Transmission of malaria is dependent on the successful completion of the Plasmodium lifecycle in the Anopheles vector. Major obstacles are encountered in the midgut tissue, where most parasites are killed by the mosquito's immune system. In the present study, DNA microarray analyses have been used to compare Anopheles gambiae responses to invasion of the midgut epithelium by the ookinete stage of the human pathogen Plasmodium falciparum and the rodent experimental model pathogen P. berghei. Invasion by P. berghei had a more profound impact on the mosquito transcriptome, including a variety of functional gene classes, while P. falciparum elicited a broader immune response at the gene transcript level. Ingestion of human malaria-infected blood lacking invasive ookinetes also induced a variety of immune genes, including several anti-Plasmodium factors. Twelve selected genes were assessed for effect on infection with both parasite species and bacteria using RNAi gene silencing assays, and seven of these genes were found to influence mosquito resistance to both parasite species. An MD2-like receptor, AgMDL1, and an immunolectin, FBN39, showed specificity in regulating only resistance to P. falciparum, while the antimicrobial peptide gambicin and a novel putative short secreted peptide, IRSP5, were more specific for defense against the rodent parasite P. berghei. While all the genes that affected Plasmodium development also influenced mosquito resistance to bacterial infection, four of the antimicrobial genes had no effect on Plasmodium development. Our study shows that the impact of P. falciparum and P. berghei infection on A. gambiae biology at the gene transcript level is quite diverse, and the defense against the two Plasmodium species is mediated by antimicrobial factors with both universal and Plasmodium-species specific activities. Furthermore, our data indicate that the mosquito is capable of sensing infected blood constituents in the absence of invading ookinetes, thereby inducing anti-Plasmodium immune responses.

Abstract Health care workers (HCW) are a high-risk population to acquire SARS-CoV-2 infection from patients or other fellow HCW. This study aims at estimating the seroprevalence against SARS-CoV-2 in a random sample of HCW from a large hospital in Spain. Of the 578 participants recruited from 28 March to 9 April 2020, 54 (9.3%, 95% CI: 7.1–12.0) were seropositive for IgM and/or IgG and/or IgA against SARS-CoV-2. The cumulative prevalence of SARS-CoV-2 infection (presence of antibodies or past or current positive rRT-PCR) was 11.2% (65/578, 95% CI: 8.8–14.1). Among those with evidence of past or current infection, 40.0% (26/65) had not been previously diagnosed with COVID-19. Here we report a relatively low seroprevalence of antibodies among HCW at the peak of the COVID-19 epidemic in Spain. A large proportion of HCW with past or present infection had not been previously diagnosed with COVID-19, which calls for active periodic rRT-PCR testing in hospital settings.

ABSTRACT Reliable serological tests are required to determine the prevalence of antibodies against SARS-CoV-2 antigens and to characterise immunity to the disease in order to address key knowledge gaps in the context of the COVID-19 pandemic. Quantitative suspension array technology (qSAT) assays based on the xMAP Luminex platform overcome the limitations of rapid diagnostic tests and ELISA with their higher precision, dynamic range, throughput, miniaturization, cost-efficacy and multiplexing capacity. We developed three qSAT assays to detect IgM, IgA and IgG to a panel of eight SARS-CoV-2 antigens including spike (S), nucleoprotein (N) and membrane (M) protein constructs. The assays were optimized to minimize processing time and maximize signal to noise ratio. We evaluated the performance of the assays using 128 plasmas obtained before the COVID-19 pandemic (negative controls) and 115 plasmas from individuals with SARS-CoV-2 diagnosis (positive controls), of whom 8 were asymptomatic, 58 had mild symptoms and 49 were hospitalized. Pre-existing IgG antibodies recognizing N, M and S2 proteins were detected in negative controls suggestive of cross-reactive to common cold coronaviruses. The best performing antibody isotype/antigen signatures had specificities of 100% and sensitivities of 94.94% at ≥14 days since the onset of symptoms and 96.08% at ≥21 days since the onset of symptoms, with AUC of 0.992 and 0.999, respectively. Combining multiple antibody markers as assessed by qSAT assays has the highest efficiency, breadth and versatility to accurately detect low-level antibody responses for obtaining reliable data on prevalence of exposure to novel pathogens in a population. Our assays will allow gaining insights into antibody correlates of immunity required for vaccine development to combat pandemics like the COVID-19.

ABSTRACT Surveillance tools to estimate infection rates in young populations are essential to guide recommendations for school reopening and management during viral epidemics. Ideally, field-deployable non-invasive, sensitive techniques are required to detect low viral load exposures among asymptomatic children. We determined SARS-CoV-2 antibody conversion by high-throughput Luminex assays in saliva samples collected weekly in 1,509 children and 396 adults in 22 Summer schools and 2 pre-schools in 27 venues in Barcelona, Spain, from June 29 th to July 31 st 2020, between the first and second COVID-19 pandemic waves. Saliva antibody conversion defined as ≥4-fold increase in IgM, IgA and/or IgG levels to SARS-CoV-2 antigens between two visits over a 5-week period was 3.22% (49/1518), or 2.36% if accounting for potentially cross-reactive antibodies, six times higher than the cumulative infection rate (0.53%) by weekly saliva RT-PCR screening. IgG conversion was higher in adults (2.94%, 11/374) than children (1.31%, 15/1144) (p=0.035), IgG and IgA levels moderately increased with age, and antibodies were higher in females. Most antibody converters increased both IgG and IgA antibodies but some augmented either IgG or IgA, with a faster decay over time for IgA than IgG. Nucleocapsid rather than spike was the main antigen target. Anti-spike antibodies were significantly higher in individuals not reporting symptoms than symptomatic individuals, suggesting a protective role against COVID-19. To conclude, saliva antibody profiling including three isotypes and multiplexing antigens is a useful and more user-friendly tool for screening pediatric populations to determine SARS-CoV-2 exposure and guide public health policies during pandemics.

ABSTRACT Coinfection with Plasmodium falciparum and helminths may impact the immune response to these parasites since they induce different immune profiles. We studied the effects of coinfections on the antibody profile in a cohort of 715 Mozambican children and adults using the Luminex technology with a panel of 16 antigens from P. falciparum and 11 antigens from helminths ( Ascaris lumbricoides , hookworm, Trichuris trichiura , Strongyloides stercoralis and Schistosoma spp.) and measured antigen-specific IgG and total IgE responses. We compared the antibody profile between groups defined by P. falciparum and helminth previous exposure (based on serology) and/or current infection (determined by microscopy and/or qPCR). In multivariable regression models adjusted by demographic, socioeconomic, water and sanitation variables, individuals exposed/infected with P. falciparum and helminths had significantly higher total IgE and antigen-specific IgG levels, magnitude (sum of all levels) and breadth of response to both types of parasites compared to individuals exposed/infected with only one type of parasite (p≤ 0.05). There was a positive association between exposure/infection to P. falciparum and exposure/infection to helminths or the number of helminth species, and vice versa (p≤ 0.001). In addition, children coexposed/coinfected tended (p= 0.062) to have higher P. falciparum parasitemia than those single exposed/infected. Our results suggest that an increase in the antibody responses in coexposed/coinfected individuals may reflect higher exposure and be due to a more permissive immune environment to infection in the host. GRAPHICAL ABSTRACT

Abstract Antibody transplacental transfer is essential for conferring protection in newborns against infectious diseases. This transfer may be affected by gestational age and maternal infections, although the effects are not consistent across studies. We measured total IgG and IgG subclasses by quantitative suspension array technology against fourteen pathogens and vaccine antigens, including target of maternal immunization, in 341 delivering HIV− and HIV+ mother-infant pairs from southern Mozambique. Maternal antibody levels were the main determinant of cord antibody levels. HIV broadly reduced the placental transfer and cord levels of IgG and IgG1, but also IgG2 to half of the antigens. Plasmodium falciparum exposure and prematurity were negatively associated with cord antibody levels and placental transfer but this was antigen-subclass dependent. These findings suggest maternal infections may impact the efficacy of maternal immunization and confirm the lower transfer of antibodies as one of the causes underlying increased susceptibility to infections in HIV-exposed infants.

Evidence on the association of biomarkers of host response to infection with COVID-19 clinical outcomes has focused mainly on hospitalized patients. We investigated the prognostic performance of 39 immune and endothelial activation markers measured early in the course of disease to predict the development of severe COVID-19 and hospitalization.