Abstract The pandemic spread of SARS-CoV-2, the etiological agent of COVID-19, represents a significant and ongoing international health crisis. A key symptom of SARS-CoV-2 infection is the onset of fever, with a hyperthermic temperature range of 38 to 41°C. Fever is an evolutionarily conserved host response to microbial infection and inflammation that can influence the outcome of viral pathogenicity and regulation of host innate and adaptive immune responses. However, it remains to be determined what effect elevated temperature has on SARS-CoV-2 tropism and replication. Utilizing a 3D air-liquid interface (ALI) model that closely mimics the natural tissue physiology and cellular tropism of SARS-CoV-2 infection in the respiratory airway, we identify tissue temperature to play an important role in the regulation of SARS-CoV-2 infection. We show that temperature elevation induces wide-spread transcriptome changes that impact upon the regulation of multiple pathways, including epigenetic regulation and lncRNA expression, without disruption of general cellular transcription or the induction of interferon (IFN)-mediated antiviral immune defences. Respiratory tissue incubated at temperatures >37°C remained permissive to SARS-CoV-2 infection but severely restricted the initiation of viral transcription, leading to significantly reduced levels of intraepithelial viral RNA accumulation and apical shedding of infectious virus. To our knowledge, we present the first evidence that febrile temperatures associated with COVID-19 inhibit SARS-CoV-2 replication. Our data identify an important role for temperature elevation in the epithelial restriction of SARS-CoV-2 that occurs independently of the induction of canonical IFN-mediated antiviral immune defences and interferon-stimulated gene (ISG) expression.

Influenza A virus (IAV) infection leads to the formation of mucosal memory CD4 T cells that can protect the host. An in-depth understanding of the signals that shape memory cell development is required for more effective vaccine design. We have examined the formation of memory CD4 T cells in the lung following IAV infection of mice, characterising changes to the lung architecture and immune cell composition. IAV-specific CD4 T cells were found throughout the lung at both primary and memory time points. These cells were found near lung airways and in close contact with a range of immune cells including macrophages, dendritic cells, and B cells. Interactions between lung IAV-specific CD4 T cells and MHCII+ cells during the primary immune response were important in shaping the subsequent memory pool. Treatment with an anti-MHCII blocking antibody increased the proportion of memory CD4 T cells found at lung airways but reduced interferon-gamma expression by IAV-specific immunodominant memory CD4 T cells. The immunodominant CD4 T cells expressed higher levels of PD1 than other IAV-specific CD4 T cells and PD1+ memory CD4 T cells were located further away from MHCII+ cells than their PD1-negative counterparts. This distinction in location was lost in mice treated with anti-MHCII antibody. These data suggest that sustained antigen presentation in the lung impacts on the formation of memory CD4 T cells by regulating their cytokine production and location.

Influenza A virus (IAV) infection leads to the formation of mucosal memory CD4 T cells that can protect the host. An in-depth understanding of the signals that shape memory cell development is required for more effective vaccine design. We have examined the formation of memory CD4 T cells in the lung following IAV infection of mice, characterizing changes to the lung landscape and immune cell composition. IAV-specific CD4 T cells were found throughout the lung at both primary and memory time points. These cells were found near lung airways and in close contact with a range of immune cells including macrophages, dendritic cells, and B cells. Interactions between lung IAV-specific CD4 T cells and major histocompatibility complex (MHC)II+ cells during the primary immune response were important in shaping the subsequent memory pool. Treatment with an anti-MHCII blocking antibody increased the proportion of memory CD4 T cells found in lung airways but reduced interferon-γ expression by IAV-specific immunodominant memory CD4 T cells. The immunodominant CD4 T cells expressed higher levels of programmed death ligand 1 (PD1) than other IAV-specific CD4 T cells and PD1+ memory CD4 T cells were located further away from MHCII+ cells than their PD1-low counterparts. This distinction in location was lost in mice treated with anti-MHCII antibodies. These data suggest that sustained antigen presentation in the lung impacts the formation of memory CD4 T cells by regulating their cytokine production and location.