Severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) has caused a global pandemic affecting more than 166 million people worldwide.1WHOhttps://covid19.who.int/Google Scholar Inflammatory bowel disease (IBD) is a common disorder affecting more than 6.8 million people globally,2Alatab S. et al.Lancet Gastroenterol Hepatol. 2020; 5: 17-30Google Scholar and the association between IBD and the development of venous thromboembolism (VTE) has been well described.3Yuhara H. et al.Aliment Pharmacol Therapeutics. 2013; 37: 953-962Google Scholar The association between coronavirus 2019 (COVID-19) disease and VTE has also been described,4Middeldorp S. et al.J Thromb Haemostasis. 2020; 18: 1995-2002Google Scholar however, to date, there are no published data addressing the incremental risk of VTE in patients with underlying IBD who contract SARS-CoV-2. To evaluate this, we studied a nationwide cohort of patients with IBD in the Veterans Affairs (VA) healthcare system. See the Supplement for extended methods. This was a case crossover study of patients with IBD and VTE in an established VA cohort. The case crossover design only uses data from patients with the outcome of interest and compares the prevalence of exposure immediately prior to the outcome to other times, such that each patient is compared with themselves at other times. We identified all patients with IBD prior to March 1, 2020 (index date) who were actively followed in the VA and who developed an incident VTE event between April 1, 2020 and March 30, 2021. Demographics, IBD medication, corticosteroid use, anticoagulation medication, and comorbidity data were obtained for each patient, in addition to dates of SARS-CoV-2 infection (via polymerase chain reaction). Descriptive statistics were reported as medians and interquartile ranges for continuous variables and as percentages for categorical variables. For the primary analysis, we established a 30-day window prior to VTE for each patient (case period), and subsequently generated 10 30-day window control periods (nonoverlapping with the case period, also between April 1, 2020 and March 30, 2021) for each patient using a random number generator. Control periods could occur before or after case periods because the outcome of thrombosis was not thought to impact future risk of SARS-CoV-2 infection, and it was important to include periods throughout the study duration given a fluctuating national burden of COVID-19. For each case and control window, the presence or absence of SARS-CoV-2 infection was designated as the exposure. Conditional logistic regression using a 1:10 case:control ratio was used to estimate the odds ratio (OR) and 95% confidence interval (CI) for the association of VTE with SARS-CoV-2 infection, adjusting for all-cause hospitalization at the start of the 30-day window and time-updated corticosteroid use in the prior 30 days. Stratified analyses were performed based on use of chronic anticoagulation medications prior to VTE. In this study, 428 patients with IBD developed VTE during the study period. The patients in the cohort had a median age 69 years, 93.9% were male, 79.4% were white, and there was a slight predominance of ulcerative colitis (54.4%; Table 1). The majority of patients were being treated with 5-aminosalicylic acid alone (49.8%) or anti–tumor necrosis factor agents alone (15.7%). During the study window, there were 58 SARS-CoV-2 infections, 21 of which occurred within 30 days prior to a VTE. In conditional logistic regression models adjusted for recent hospitalization and steroid exposure, SARS-CoV-2 infection was associated with 8.15-fold increased odds of VTE (95% CI, 4.34–15.30; P < .001). When limited to patients taking chronic anticoagulation medications, there was no significant association between SARS-CoV-2 infection and VTE (OR, 0.63; 95% CI, 0.08–5.15; P = .66). However, the association was stronger among patients not previously on anticoagulation (OR, 14.31; 95% CI, 6.90–29.66; P < .001).Table 1Cohort CharacteristicsVariableValue (N = 428)Age (y), median (IQR)69 (58, 74)Male sex (%)402 (93.9)Race (%) White340 (79.4) Black66 (15.4) Hispanic6 (1.4) Other16 (3.7)Smoking history (%) Unknown68 (15.9) Never189 (44.2) Past84 (19.6) Current87 (20.3)Alcohol abuse (%)26 (6.1)Drug abuse (%)26 (6.1)IBD type (%) Crohn's disease195 (45.6) Ulcerative colitis233 (54.4)IBD medication group (%) 5-ASA alone213 (49.8) Thiopurine alone61 (14.3) Anti-TNF alone67 (15.7) Anti-TNF + immunomodulator21 (4.9) Vedolizumab41 (9.6) Ustekinumab9 (2.1) Tofacitinib4 (0.9) Methotrexate alone12 (2.8)Steroid use (%)41 (9.6)Obesity (%)77 (18.0)Hypertension (%)249 (58.2)Diabetes mellitus (%)134 (31.3)Arrhythmia (%)84 (19.6)Heart failure (%)28 (6.5)COPD (%)95 (22.2)Renal failure (%)64 (15.0)Metastatic cancer (%)11 (2.6)Chronic anticoagulation use (%)133 (31.1)SARS-CoV-2 infection (%)58 (13.6)COVID-19 hospitalization (%)22 (5.1)5-ASA, 5-aminosalicylic acid; COPD, chronic obstructive pulmonary disease; IQR, interquartile range; TNF, tumor necrosis factor. Open table in a new tab 5-ASA, 5-aminosalicylic acid; COPD, chronic obstructive pulmonary disease; IQR, interquartile range; TNF, tumor necrosis factor. In this nationwide cohort, we identified a significant positive association between SARS-CoV-2 infection and VTE events in patients with IBD. Prior studies demonstrate 2- to 3-fold increased odds of developing VTE in patients with IBD compared with the general population, in both hospitalized and ambulatory settings.5Grainge M.J. et al.Lancet. 2010; 375: 657-663Google Scholar,6Miehsler W. et al.Gut. 2004; 53: 542-548Google Scholar The pathogenesis of VTE in IBD is multifactorial and findings suggest that there is not one particular mechanism that leads to hypercoagulability in IBD, but rather a complex interplay of systems. The mechanisms of hemostatic imbalance in SARS-CoV-2 infection are similarly complex. In patients with infections such as COVID-19, endothelial dysfunction caused by the infectious process increases thrombin production and terminates fibrinolysis, which in turn promote a hypercoagulable state.7Levi M. et al.Thromb Res. 2017; 149: 38-44Google Scholar Although these mechanisms cannot be completely explained by traditional VTE risk factors, it stands to reason that contracting SARS-CoV-2 infection would confer an additional risk on top of the already elevated risk in patients with IBD. Moreover, patients with IBD appear to have a uniquely increased risk in this regard, as recent data from an unselected cohort of 220,588 patients demonstrated a rate ratio of 1.46 for VTE events in SARS-CoV-2–positive versus –negative individuals (P < .001).8Roubinian N.H. et al.JAMA Intern Med. 2021; 181: 997-1000Google Scholar This is in stark contrast to the 8.15-fold increased odds of VTE observed in our cohort of patients with IBD, suggesting a strong interaction between SARS-CoV-2 and IBD in conferring increased VTE risk. Importantly, the identified association between SARS-CoV-2 and VTE in the IBD cohort was entirely mitigated among patients who were on anticoagulation therapy when they contracted SARS-CoV-2. This suggests that there may be a possible role for VTE pharmaco-prophylaxis especially among high-risk IBD patients who contract SARS-CoV-2. Major strengths of our study include the use of a nationwide study cohort with a geographically diverse patient population and a self-controlled study design. The VA has devised a system in which all positive SARS-CoV-2 cases are recorded even if they are diagnosed outside the VA. The pharmacy dataset is very comprehensive, and veterans are likely to get their medications filled in the VA because there is little or no co-pay. Limitations include the retrospective nature of the study. We may also have missed thrombotic episodes diagnosed outside the VA system, but we suspect the numbers would be low as we only included patients who were actively followed up in the VA. To the best of our knowledge, this study is the first to detail the strength of association between SARS-CoV-2 and subsequent VTE in patients with underlying IBD. Our data suggest that patients with IBD who contract SARS-CoV-2 have a substantially increased risk of VTE and, therefore, may benefit from prophylaxis. Nadim Mahmud, MD (Conceptualization: Equal; Formal analysis: Lead; Methodology: Equal; Writing – original draft: Equal; Writing – review & editing: Equal; Interpretation of data: Equal) Alexandra Weiss, MD (Writing – original draft: Equal; Interpretation of data: Equal) Chinmay Trivedi, MBBS (Writing – original draft: Equal; Interpretation of data: Equal) James Lewis, MD (Conceptualization: Equal; Methodology: Equal; Writing – original draft: Equal; Writing – review & editing: Equal; Data interpretation: Equal) Yu-Xiao Yang, MD (Formal analysis: Lead; Methodology: Equal; Writing – original draft: Equal; Writing – review & editing: Equal; Interpretation of data: Equal) Nabeel Khan, MD (Conceptualization: Equal; Funding acquisition: Lead; Methodology: Equal; Supervision: Lead; Writing – original draft: Supporting; Writing – review & editing: Equal; Data interpretation: Equal) To identify a cohort of patients with IBD actively managed in the Veterans Health Administration (VHA), we applied the following criteria. First, we only included adult patients (age ≥18 years) classified as having IBD using a previously validated algorithm based on administrative codes for Crohn's disease or ulcerative colitis, which has been used in prior studies.1WHOhttps://covid19.who.int/Google Scholar,2Alatab S. et al.Lancet Gastroenterol Hepatol. 2020; 5: 17-30Google Scholar Second, we only included patients taking an IBD-related medication within 3 months prior to the index date (March 1, 2020), as ascertained through centralized VHA pharmacy records. These included the following medication categories: 5-aminosalicylic acid (5-ASA) alone, thiopurines (azathioprine or mercaptopurine, with or without 5-ASA), anti–tumor necrosis factor (anti-TNF) agents alone, anti-TNF plus immunomodulators (methotrexate or thiopurines), methotrexate alone, vedolizumab, ustekinumab, or tofacitinib. Finally, we only included patients with at least 6 months of outpatient visit data prior to the index date. For the purposes of this study, the analytic cohort was restricted to patients with IBD who developed an incident thrombosis event (detailed as follows) between April 1, 2020 and March 30, 2021. We used the centralized VHA pharmacy data tables to identify patients filling outpatient prescriptions for anticoagulant medications. These were identified with regular expression searches for the following medications: enoxaparin, warfarin, apixaban, dabigatran, edoxaban, and rivaroxaban. In this study, patients were considered to be on anticoagulation medication as a covariate if they filled a prescription for an associated medication more than 30 days prior to a thrombosis event in the study period. We used inpatient or outpatient International Classification of Diseases, 10th revision (ICD-10) codes to identify thrombosis events (eg, deep venous thrombosis or pulmonary embolism) during the study window. The following codes were used: I26.01, I26.02, I26.09, I26.90, I26.92, I26.93, I26.94, I26.99, I80.00, I80.01, I80.02, I80.03, I80.10, I80.11, I80.12, I80.13, I80.201, I80.202, I80.203, I80.209, I80.211, I80.212, I80.213, I80.219, I80.221, I80.222, I80.231, I80.232, I80.241, I80.242, I80.251, I80.252, I80.253, I80.291, I80.292, I80.293, I80.299, I80.3, I80.8, I80.9, I82.0, I82.1, I82.210, I82.211, I82.220, I82.221, I82.290, I82.291, I82.3, I82.401, I82.402, I82.403, I82.409, I82.411, I82.412, I82.413, I82.419, I82.421, I82.422, I82.423, I82.429, I82.431, I82.432, I82.433, I82.439, I82.441, I82.442, I82.443, I82.449, I82.451, I82.452, I82.453, I82.459, I82.461, I82.462, I82.463, I82.469, I82.491, I82.492, I82.493, I82.499, I82.4Y1, I82.4Y2, I82.4Y3, I82.4Y9, I82.4Z1, I82.4Z2, I82.4Z3, I82.4Z9, I82.601, I82.602, I82.603, I82.609, I82.611, I82.612, I82.613, I82.619, I82.621, I82.622, I82.623, I82.629, I82.811, I82.812, I82.813, I82.819, I82.890, I82.891, I82.90, I82.91, I82.A11, I82.A12, I82.A13, I82.A19, I82.A21, I82.A22, I82.A23, I82.A29, I82.B11, I82.B12, I82.B13, I82.B19, I82.B21, I82.B22, I82.B29, I82.C11, I82.C12, I82.C13, I82.C19, I82.C21, I82.C22, I82.C23, and I82.C29.

ABSTRACT Antisense oligonucleotides (ASOs) are emerging as a promising class of therapeutics for neurological diseases. When injected directly into the cerebrospinal fluid, ASOs distribute broadly across brain regions and exert long-lasting therapeutic effects. However, many phosphorothioate (PS)-modified gapmer ASOs show transient motor phenotypes when injected into the cerebrospinal fluid, ranging from reduced motor activity to ataxia or acute seizure-like phenotypes. The effect of sugar and phosphate modifications on these phenotypes has not previously been systematically studied. Using a behavioral scoring assay customized to reflect the timing and nature of these effects, we show that both sugar and phosphate modifications influence acute motor phenotypes. Among sugar analogues, PS-DNA induces the strongest motor phenotype while 2’-substituted RNA modifications improve the tolerability of PS-ASOs. This helps explain why gapmer ASOs have been more challenging to develop clinically relative to steric blocker ASOs, which have a reduced tendency to induce these effects. Reducing the PS content of gapmer ASOs, which contain a stretch of PS-DNA, improves their toxicity profile, but in some cases also reduces their efficacy or duration of effect. Reducing PS content improved the acute tolerability of ASOs in both mice and sheep. We show that this acute toxicity is not mediated by the major nucleic acid sensing innate immune pathways. Formulating ASOs with calcium ions before injecting into the CNS further improved their tolerability, but through a mechanism at least partially distinct from the reduction of PS content. Overall, our work identifies and quantifies an understudied aspect of oligonucleotide toxicology in the CNS, explores its mechanism, and presents platform-level medicinal chemistry approaches that improve tolerability of this class of compounds.

Objective Approximately 20% of familial cases of amyotrophic lateral sclerosis (ALS) are caused by mutations in the gene encoding superoxide dismutase 1 (SOD1). Epidemiological data have identified traumatic brain injury (TBI) as an exogenous risk factor for ALS; however, the mechanisms by which TBI may worsen SOD1 ALS remain largely undefined. Methods We sought to determine whether repetitive TBI (rTBI) accelerates disease onset and progression in the transgenic SOD1 G93A mouse ALS model, and whether loss of the primary regulator of axonal degeneration sterile alpha and TIR motif containing 1 ( Sarm1 ) mitigates the histological and behavioral pathophysiology. We subjected wild‐type (n = 23), Sarm1 knockout (KO; n = 17), SOD1 G93A (n = 19), and SOD1 G93A xSarm1 KO (n = 26) mice of both sexes to rTBI or sham surgery at age 64 days (62–68 days). Body weight and ALS‐deficit score were serially assessed up to 17 weeks after surgery and histopathology assessed in layer V of the primary motor cortex at the study end point. Results In sham injured SOD1 G93A mice, genetic ablation of Sarm1 did not attenuate axonal loss, improve neurological deficits, or survival. The rTBI accelerated onset of G93A‐SOD1 ALS, as indicated by accentuated body weight loss, earlier onset of hindlimb tremor, and shortened survival. The rTBI also triggered TDP‐43 mislocalization, enhanced axonal and neuronal loss, microgliosis, and astrocytosis. Loss of Sarm1 significantly diminished the impact of rTBI on disease progression and rescued rTBI‐associated neuropathology. Interpretation SARM1‐mediated axonal death pathway promotes pathogenesis after TBI in SOD1 G93A mice suggesting that anti‐SARM1 therapeutics are a viable approach to preserve neurological function in injury‐accelerated G93A‐SOD1 ALS. ANN NEUROL 2025

Amyotrophic lateral sclerosis (ALS) is a fatal neurodegenerative condition, with 20% of familial and 2-3% of sporadic cases linked to mutations in the cytosolic superoxide dismutase (SOD1) gene. Mutant SOD1 protein is toxic to motor neurons, making SOD1 gene lowering a promising approach, supported by preclinical data and the 2023 FDA approval of the GapmeR ASO targeting SOD1, tofersen. Despite the approval of an ASO and the optimism it brings to the field, the pharmacodynamics and pharmacokinetics of therapeutic SOD1 modulation can be improved. Here, we developed a chemically stabilized divalent siRNA scaffold (di-siRNA) that effectively suppresses SOD1 expression in vitro and in vivo. With optimized chemical modification, it achieves remarkable CNS tissue permeation and SOD1 silencing in vivo. Administered intraventricularly, di-siRNA

ABSTRACT Amyotrophic lateral sclerosis (ALS) is a severe neurodegenerative disorder affecting brain and spinal cord motor neurons. Mutations in the copper/zinc superoxide dismutase gene ( SOD1 ) are associated with ∼20% of inherited and 1-2% of sporadic ALS cases. Much has been learned from mice expressing transgenic copies of mutant SOD1, which typically involve high-level transgene expression, thereby differing from ALS patients expressing one mutant gene copy. To generate a model that more closely represents patient gene expression, we created a knock-in point mutation (G85R, a human ALS-causing mutation) in the endogenous mouse Sod1 gene, leading to mutant SOD1 G85R protein expression. Heterozygous Sod1 G85R mutant mice resemble wild type, whereas homozygous mutants have reduced body weight and lifespan, a mild neurodegenerative phenotype, and express very low mutant SOD1 protein levels with no detectable SOD1 activity. Homozygous mutants exhibit partial neuromuscular junction denervation at 3-4 months of age. Spinal cord motor neuron transcriptome analyses of homozygous Sod1 G85R mice revealed up-regulation of cholesterol synthesis pathway genes compared to wild type. Transcriptome and phenotypic features of these mice are similar to Sod1 knock-out mice, suggesting the Sod1 G85R phenotype is largely driven by loss of SOD1 function. By contrast, cholesterol synthesis genes are down-regulated in severely affected human TgSOD1 G93A transgenic mice at 4 months. Our analyses implicate dysregulation of cholesterol or related lipid pathway genes in ALS pathogenesis. The Sod1 G85R knock-in mouse is a useful ALS model to examine the importance of SOD1 activity in control of cholesterol homeostasis and motor neuron survival. SIGNIFICANCE STATEMENT Amyotrophic lateral sclerosis is a devastating disease involving the progressive loss of motor neurons and motor function for which there is currently no cure. Understanding biological mechanisms leading to motor neuron death is critical for developing new treatments. Using a new knock-in mutant mouse model carrying a Sod1 mutation that causes ALS in patients, and in the mouse, causes a limited neurodegenerative phenotype similar to Sod1 loss-of-function, we show that cholesterol synthesis pathway genes are up-regulated in mutant motor neurons, whereas the same genes are down-regulated in transgenic SOD1 mice with a severe phenotype. Our data implicate dysregulation of cholesterol or other related lipid genes in ALS pathogenesis and provide new insights that could contribute to strategies for disease intervention.