Kidney failure is frequently observed during and after COVID-19, but it remains elusive whether this is a direct effect of the virus. Here, we report that SARS-CoV-2 directly infects kidney cells and is associated with increased tubule-interstitial kidney fibrosis in patient autopsy samples. To study direct effects of the virus on the kidney independent of systemic effects of COVID-19, we infected human-induced pluripotent stem-cell-derived kidney organoids with SARS-CoV-2. Single-cell RNA sequencing indicated injury and dedifferentiation of infected cells with activation of profibrotic signaling pathways. Importantly, SARS-CoV-2 infection also led to increased collagen 1 protein expression in organoids. A SARS-CoV-2 protease inhibitor was able to ameliorate the infection of kidney cells by SARS-CoV-2. Our results suggest that SARS-CoV-2 can directly infect kidney cells and induce cell injury with subsequent fibrosis. These data could explain both acute kidney injury in COVID-19 patients and the development of chronic kidney disease in long COVID.

Abstract Severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 is the causative pathogen of the COVID-19 pandemic which as of Nov 15, 2020 has claimed 1,319,946 lives worldwide. Vaccine development focuses on the viral trimeric spike glycoprotein as the main target of the humoral immune response. Viral spikes carry glycans that facilitate immune evasion by shielding specific protein epitopes from antibody neutralisation. Immunogen integrity is therefore important for glycoprotein-based vaccine candidates. Here we show how site-specific glycosylation differs between virus-derived spikes and spike proteins derived from a viral vectored SARS-CoV-2 vaccine candidate. We show that their distinctive cellular secretion pathways result in different protein glycosylation and secretion patterns, which may have implications for the resulting immune response and future vaccine design.