Metastasis is the primary cause of cancer death. The inflammatory tumor microenvironment contributes to metastasis, for instance, by recruiting blood and lymph vessels. Among tumor-infiltrating immune cells, tumor-associated macrophages (TAMs) take a center stage in promoting both tumor angiogenesis and metastatic spread. We found that genetic deletion of the S1P receptor 1 (S1pr1) alone in CD11bhi CD206+ TAMs infiltrating mouse breast tumors prevents pulmonary metastasis and tumor lymphangiogenesis. Reduced lymphangiogenesis was also observed in the nonrelated methylcholanthrene-induced fibrosarcoma model. Transcriptome analysis of isolated TAMs from both entities revealed reduced expression of the inflammasome component Nlrp3 in S1PR1-deficient TAMs. Macrophage-dependent lymphangiogenesis in vitro was triggered upon inflammasome activation and required both S1PR1 signaling and IL-1β production. Finally, NLRP3 expression in tumor-infiltrating macrophages correlated with survival, lymph node invasion, and metastasis of mammary carcinoma patients. Conceptually, our study indicates an unappreciated role of the NLRP3 inflammasome in promoting metastasis via the lymphatics downstream of S1PR1 signaling in macrophages.

The recent COVID-19 pandemic is a treatment challenge in the acute infection stage but the recognition of chronic COVID-19 symptoms termed post-acute sequelae SARS-CoV-2 infection (PASC) may affect up to 30% of all infected individuals. The underlying mechanism and source of this distinct immunologic condition three months or more after initial infection remains elusive. Here, we investigated the presence of SARS-CoV-2 S1 protein in 46 individuals. We analyzed T-cell, B-cell, and monocytic subsets in both severe COVID-19 patients and in patients with post-acute sequelae of COVID-19 (PASC). The levels of both intermediate (CD14+, CD16+) and non-classical monocyte (CD14Lo, CD16+) were significantly elevated in PASC patients up to 15 months post-acute infection compared to healthy controls (P=0.002 and P=0.01, respectively). A statistically significant number of non-classical monocytes contained SARS-CoV-2 S1 protein in both severe (P=0.004) and PASC patients (P=0.02) out to 15 months post-infection. Non-classical monocytes were sorted from PASC patients using flow cytometric sorting and the SARS-CoV-2 S1 protein was confirmed by mass spectrometry. Cells from 4 out of 11 severe COVID-19 patients and 1 out of 26 PASC patients contained ddPCR+ peripheral blood mononuclear cells, however, only fragmented SARS-CoV-2 RNA was found in PASC patients. No full length sequences were identified, and no sequences that could account for the observed S1 protein were identified in any patient. That non-classical monocytes may be a source of inflammation in PASC warrants further study.

ABSTRACT The recent COVID-19 pandemic is a treatment challenge in the acute infection stage but the recognition of chronic COVID-19 symptoms termed post-acute sequelae SARS-CoV-2 infection (PASC) may affect up to 30% of all infected individuals. The underlying mechanism and source of this distinct immunologic condition three months or more after initial infection remains elusive. Here, we investigated the presence of SARS-CoV-2 S1 protein in 46 individuals. We analyzed T-cell, B-cell, and monocytic subsets in both severe COVID-19 patients and in patients with post-acute sequelae of COVID-19 (PASC). The levels of both intermediate (CD14+, CD16+) and non-classical monocyte (CD14Lo, CD16+) were significantly elevated in PASC patients up to 15 months post-acute infection compared to healthy controls (P=0.002 and P=0.01, respectively). A statistically significant number of non-classical monocytes contained SARS-CoV-2 S1 protein in both severe (P=0.004) and PASC patients (P=0.02) out to 15 months post-infection. Non-classical monocytes were sorted from PASC patients using flow cytometric sorting and the SARS-CoV-2 S1 protein was confirmed by mass spectrometry. Cells from 4 out of 11 severe COVID-19 patients and 1 out of 26 PASC patients contained ddPCR+ peripheral blood mononuclear cells, however, only fragmented SARS-CoV-2 RNA was found in PASC patients. No full length sequences were identified, and no sequences that could account for the observed S1 protein were identified in any patient. Non-classical monocytes are capable of causing inflammation throughout the body in response to fractalkine/CX3CL1 and RANTES/CCR5.

ABSTRACT Individuals with systemic symptoms long after COVID-19 has cleared represent approximately ~10% of all COVID-19 infected individuals. Here we present a bioinformatics approach to predict and model the phases of COVID so that effective treatment strategies can be devised and monitored. We investigated 144 individuals including normal individuals and patients spanning the COVID-19 disease continuum. We collected plasma and isolated PBMCs from 29 normal individuals, 26 individuals with mild-moderate COVID-19, 25 individuals with severe COVID-19, and 64 individuals with Chronic COVID-19 symptoms. Immune subset profiling and a 14-plex cytokine panel were run on all patients. Data was analyzed using machine learning methods to predict and distinguish the groups from each other.Using a multi-class deep neural network classifier to better fit our prediction model, we recapitulated a 100% precision, 100% recall and F1 score of 1 on the test set. Moreover, a first score specific for the chronic COVID-19 patients was defined as S1 = (IFN-γ + IL-2)/ CCL4-MIP-1β . Second, a score specific for the severe COVID-19 patients was defined as S2 = (10*IL-10 + IL-6) - (IL-2 + IL-8) . Severe cases are characterized by excessive inflammation and dysregulated T cell activation, recruitment, and counteracting activities. While chronic patients are characterized by a profile able to induce the activation of effector T cells with pro-inflammatory properties and the capacity of generating an effective immune response to eliminate the virus but without the proper recruitment signals to attract activated T cells. Summary Immunologic Modeling of Severity and Chronicity of COVID-19

Abstract SARS-CoV-2 variants of concern (VoC) show reduced neutralization by vaccine-induced and therapeutic monoclonal antibodies. We tested therapeutic equine polyclonal antibodies (pAbs) against four VoC (alpha, beta, epsilon and gamma). We show that equine pAbs efficiently neutralize VoC, suggesting they are an effective, broad coverage, low-cost and a scalable COVID-19 treatment.

Pyrophosphatases (PPases) are enzymes that catalyze the hydrolysis of pyrophosphate (PPi), a byproduct of the synthesis and degradation of diverse biomolecules. The accumulation of PPi in the cell can result in cell death. Although the substrate is the same, there are variations in the catalysis and features of these enzymes. Two enzyme forms have been identified in bacteria: cytoplasmic or soluble pyrophosphatases and membrane-bound pyrophosphatases, which play major roles in cell bioenergetics. In eukaryotic cells, cytoplasmic enzymes are the predominant form of PPases (c-PPases), while membrane enzymes (m-PPases) are found only in protists and plants. The study of bacterial cytoplasmic and membrane-bound pyrophosphatases has slowed in recent years. These enzymes are central to cell metabolism and physiology since phospholipid and nucleic acid synthesis release important amounts of PPi that must be removed to allow biosynthesis to continue. In this review, two aims were pursued: first, to provide insight into the structural features of PPases known to date and that are well characterized, and to provide examples of enzymes with novel features. Second, the scientific community should continue studying these enzymes because they have many biotechnological applications. Additionally, in this review, we provide evidence that there are m-PPases present in fungi; to date, no examples have been characterized. Therefore, the diversity of PPase enzymes is still a fruitful field of research. Additionally, we focused on the roles of H + /Na + pumps and m-PPases in cell bioenergetics. Finally, we provide some examples of the applications of these enzymes in molecular biology and biotechnology, especially in plants. This review is valuable for professionals in the biochemistry field of protein structure–function relationships and experts in other fields, such as chemistry, nanotechnology, and plant sciences.

The path to survival for pathogenic organisms is not straightforward. Pathogens require a set of enzymes for tissue damage generation and to obtain nourishment, as well as a toolbox full of alternatives to bypass host defense mechanisms. Our group has shown that the parasitic protist Entamoeba histolytica encodes for 14 sphingomyelinases (SMases); one of them (acid sphingomyelinase 6, aSMase6) is involved in repairing membrane damage and exhibits hemolytic activity. The enzymatic characterization of aSMase6 has been shown to be activated by magnesium ions but not by zinc, as shown for the human aSMase, and is strongly inhibited by cobalt. However, no structural data are available for the aSMase6 enzyme. In this work, bioinformatic analyses showed that the protist aSMases are diverse enzymes, are evolutionarily related to hemolysins derived from bacteria, and showed a similar overall structure as parasitic, free-living protists and mammalian enzymes. AlphaFold3 models predicted the occupancy of cobalt ions in the active site of the aSMase6 enzyme. Cavity blind docking showed that the substrate is pushed outward of the active site when cobalt is bound instead of magnesium ions. Additionally, the structural models of the aSMase6 of E. histolytica showed a loop that is absent from the rest of the aSMases, suggesting that it may be involved in hemolytic activity, as demonstrated experimentally using the recombinant proteins of aSMase4 and aSMase6. Trichomonas vaginalis enzymes show a putative transmembrane domain and seem functionally different from E. histolytica. This work provides insight into the future biochemical analyses that can show mechanistic features of parasitic protists sphingomyelinases, ultimately rendering these enzymes potential therapeutic targets.