Abstract The world is entering a new era of the COVID-19 pandemic in which there is an increasing call for reliable antibody testing. To support decision making on the deployment of serology for either population screening or diagnostics, we present a detailed comparison of serological COVID-19 assays. We show that among the selected assays there is a wide diversity in assay performance in different scenarios and when correlated to virus neutralizing antibodies. The Wantai ELISA detecting total immunoglobulins against the receptor binding domain of SARS CoV-2, has the best overall characteristics to detect functional antibodies in different stages and severity of disease, including the potential to set a cut-off indicating the presence of protective antibodies. The large variety of available serological assays requires proper assay validation before deciding on deployment of assays for specific applications.

Summary COVID-19 is associated to a wide range of extra-respiratory complications, of which the pathogenesis is currently not fully understood. In this study we report the temporal kinetics of viral RNA and inflammatory cytokines and chemokines in serum during the course of COVID-19. We show that a RNAemia occurs more frequently and lasts longer in patients that develop critical disease compared to patients that develop moderate or severe disease. Furthermore we show that concentrations of IL-10 and MCP-1—but not IL-6—are associated with viral load in serum. However, higher levels of IL-6 were associated with the development of critical disease. The direct association of inflammatory cytokines with viral load or disease severity highlights the complexity of systemic inflammatory response and the role of systemic viral spread.

Abstract Mpox, formerly known as monkeypox, is a zoonotic illness of international concern that can lead to severe disease including neurological sequelae. However, it remains unclear what the neurotropism of monkeypox virus (MPXV) is and how MPXV infection leads to neurological deficits. Here, we determined the neurotropism and neurovirulence of MPXV using human pluripotent stem cell- (hPSC)-derived neural stem cells, astrocytes, cortical neurons, and microglia together with ex vivo human brain tissue. We found that MPXV infects and replicates more efficiently in astrocytes and microglia compared to cortical neurons, which unlike glial cells showed activation of distinct antiviral programs that may confer differential susceptibility to MPXV. Ex vivo infection of human brain tissue confirmed the susceptibility of astrocytes to MPXV infection, which also had the strongest disease-associated changes. Molecular pathway analyses revealed induction of cellular senescence and a senescence-associated secretory phenotype upon MPXV infection in astrocytes. Finally, we demonstrated that antiviral treatment using tecovirimat inhibits MPXV replication and prevents virus-induced senescence in hPSC-derived astrocytes. Altogether, leveraging hPSC-derived brain cells, we reveal MPXV-induced cell type-specific effects at the molecular and cellular level, which provide important insights into the neuropathogenesis of MPXV infection.

Abstract Severe acute respiratory syndrome coronavirus-2 (SARS-CoV-2) infection is associated with a wide variety of neurological complications. Even though SARS-CoV-2 is rarely detected in the central nervous system (CNS) or cerebrospinal fluid, evidence is accumulating that SARS-CoV-2 might enter the CNS via the olfactory nerve. However, what happens after SARS-CoV-2 enters the CNS is poorly understood. Therefore, we investigated the replication kinetics, cell tropism, and associated immune responses of SARS-CoV-2 infection in different types of neural cultures derived from human induced pluripotent stem cells (hiPSCs). SARS-CoV-2 was compared to the neurotropic and highly pathogenic H5N1 influenza A virus. SARS-CoV-2 infected a minority of individual mature neurons, without subsequent virus replication and spread, despite ACE2, TMPRSS2 and NPR1 expression in all cultures. However, this sparse infection did result in the production of type-III-interferons and IL-8. In contrast, H5N1 virus replicated and spread very efficiently in all cell types in all cultures. Taken together, our findings support the hypothesis that neurological complications might result from local immune responses triggered by virus invasion, rather than abundant SARS-CoV-2 replication in the CNS.

Abstract Enterovirus-D68 (EV-D68) often causes mild respiratory infections, but can also cause severe respiratory infections and extra-respiratory complications, including acute flaccid myelitis (AFM). Systemic dissemination of EV-D68 is crucial for the development of extra-respiratory diseases, but it is currently unclear how EV-D68 viremia occurs. We hypothesize that immune cells contribute to the systemic dissemination of EV-D68, as this is a mechanism commonly used by other enteroviruses. Therefore, we investigated the susceptibility and permissiveness of human primary immune cells for different EV-D68 isolates. In human peripheral blood mononuclear cells (PBMC) inoculated with EV-D68, only B cells were susceptible but virus replication was limited. However, B cell-rich cultures, such as Epstein-Barr virus-transformed B-lymphoblastoid cell line (BLCL) and primary lentivirus-transduced B cells, were productively infected. In BLCL, neuraminidase treatment to remove α2,6- and α2,3-linked sialic acids resulted in a significant decrease of EV-D68 infected cells, suggesting that sialic acids are the functional receptor on B cells. Subsequently, we showed that dendritic cells (DCs), particularly immature DCs, are susceptible and permissive for EV-D68 infection and that they can spread EV-D68 to autologous BLCL. Altogether, our findings suggest that immune cells, especially B cells and DCs, play an important role in the development the systemic dissemination of EV-D68 during an infection, which is an essential step towards the development of extra-respiratory complications. Author summary Enterovirus D68 (EV-D68) is an emerging respiratory virus that has caused outbreaks worldwide since 2014. EV-D68 infects primarily respiratory epithelial cells and the infection commonly results in mild respiratory diseases. However, EV-D68 infection is also associated with complications outside the respiratory tract, including a polio-like paralysis. Despite the severity of these extra-respiratory complications, it is unclear how EV-D68 is able to spread outside the respiratory tract and infect other organs, like the central nervous system (CNS). To understand this, we investigated if immune cells play a role in the extra-respiratory spread of EV-D68. We showed that EV-D68 can infect and replicate in specific immune cells, i . e . B cells and dendritic cells (DCs), and that the virus can be transferred from DCs to B cells. Our findings suggest that lymphoid tissues, which harbor many immune cells, can be a secondary replication site for EV-D68, from where virus is released in the circulation. Our data reveal the importance of immune cells in the systemic spread of EV-D68, which is essential for infection of extra-respiratory tissues. Intervention strategies that prevent EV-D68 infection of immune cells will therefore potentially prevent virus spread from the respiratory tract to other organs.

Abstract Phenotypic plasticity and inflammation, two well-established hallmarks of cancer, play key roles in local invasion and distant metastasis by enabling rapid adaptation of tumor cells to dynamic micro- environmental changes. Here, we show that in oral squamous carcinoma cell carcinoma (OSCC), the competition between the NuRD and SWI/SNF chromatin remodeling complexes plays a pivotal role in regulating both epithelial-mesenchymal plasticity (EMP) and inflammation. By perturbing these complexes, we demonstrate their opposing downstream effects on inflammatory pathways and EMP regulation. In particular, downregulation of the BRG1-specific SWI/SNF complex deregulates key inflammatory genes such as TNF-α and IL6 in opposite ways when compared with loss of CDK2AP1, a key member of the NuRD complex. We show that CDK2AP1 genetic ablation triggers a pro-inflammatory secretome encompassing several chemo- and cytokines thus promoting the recruitment of monocytes into the tumor microenvironment (TME). Furthermore, CDK2AP1 deletion stimulates their differentiation into M2-like macrophages, as also validated on tumor microarrays from OSCC patient- derived tumor samples. Further analysis of the inverse correlation between CDK2AP1 expression and TME immune infiltration revealed specific downstream effects on CD68 + macrophage abundance and localization. Our study sheds light on the role of chromatin remodeling complexes in OSCC locoregional invasion and points at the potential of CDK2AP1 and other members of the NuRD and SWI/SNF chromatin remodeling complexes as prognostic markers and therapeutic targets.

Abstract Rabies virus (RABV) is able to reach the central nervous system (CNS) without triggering a strong immune response, using multiple mechanisms to evade and suppress the host immune system. After infection via a bite or scratch from a rabid animal, RABV comes into contact with macrophages, which are the first antigen-presenting cells (APCs) that are recruited to the area and play an essential role in the onset of a specific immune response. It is poorly understood how RABV affects macrophages, and if the interaction contributes to the observed immune suppression. This study was undertaken to characterize the interactions between RABV and human monocyte-derived macrophages (MDMs). We showed that street RABV does not replicate in human MDMs. Using a recombinant trimeric RABV glycoprotein (RABV-tG) we showed binding to the nicotinic acetylcholine receptor alpha 7 (nAChr ɑ7) on MDMs, and confirmed the specificity using the nAChr ɑ7 antagonist alpha-bungarotoxin (ɑ-BTX). We found that this binding induced the cholinergic anti-inflammatory pathway (CAP), characterized by a significant decrease in tumor necrosis factor ɑ (TNF-ɑ) upon LPS challenge. Using confocal microscopy we found that induction of the CAP is associated with significant cytoplasmic retention of nuclear factor κB (NF-κB). Co-cultures of human MDMs exposed to street RABV and autologous T cells further revealed that the observed suppression of MDMs affects their function as T cell activators as well, as we found a significant decrease in proliferation of CD8 + T cells. Lastly, using flow cytometric analysis we observed a significant increase in expression of CD163, hinting that street RABV is able to polarize macrophages towards a M2-c anti-inflammatory phenotype. Taken together, these results show that street RABV is capable of inducing an anti-inflammatory state in human macrophages, which affects T cell proliferation. Author summary Rabies virus (RABV) is transmitted by a bite or a scratch from an infected animal. Infection leads to a lethal encephalitis and once clinical symptoms occur, there is no effective treatment available. The virus is able to travel from the initial site of infection to the central nervous system without triggering a strong immune response, using multiple mechanisms to evade and suppress the immune system. Up to present it is unclear when and where this immunosuppression is initiated, and if local immune cells are involved as well. Understanding the complete mechanisms of immunosuppression by RABV is essential for the development and improvement of effective post-exposure treatments. In this paper we studied if RABV is able to suppress human primary macrophages as these will be the first antigen-presenting cells that are recruited to the site of infection, and are known to be important in initiating an efficient immune response. We show that RABV is able to bind, but not infect, human macrophages. Binding induces an anti-inflammatory pathway, which leads to limited T cell proliferation and directs macrophages towards and anti-inflammatory state. These results show that RABV-macrophage interactions might indeed be one of the early steps in the onset of RABV-induced immunosuppression.