Abstract The current pandemic caused by severe acute respiratory syndrome coronavirus-2 (SARS-CoV-2) and outbreaks of new variants highlight the need for preventive treatments. Here we identified heparan sulfate proteoglycans as attachment receptors for SARS-CoV-2. Notably, neutralizing antibodies against SARS-CoV-2 isolated from COVID-19 patients interfered with SARS-CoV-2 binding to heparan sulfate proteoglycans, which might be an additional mechanism of antibodies to neutralize infection. SARS-CoV-2 binding to and infection of epithelial cells was blocked by low molecular weight heparins (LMWH). Although dendritic cells (DCs) and mucosal Langerhans cells (LCs) were not infected by SARS-CoV-2, both DC subsets efficiently captured SARS-CoV-2 via heparan sulfate proteoglycans, and transmitted the virus to ACE2-positive cells. Moreover, human primary nasal cells were infected by SARS-CoV-2 and infection was blocked by pre-treatment with LMWH. These data strongly suggest that heparan sulfate proteoglycans are important attachment receptors facilitating infection and transmission, and support the use of LMWH as prophylaxis against SARS-CoV-2 infection.

Bst-2/tetherin inhibits the release of numerous enveloped viruses by physically attaching nascent particles to infected cells during the process of viral budding from the cell surface. Tetherin also restricts human immunodeficiency viruses (HIV), and pandemic main (M) group HIV-1s are thought to exclusively rely on their Vpu proteins to overcome tetherin-mediated restriction of virus release. However, at least one M group HIV-1 strain, the macrophage-tropic primary AD8 isolate, is unable to express vpu due to a mutation in its translation initiation codon. Here, using primary monocyte-derived macrophages (MDMs), we show that AD8 was able to use its Nef protein to compensate for the absence of Vpu and restore virus release to wild type levels. We demonstrate that HIV-1 AD8 Nef reduces endogenous tetherin levels from the cell surface, physically separating it from the site of viral budding and thus preventing HIV retention. Mechanistically, AD8 Nef enhances l-tetherin internalisation, leading to perinuclear accumulation of the restriction factor. Finally, we show that Nef proteins from other HIV strains also display varying degrees of tetherin antagonism. Overall, this is the first report showing that M group HIV-1s can use an accessory protein other than Vpu to antagonise human tetherin.

Measles is characterised by fever and a maculopapular skin rash, which is associated with immune clearance of measles virus (MV)-infected cells. Histopathological analyses of skin biopsies from humans and non-human primates (NHPs) with measles rash have identified MV-infected keratinocytes and mononuclear cells in the epidermis, around hair follicles and near sebaceous glands. Here, we address the pathogenesis of measles skin rash by combining data from experimentally infected NHPs, ex vivo infection of human skin sheets and in vitro infection of primary human keratinocytes. Longitudinal analysis of the skin of experimentally MV-infected NHPs demonstrated that infection in the skin precedes onset of rash by several days. MV infection was initiated in lymphoid and myeloid cells in the dermis before dissemination to the epidermal keratinocytes. These data were in good concordance with ex vivo MV infections of human skin sheets, in which dermal cells were more targeted than the epidermal ones. To address viral dissemination to the epidermis and to determine whether the dissemination is receptor-dependent, we performed experimental infections of primary keratinocytes collected from healthy or nectin-4-deficient donors. These experiments demonstrated that MV infection of keratinocytes is nectin-4-dependent, and nectin-4 expression was higher in differentiated than in proliferating keratinocytes. Based on these data, we hypothesise that measles skin rash is initiated by migrating MV-infected lymphocytes that infect dermal skin-resident CD150+ immune cells. The infection is subsequently disseminated from the dermal papillae to nectin-4+ keratinocytes in the basal epidermis. Lateral spread of MV infection is observed in the superficial epidermis, most likely due to the higher level of nectin-4 expression on differentiated keratinocytes. Finally, MV-infected cells are cleared by infiltrating immune cells, causing hyperaemia and oedema, which give the appearance of morbilliform skin rash.