Infection-related diabetes can arise as a result of virus-associated β-cell destruction. Clinical data suggest that the severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2), causing the coronavirus disease 2019 (COVID-19), impairs glucose homoeostasis, but experimental evidence that SARS-CoV-2 can infect pancreatic tissue has been lacking. In the present study, we show that SARS-CoV-2 infects cells of the human exocrine and endocrine pancreas ex vivo and in vivo. We demonstrate that human β-cells express viral entry proteins, and SARS-CoV-2 infects and replicates in cultured human islets. Infection is associated with morphological, transcriptional and functional changes, including reduced numbers of insulin-secretory granules in β-cells and impaired glucose-stimulated insulin secretion. In COVID-19 full-body postmortem examinations, we detected SARS-CoV-2 nucleocapsid protein in pancreatic exocrine cells, and in cells that stain positive for the β-cell marker NKX6.1 and are in close proximity to the islets of Langerhans in all four patients investigated. Our data identify the human pancreas as a target of SARS-CoV-2 infection and suggest that β-cell infection could contribute to the metabolic dysregulation observed in patients with COVID-19.

Zika virus (ZIKV) is mainly transmitted via mosquitos, but human-to-human transmissions also occur. The virus is shed into various body fluids including saliva, which represents a possible source of viral transmission. Thus, we here explored whether human saliva affects ZIKV infectivity. We found that physiological concentrations of pooled saliva dose-dependently inhibit ZIKV infection of monkey and human cells by preventing viral attachment to target cells. The anti-ZIKV activity in saliva could not be abrogated by boiling, suggesting the antiviral factor is not a protein. Instead, we found that purified extracellular vesicles (EVs) from saliva inhibit ZIKV infection. Salivary EVs (saEVs) express typical EV markers such as tetraspanins CD9, CD63 and CD81 and prevent ZIKV attachment to and infection of target cells at concentrations that are naturally present in saliva. The anti-ZIKV activity of saliva is conserved but the magnitude of inhibition varies between individual donors. In contrast to ZIKV, severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2), predominantly spreading via respiratory droplets, is not affected by saliva or saEVs. Our findings provide a plausible explanation for why ZIKV transmission via saliva, i.e. by deep kissing have not been recorded and establish a novel oral innate immune defence mechanism against some viral pathogens.

Interferon-induced transmembrane proteins (IFITMs 1, 2 and 3) are thought to restrict numerous viral pathogens including severe acute respiratory syndrome coronaviruses (SARS-CoVs). However, most evidence comes from single-round pseudovirus infection studies of cells that overexpress IFITMs. Here, we verified that artificial overexpression of IFITMs blocks SARS-CoV-2 infection. Strikingly, however, endogenous IFITM expression was essential for efficient infection of genuine SARS-CoV-2 in human lung cells. Our results indicate that the SARS-CoV-2 Spike protein interacts with IFITMs and hijacks them for efficient viral entry. IFITM proteins were expressed and further induced by interferons in human lung, gut, heart and brain cells. Intriguingly, IFITM-derived peptides and targeting antibodies inhibited SARS-CoV-2 entry and replication in human lung cells, cardiomyocytes and gut organoids. Our results show that IFITM proteins are important cofactors for SARS-CoV-2 infection of human cell types representing in vivo targets for viral transmission, dissemination and pathogenesis and suitable targets for therapeutic approaches.

Gastrointestinal symptoms in COVID-19 are associated with prolonged symptoms and increased severity. We employed human intestinal organoids derived from pluripotent stem cells (PSC-HIOs) to analyze SARS-CoV-2 pathogenesis and to validate efficacy of specific drugs in the gut. Certain, but not all cell types in PSC-HIOs express SARS-CoV-2 entry factors ACE2 and TMPRSS2, rendering them susceptible to SARS-CoV-2 infection. Remdesivir, a promising drug to treat COVID-19, effectively suppressed SARS-CoV-2 infection of PSC-HIOs. In contrast, the histamine-2-blocker famotidine showed no effect. Thus, PSC-HIOs provide an interesting platform to study SARS-CoV-2 infection and to identify or validate drugs.

SUMMARY Recent evidence shows that the Severe Acute Respiratory Syndrome Coronavirus 2 (SARS-CoV-2) is highly sensitive to interferons (IFNs). However, the underlying antiviral effectors remain to be defined. Here, we show that Zinc finger antiviral protein (ZAP) that specifically targets CpG dinucleotides in viral RNA sequences restricts SARS-CoV-2. We demonstrate that ZAP and its cofactors KHNYN and TRIM25 are expressed in human lung cells. Type I, II and III IFNs all strongly inhibited SARS-CoV-2 and further induced ZAP expression. Strikingly, SARS-CoV-2 and its closest relatives from bats show the strongest CpG suppression among all known human and bat coronaviruses, respectively. Nevertheless, knock-down of ZAP significantly increased SARS-CoV-2 production in lung cells, particularly upon treatment with IFN-α or IFN-γ. Thus, our results identify ZAP as an effector of the IFN response against SARS-CoV-2, although this pandemic pathogen may be preadapted to the low CpG environment in humans. Highlights SARS-CoV-2 and its closest bat relatives show strong CpG suppression IFN-β, -γ and -λ inhibit SARS-CoV-2 with high efficiency ZAP restricts SARS-CoV-2 and contributes to the antiviral effect of IFNs

Abstract Many plant juices, extracts and teas have been shown to possess antiviral activity. We here analyzed the virucidal activity of black chokeberry (Aronia melanocarpa), pomegranate (Punica granatum), and elderberry (Sambucus nigra) juice, as well as green tea (Camellia sinensis) against different respiratory viruses. We found that all tested plant derived products effectively inactivated influenza virus, whereas only chokeberry juice diminished SARS-CoV-2 and vaccinia virus infectivity. None of the products inactivated non-enveloped human adenovirus type 5. Thus, black chokeberry juice exerts virucidal activity against different enveloped viral pathogens under in vitro conditions. Whether application of virucidal juices or green tea as oral rinses may lower viral loads in the oral cavity in vivo remains to be evaluated.

ABSTRACT The innate immune system constitutes a powerful barrier against viral infections. However, it may fail because successful emerging pathogens, like SARS-CoV-2, evolved strategies to counteract it. Here, we systematically assessed the impact of 29 SARS-CoV-2 proteins on viral sensing, type I, II and III interferon (IFN) signaling, autophagy and inflammasome formation. Mechanistic analyses show that autophagy and type I IFN responses are effectively counteracted at different levels. For example, Nsp14 induces loss of the IFN receptor, whereas ORF3a disturbs autophagy at the Golgi/endosome interface. Comparative analyses revealed that antagonism of type I IFN and autophagy is largely conserved, except that SARS-CoV-1 Nsp15 is more potent in counteracting type I IFN than its SARS-CoV-2 ortholog. Altogether, however, SARS-CoV-2 counteracts type I IFN responses and autophagy much more efficiently than type II and III IFN signaling. Consequently, the virus is relatively resistant against exogenous IFN-α/β and autophagy modulation but remains highly vulnerable towards IFN-γ and -λ treatment. In combination, IFN-γ and -λ act synergistically, and drastically reduce SARS-CoV-2 replication at exceedingly low doses. Our results identify ineffective type I and II antagonism as weakness of SARS-CoV-2 that may allow to devise safe and effective anti-viral therapies based on targeted innate immune activation.

Abstract Severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) causes coronavirus disease 2019 (COVID-19). To identify factors of the respiratory tract that suppress SARS-CoV-2, we screened a peptide/protein library derived from bronchoalveolar lavage, and identified α1-antitrypsin (α1-AT) as specific inhibitor of SARS-CoV-2. α1-AT targets the viral spike protein and blocks SARS-CoV-2 infection of human airway epithelium at physiological concentrations. Our findings show that endogenous α1-AT restricts SARS-CoV-2 and repurposes α1-AT-based drugs for COVID-19 therapy.

Abstract SARS-CoV-2 RNA has been detected in the human breast milk of infected mothers, raising concerns regarding the safety of breastfeeding upon infection. We here show that holder pasteurization inactivates SARS-CoV-2 and provides an alternative and safe option for infected mothers to continue feeding breast milk to their infants.

Abstract SARS-CoV-2 is a novel pandemic coronavirus that caused a global health and economic crisis. The development of efficient drugs and vaccines against COVID-19 requires detailed knowledge about SARS-CoV-2 biology. Several techniques to detect SARS-CoV-2 infection have been established, mainly based on counting infected cells by staining plaques or foci, or by quantifying the viral genome by PCR. These methods are laborious, time-consuming and expensive and therefore not suitable for a high sample throughput or rapid diagnostics. We here report a novel enzyme-based immunodetection assay that directly quantifies the amount of de novo synthesized viral spike protein within fixed and permeabilized cells. This in-cell ELISA enables a rapid and quantitative detection of SARS-CoV-2 infection in microtiter format, regardless of the virus isolate or target cell culture. It follows the established method of performing ELISA assays and does not require expensive instrumentation. Utilization of the in-cell ELISA allows to e.g. determine TCID 50 of virus stocks, antiviral efficiencies (IC 50 values) of drugs or neutralizing activity of sera. Thus, the in-cell spike ELISA represents a promising alternative to study SARS-CoV-2 infection and inhibition and may facilitate future research. Highlights Determination of SARS-CoV-2 infection by enzymatically quantifying the expression of viral spike protein in bulk cell cultures Targeting a highly conserved region in the S2 subunit of the S protein allows broad detection of several SARS-CoV-2 isolates in different cell lines Screening of antivirals in microtiter format and determining the antiviral activity as inhibitory concentrations 50 (IC 50 )