thrombolysis: NR4A1high thrombus monocytes acquired a neutrophil chemoattractive transcriptomic phenotype, neutrophils continuously infiltrated established murine thrombi in vivo and acquired a HIF1alpha mediated thrombolytic phenotype in vitro. A depletion of NR4A1high thrombus monocytes reduced thrombus neutrophil influx and exacerbated thrombosis in vivo. Together, this unravels cross communicating monocyte and neutrophil subsets with thrombus-resolving properties and provide a publicly accessible immune landscape of thrombosis. This provides a valuable resource for future research on thrombo-inflammation and might pave the way for novel immune modulatory approaches for prevention or resolution of thrombosis.

Abstract The immune system of most SARS-CoV-2 infected individuals limits viral spread to the upper airways without pulmonary involvement. This prevents the development of pneumonic COVID-19. However, the protective immunological responses causative of successful viral containment in the upper airways remain unclear. Here, we combine longitudinal single-cell RNA sequencing, proteomic profiling, multidimensional flow cytometry, RNA-Seq of FACS-sorted leukocyte subsets and multiplex plasma interferon profiling to uncover temporally resolved protective immune signatures in non-pneumonic and ambulatory SARS-CoV-2 infected patients. We compare host responses in a high-risk patient population infected with SARS-CoV-2 but without pulmonary involvement to patients with COVID-19 pneumonia. Our data reveal a distinct immunological signature of successful viral containment, characterized by an early prominent interferon stimulated gene (ISG) upregulation across immune cell subsets. In addition, reduced cytotoxic potential of Natural Killer (NK) and T cells, as well as a monocyte phenotype with immune-modulatory potential are hallmarks of protective immunity. Temporal resolution across disease trajectories highlights ISG upregulation as particularly prominent early in the disease and confirms increased expression also in comparison to healthy controls. We validate this distinct temporal ISG signature by in-depth RNA-seq of FACS-sorted leukocyte subsets in a large prospective ambulatory SARS-CoV-2 infected cohort confirming early and robust ISG upregulation particularly in monocytes and T cells. In conclusion, our data demonstrate a protective ISG phenotype in patients with successful containment of SARS-CoV-2 infection without progression to COVID-19. This early protective interferon response might be exploited as a therapeutic approach and for disease course prediction.

AATF is a central regulator of the cellular outcome upon p53 activation, a finding that has primarily been attributed to its function as a transcription factor. Recent data showed that AATF is essential for ribosome biogenesis and plays a role in rRNA maturation. AATF has been implicated to fulfil this role through direct interaction with rRNA and was identified in several RNA-interactome capture experiments. Here, we provide a first comprehensive analysis of the RNA bound by AATF using CLIP-sequencing. Interestingly, this approach shows predominant binding of the 45S pre-ribosomal RNA precursor molecules. Furthermore, AATF binds to mRNAs encoding for ribosome biogenesis factors as well as snoRNAs. These findings are complemented by an in-depth analysis of the protein interactome of AATF containing a large set of proteins known to play a role in rRNA maturation with an emphasis on the protein-RNA-complexes known to be required for the generation of the small ribosomal subunit (SSU). In line with this finding, the binding sites of AATF within the 45S rRNA precursor localize in close proximity to the SSU cleavage sites. Consequently, our multilayer analysis of the protein-RNA interactome of AATF reveals this protein to be an important hub for protein and RNA interactions involved in ribosome biogenesis.