Understanding the immune responses elicited by SARS-CoV-2 infection is critical in terms of protection against reinfection and, thus, for public health policy and vaccine development for COVID-19. In this study, using either live SARS-CoV-2 particles or retroviruses pseudotyped with the SARS-CoV-2 S viral surface protein (Spike), we studied the neutralizing antibody (nAb) response in serum samples from a cohort of 140 SARS-CoV-2 qPCR-confirmed infections, including patients with mild symptoms and also more severe forms, including those that required intensive care. We show that nAb titers correlated strongly with disease severity and with anti-spike IgG levels. Indeed, patients from intensive care units exhibited high nAb titers; conversely, patients with milder disease symptoms had heterogeneous nAb titers, and asymptomatic or exclusive outpatient-care patients had no or low nAbs. We found that nAb activity in SARS-CoV-2-infected patients displayed a relatively rapid decline after recovery compared to individuals infected with other coronaviruses. Moreover, we found an absence of cross-neutralization between endemic coronaviruses and SARS-CoV-2, indicating that previous infection by human coronaviruses may not generate protective nAbs against SARS-CoV-2. Finally, we found that the D614G mutation in the spike protein, which has recently been identified as the current major variant in Europe, does not allow neutralization escape. Altogether, our results contribute to our understanding of the immune correlates of SARS-CoV-2-induced disease, and rapid evaluation of the role of the humoral response in the pathogenesis of SARS-CoV-2 is warranted.

The severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2), a β-coronavirus, is the causative agent of the COVID-19 pandemic. Like for other coronaviruses, its particles are composed of four structural proteins: spike (S), envelope (E), membrane (M), and nucleoprotein (N) proteins. The involvement of each of these proteins and their interactions are critical for assembly and production of β-coronavirus particles. Here, we sought to characterize the interplay of SARS-CoV-2 structural proteins during the viral assembly process. By combining biochemical and imaging assays in infected versus transfected cells, we show that E and M regulate intracellular trafficking of S as well as its intracellular processing. Indeed, the imaging data reveal that S is relocalized at endoplasmic reticulum (ER)-Golgi intermediate compartment (ERGIC) or Golgi compartments upon coexpression of E or M, as observed in SARS-CoV-2-infected cells, which prevents syncytia formation. We show that a C-terminal retrieval motif in the cytoplasmic tail of S is required for its M-mediated retention in the ERGIC, whereas E induces S retention by modulating the cell secretory pathway. We also highlight that E and M induce a specific maturation of N-glycosylation of S, independently of the regulation of its localization, with a profile that is observed both in infected cells and in purified viral particles. Finally, we show that E, M, and N are required for optimal production of virus-like-particles. Altogether, these results highlight how E and M proteins may influence the properties of S proteins and promote the assembly of SARS-CoV-2 viral particles.

Following severe adverse reactions to the AstraZeneca ChAdOx1-S-nCoV-19 vaccine1,2, European health authorities recommended that patients under the age of 55 years who received one dose of ChAdOx1-S-nCoV-19 receive a second dose of the Pfizer BNT162b2 vaccine as a booster. However, the effectiveness and the immunogenicity of this vaccination regimen have not been formally tested. Here we show that the heterologous ChAdOx1-S-nCoV-19 and BNT162b2 combination confers better protection against severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) infection than the homologous BNT162b2 and BNT162b2 combination in a real-world observational study of healthcare workers (n = 13,121). To understand the underlying mechanism, we conducted a longitudinal survey of the anti-spike immunity conferred by each vaccine combination. Both combinations induced strong anti-spike antibody responses, but sera from heterologous vaccinated individuals displayed a stronger neutralizing activity regardless of the SARS-CoV-2 variant. This enhanced neutralizing potential correlated with increased frequencies of switched and activated memory B cells that recognize the SARS-CoV-2 receptor binding domain. The ChAdOx1-S-nCoV-19 vaccine induced a weaker IgG response but a stronger T cell response than the BNT162b2 vaccine after the priming dose, which could explain the complementarity of both vaccines when used in combination. The heterologous vaccination regimen could therefore be particularly suitable for immunocompromised individuals.

In a survey of household cats and dogs of laboratory-confirmed COVID-19 patients, we found a high seroprevalence of SARS-CoV-2 antibodies, ranging from 21% to 53%, depending on the positivity criteria chosen. Seropositivity was significantly greater among pets from COVID-19+ households compared to those with owners of unknown status. Our results highlight the potential role of pets in the spread of the epidemic.

Abstract In a survey of household cats and dogs of laboratory-confirmed COVID-19 patients, we found a high seroprevalence of SARS-CoV-2 antibodies, ranging from 21% to 53%, depending on the positivity criteria chosen. Seropositivity was significantly greater among pets from COVID-19+ households compared to those with owners of unknown status. Our results highlight the potential role of pets in the spread of the epidemic.

Abstract The severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2), a β-coronavirus, is the causative agent of the COVID-19 pandemic. Like for other coronaviruses, its particles are composed of four structural proteins, namely Spike S, Envelope E, Membrane M and Nucleoprotein N proteins. The involvement of each of these proteins and their interplays during the assembly process of this new virus are poorly-defined and are likely β-coronavirus-type different. Therefore, we sought to investigate how SARS-CoV-2 behaves for its assembly by expression assays of S, in combination with E, M and/or N. By combining biochemical and imaging assays, we showed that E and M regulate intracellular trafficking of S and hence its furin-mediated processing. Indeed, our imaging data revealed that S remains at ERGIC or Golgi compartments upon expression of E or M, like for SARS-CoV-2 infected cells. By studying a mutant of S, we showed that its cytoplasmic tail, and more specifically, its C-terminal retrieval motif, is required for the M-mediated retention in the ERGIC, whereas E induces S retention by modulating the cell secretory pathway. We also highlighted that E and M induce a specific maturation of S N-glycosylation, which is observed on particles and lysates from infected cells independently of its mechanisms of intracellular retention. Finally, we showed that both M, E and N are required for optimal production of virus-like-proteins. Altogether, our results indicated that E and M proteins influence the properties of S proteins to promote assembly of viral particles. Our results therefore highlight both similarities and dissimilarities in these events, as compared to other β-coronaviruses. Author Summary The severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) is the causative agent of the COVID-19 pandemic. Its viral particles are composed of four structural proteins, namely Spike S, Envelope E, Membrane M and Nucleoprotein N proteins, though their involvement in the virion assembly remain unknown for this particular coronavirus. Here we showed that presence of E and M influence the localization and maturation of S protein, in term of cleavage and N-glycosylation maturation. Indeed, E protein is able to slow down the cell secretory pathway whereas M-induced retention of S requires the retrieval motif in S C-terminus. We also highlighted that E and M might regulate the N glycosylation maturation of S independently of its intracellular retention mechanism. Finally, we showed that the four structural proteins are required for optimal formation of virus-like particles, highlighting the involvement of N, E and M in assembly of infectious particles. Altogether, our results highlight both similarities and dissimilarities in these events, as compared to other β-coronaviruses.

Abstract Although there are several reports in the literature of SARS-CoV-2 infection in cats, few SARS-CoV-2 sequences from infected cats have been published. In this report, SARS-CoV-2 infection was evaluated in two cats by clinical observation, molecular biology (qPCR and NGS), and serology (Microsphere immunoassay and seroneutralization). Following the observation of symptomatic SARS-CoV-2-infection in two cats, infection status was confirmed by RT-qPCR and, in one cat, serological analysis for antibodies against N-protein and S-protein, as well as neutralizing antibodies. Comparative analysis of five SARS-CoV-2 sequence-fragments obtained from one of the cats showed that this infection was not with one of the three recently emerged variants of SARS-CoV-2. This study provides additional information on the clinical, molecular, and serological aspects of SARS-CoV-2 infection in cats.

Abstract Severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) can infect many animals, including pets such as dogs and cats. Many studies have documented infection in companion animals by bio-molecular and serological methods. However, only a few have compared seroprevalence in cats and dogs from the general population, and these studies were limited by small sample sizes and collections over short periods. Our goal was to obtain a more accurate evaluation of seroprevalence in companion animals in France and to determine whether cats and dogs differ in their exposure to SARS-CoV-2. For this purpose, we conducted an extensive SARS-CoV-2 cross-sectional serological survey of 2036 cats and 3577 dogs sampled by veterinarians during medical examinations in clinics throughout France. Sampling was carried out from October 2020 through June 2021, a period encompassing the second and third waves of SARS-CoV-2 infections in humans in the country. Using a microsphere immunoassay targeting the receptor binding domain and trimeric spike protein, we found 7.1% seroprevalence in pets. In a subset of 308 seropositive samples, 26.3% had neutralizing antibodies. We found that cats were significantly more likely to test positive than dogs, with seropositivity rates of 9.3% and 5.9% in cats and dogs, respectively. Finally, data for both species showed that seroprevalence was lower in older animals and was not associated with the date of sampling or the sex of the animal. Our results show that cats are significantly more sensitive to SARS-CoV-2 than dogs, in line with experimental studies. Our large sample size provides for a reliable, statistically robust estimate of the frequency of infection of pets from their owners and offers strong support for the notion that cats are more sensitive to SARS-CoV-2 than dogs. Our findings emphasise the importance of a One-Health approach to the SARS-CoV-2 pandemic and raise the question of whether companion animals in close contact with humans should be vaccinated.

ABSTRACT Introduction Severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS‐CoV‐2) has the potential to infect various animals, including domestic pets like dogs and cats. Many studies have documented infection in companion animals by molecular and serological methods. However, only a few have compared seroprevalence in cats and dogs from the general population, and these studies were limited by small sample sizes and collections over short periods. Our aim was to obtain a more accurate evaluation of seroprevalence in companion animals in France and to determine whether cats and dogs differ in their exposure to SARS‐CoV‐2. Methods We conducted an extensive serological survey of SARS‐CoV‐2, collecting blood samples from 2036 cats and 3577 dogs during routine veterinary medical examinations across different regions of metropolitan France from October 2020 to June 2021. This period encompassed the peaks and onset of two waves, as well as the emergence of the first variants. A microsphere immunoassay targeting the receptor‐binding domain and trimeric spike protein was used to detect anti‐SARS‐CoV‐2 antibodies. A subset of 308 seropositive samples was tested for the presence of neutralising antibodies. Results We determined an overall seroprevalence of anti‐SARS‐CoV‐2 antibodies of 7.1% (95% confidence interval [CI]: 6.4%–7.8%) among the sampled pets. Cats exhibited a significantly higher seroprevalence (9.3%; 95% CI: 8.1%–10.1%) compared to dogs (5.9%; 95% CI: 5.2%–6.8%). Among the subset of seropositive samples, 81 (26.3%; 95% CI: 21.5%–31.6%) displayed neutralizing antibodies. Furthermore, seroprevalence in both species was lower in older animals and was not associated with sex. Finally, unlike cats, seroprevalence in dogs was found to be correlated with the date of sampling. Conclusions The large sample size enhances the reliability and statistical robustness of our estimates regarding pet exposure to SARS‐CoV‐2. This study on SARS‐CoV‐2 reaffirms the crucial importance of adopting a One Health approach incorporating domestic animals when managing an epidemic caused by a zoonotic virus.

Abstract The Crimean-Congo hemorrhagic fever virus (CCHFV) is an emerging pathogen of the Orthonairovirus genus that can cause severe and often lethal hemorrhagic diseases in humans. CCHFV has a broad tropism and can infect a variety of species and tissues. Here, by using gene silencing, blocking antibodies or soluble receptor fragments, we identify the low-density lipoprotein receptor (LDL-R) as a CCHFV entry factor. The LDL-R facilitates binding of CCHFV particles but does not allow entry of Hazara virus (HAZV), another member of the genus. In addition, we show that apolipoprotein E (apoE), an exchangeable protein that mediates LDL/LDL-R interaction, is incorporated on CCHFV particles, though not on HAZV particles, and enhances their specific infectivity by promoting an LDL-R dependent entry. Finally, we show that molecules that decrease LDL-R from the surface of target cells could inhibit CCHFV infection. Our study highlights that CCHFV takes advantage of a lipoprotein receptor and recruits its natural ligand to promote entry into cells.