Summary MicroRNAs (miRNAs) are small non-coding RNAs involved in post-transcriptional gene regulation that have a major impact on many diseases and provides an exciting avenue towards antiviral therapeutics. From patient transcriptomic data, we have discovered a circulating miRNA, miR-2392, that is directly involved with SARS-CoV-2 machinery during host infection. Specifically, we show that miR-2392 is key in driving downstream suppression of mitochondrial gene expression, increasing inflammation, glycolysis, and hypoxia as well as promoting many symptoms associated with COVID-19 infection. We demonstrate miR-2392 is present in the blood and urine of COVID-19 positive patients, but not detected in COVID-19 negative patients. These findings indicate the potential for developing a novel, minimally invasive, COVID-19 detection method. Lastly, using in vitro human and in vivo hamster models, we have developed a novel miRNA-based antiviral therapeutic that targets miR-2392, significantly reduces SARS-CoV-2 viability in hamsters and may potentially inhibit a COVID-19 disease state in humans.

ABSTRACT With much of the world infected with or vaccinated against SARS-CoV-2, understanding the immune responses to the SARS-CoV-2 spike (S) protein in different situations is crucial to controlling the pandemic. We studied the clinical, systemic, mucosal, and cellular responses to two doses of SARS-CoV-2 mRNA vaccines in 62 individuals with and without prior SARS-CoV-2 exposure that were divided into three groups based on serostatus and/or degree of symptoms: Antibody negative, Asymptomatic, and Symptomatic. In the previously SARS-CoV-2-infected (SARS2-infected) Asymptomatic and Symptomatic groups, symptoms related to a recall response were elicited after the first vaccination. Anti-S trimer IgA and IgG levels peaked after 1 st vaccination in the SARS2-infected groups, and were higher that the in the SARS2-naive group in the plasma and nasal samples at all time points. Neutralizing antibodies titers were also higher against the WA-1 and B.1.617.2 (Delta) variants of SARS-CoV-2 in the SARS2-infected compared to SARS2-naïve vaccinees. After the first vaccination, differences in cellular immunity were not evident between groups, but the AIM + CD4 + cell response correlated with durability of humoral immunity against the SARS-CoV-2 S protein. In those SARS2-infected, the number of vaccinations needed for protection, the durability, and need for boosters are unknown. However, the lingering differences between the SARS2-infected and SARS2-naïve up to 10 months post-vaccination could explain the decreased reinfection rates in the SARS2-infected vaccinees recently reported and suggests that additional strategies (such as boosting of the SARS2-naïve vaccinees) are needed to narrow the differences observed between these groups.