Abstract Favipiravir and Molnupiravir, orally available antivirals, have been reported to exert antiviral activity against SARS-CoV2. In recent days preliminary efficacy data have been reported in COVID-19 patients. We here studied the combined antiviral effect of the drugs in the SARS-CoV2 hamster infection model. We first demonstrate that Molnupiravir can reduce infectious virus titers in lungs of infected animals in a dose-dependent manner by up to 3.5 log 10 which is associated with a marked improvement of virus-induced lung pathology. When animals are treated with a combination of suboptimal doses of Molnupiravir and Favipiravir (that each alone result in respectively a 1.3 log 10 and 1.1 log 10 reduction of infectious virus titers in the lungs), a marked combined potency is observed. Infectious virus titers in the lungs of animals treated with the combo are on average reduced by 4.5 log 10 and infectious virus are no longer detected in the lungs of 60% of treated infected animals. Both drugs result in an increased mutation frequency of the remaining viral RNA recovered from the lungs. In the combo-treated hamsters an increased frequency of C-to-T and G-to-A mutations in the viral RNA is observed as compared to the single treatment groups which may explain the pronounced antiviral potency of the combination. Our findings may lay the basis for the design of clinical studies to test the efficacy of the combination of Molnupiravir and Favipiravir in the treatment of COVID-19.

Abstract Mutagenic antiviral drugs have shown promising results against multiple viruses, yet concerns have been raised about whether their use might promote the emergence of new and harmful viral variants. Here, we examine the genetic consequences of effective and suboptimal dosing of favipiravir and molnupiravir in the treatment of SARS-CoV-2 infection in a hamster model. We identify a dose-dependent effect upon the mutational load in a viral population, with molnupiravir having a greater potency than favipiravir per mg/kg of treatment. The emergence of de novo variants was largely driven by stochastic processes, with evidence of compensatory adaptation but not of the emergence of drug resistance or novel immune phenotypes. Effective doses for favipiravir and molunpiravir correspond to similar levels of mutational load. Combining both drugs had an increased impact on both efficacy and mutational load. Our results suggest the potential for mutational load to provide a marker for clinical efficacy.

Drug resistance in tuberculosis (TB) poses a major ongoing challenge to public health. The recent inclusion of bedaquiline into TB drug regimens has improved treatment outcomes, but this advance is threatened by the emergence of strains of Mycobacterium tuberculosis (Mtb) resistant to bedaquiline. Clinical bedaquiline resistance is most frequently conferred by off-target resistance-associated variants (RAVs) in the mmpR5 gene (Rv0678), the regulator of an efflux pump, which can also confer cross-resistance to clofazimine, another TB drug. We compiled a dataset of 3,682 Mtb genomes, including 150 carrying variants in mmpR5 that have been associated to borderline (henceforth intermediate) or confirmed resistance to bedaquiline. We identified eight cases where RAVs were present in the genomes of strains collected prior to the use of bedaquiline in TB treatment regimes. Phylogenetic reconstruction points to multiple emergence events and circulation of RAVs in mmpR5, some estimated to predate the introduction of bedaquiline. However, epistatic interactions can complicate bedaquiline drug-susceptibility prediction from genetic sequence data. Indeed, in one clade of isolates where the RAV Ile67fs is estimated to have emerged prior to the antibiotic era, co-occurrence of mutations in mmpL5 are found to neutralise bedaquiline resistance. The presence of a pre-existing reservoir of Mtb strains carrying bedaquiline RAVs prior to its clinical use augments the need for rapid drug susceptibility testing and individualised regimen selection to safeguard the use of bedaquiline in TB care and control.

Trachoma, a neglected tropical disease caused by Chlamydia trachomatis (Ct) serovar A-C, is the leading infectious cause of blindness worldwide. Its impact is substantial, with approximately 1.9 million individuals suffering from visual impairment. Africa bears the highest burden, accounting for over 86% of global trachoma cases. We investigated Ct serovar A (SvA) and serovar B (SvB) whole genome sequences prior to the induction of mass antibiotic drug administration in The Gambia. Here, we explore the factors contributing to Ct strain diversification and implications for Ct evolution within the context of ocular infection. A cohort study in 2002-2003 collected ocular swab samples across nine Gambian villages during a six-month follow-up study. To study the genetic diversity of Ct within and between individuals, we conducted Whole-Genome Sequencing (WGS) on a limited number (n=43) of Ct positive samples. WGS was performed using target enrichment with SureSelect and Illumina paired-end sequencing. Out of 43 WGS samples, 41 provided sufficient quality for further analysis. ompA and whole genome phylogenetic analysis revealed that 11 samples had a highest identity to Ct strain A/HAR13 (NC_007429) and 30 had a highest identity to Ct strain B/Jali20 (NC_012686). While SvB genome sequences formed two distinct village-driven subclades, the heterogeneity of SvA sequences led to the formation of many individual branches within the Gambian SvA subclade. Comparing the Gambian SvA and SvB sequences with their reference strains; Ct A/HAR13 and Ct B/Jali20 indicated a single nucleotide polymorphism accumulation rate of 2.4 x 10^-5/site/year for the Gambian SvA and 1.3 x 10^-5/site/year for SvB variants (p<0.0001). Variant calling resulted in a total of 1,371 single nucleotide variants (SNVs) with a frequency > 25% in SvA sequences, and 438 SNVs in SvB sequences, from which 740 (62.8%), and 241 (66.4%) were non-synonymous, respectively. Of note, in SvA variants, highest evolutionary pressure was recorded on genes responsible for host cell modulation and intracellular survival mechanisms, whereas in SvB variants this pressure was mainly on genes essential for DNA replication/ repair mechanisms and protein synthesis. A comparison of the sequences between observed separate infection events (4-20 weeks between infections) suggested that the majority of the variations accumulated in genes responsible for host-pathogen interaction such as CTA_0166 (phospholipase D-like protein), CTA_0498 (TarP), and CTA_0948 (deubiquitinase). This comparison of Ct SvA and SvB variants within a trachoma endemic population focused on their local evolutionary adaptation. We found a different variation accumulation pattern in the Gambian SvA chromosomal genes compared with SvB hinting at the potential of Ct serovar-specific variation in diversification and evolutionary fitness. These findings may have implications for optimizing trachoma control and prevention strategies.

Background Cytomegalovirus can cause fatal disease in immunocompromised patients. With the advent of new anti-HCMV drugs there is interest in using virus sequence data to monitor resistance and identify new mutations. Methods We used target-enrichment to deep sequence HCMV DNA from 11 immunosuppressed paediatric patients receiving single or combination anti-HCMV treatment, serially sampled over 1-27 weeks. Changes in consensus sequence and resistance mutations were analysed for three ORFs targeted by anti-HCMV drugs and the frequencies of drug resistance mutations monitored. Results Targeted-enriched sequencing of clinical material detected mutations occurring at frequencies of 2%. Seven patients showed no evidence of drug resistance mutations. Four patients developed drug resistance mutations a mean of 16 weeks after starting treatment. In two patients, multiple resistance mutations accumulated at frequencies of 20% or less, including putative resistance mutations P522Q (UL54) and C480F (UL97). In one patient, resistance was detected 14 days earlier than by PCR. Phylogenetic analysis suggested recombination or superinfection in one patient. Conclusions Deep sequencing of HCMV enriched from clinical samples excluded resistance in 7 of eleven subjects and identified resistance mutations earlier than conventional PCR-based resistance testing in 2 patients. Detection of multiple low level resistance mutations was associated with poor outcome.