Circulating autoantibodies (auto-Abs) neutralizing high concentrations (10 ng/mL, in plasma diluted 1 to 10) of IFN-α and/or -ω are found in about 10% of patients with critical COVID-19 pneumonia, but not in subjects with asymptomatic infections. We detect auto-Abs neutralizing 100-fold lower, more physiological, concentrations of IFN-α and/or -ω (100 pg/mL, in 1/10 dilutions of plasma) in 13.6% of 3,595 patients with critical COVID-19, including 21% of 374 patients > 80 years, and 6.5% of 522 patients with severe COVID-19. These antibodies are also detected in 18% of the 1,124 deceased patients (aged 20 days-99 years; mean: 70 years). Moreover, another 1.3% of patients with critical COVID-19 and 0.9% of the deceased patients have auto-Abs neutralizing high concentrations of IFN-β. We also show, in a sample of 34,159 uninfected subjects from the general population, that auto-Abs neutralizing high concentrations of IFN-α and/or -ω are present in 0.18% of individuals between 18 and 69 years, 1.1% between 70 and 79 years, and 3.4% >80 years. Moreover, the proportion of subjects carrying auto-Abs neutralizing lower concentrations is greater in a subsample of 10,778 uninfected individuals: 1% of individuals <70 years, 2.3% between 70 and 80 years, and 6.3% >80 years. By contrast, auto-Abs neutralizing IFN-β do not become more frequent with age. Auto-Abs neutralizing type I IFNs predate SARS-CoV-2 infection and sharply increase in prevalence after the age of 70 years. They account for about 20% of both critical COVID-19 cases in the over-80s, and total fatal COVID-19 cases.

Abstract There is increasing evidence that astrocytes play important roles in immune regulation in the brain. Astrocytes express toll‐like receptors (TLR) and build up responses to innate immune triggers by releasing proinflammatory molecules. We investigate signaling pathways and released molecules after astrocyte TLR4 activation. Purified rodent brain astrocyte cultures were treated with the TLR4 activator bacterial lipopolysaccharide (LPS). Tools used to interfere with this system include small interference RNA, inhibitory drugs, and MyD88 or Stat1 deficient mice. LPS induced early activation of the transcription factor NFκB, through the MyD88 adaptor, and expression of TNF‐α, VCAM‐1, IL‐15, and IL‐27. LPS also induced delayed Jak1/Stat1 activation, which was MyD88‐independent but was not mediated by IFN‐β. Jak1/Stat1 activation induced the expression of negative cytokine regulator SOCS‐1 and CXCL10 chemokine (IP‐10). Mitogen‐activated protein kinases (MAPK) were also involved in TLR4 signaling in a MyD88‐independent fashion. p38 exerted a strong influence on LPS‐induced gene expression by regulating the phosphorylation of Stat1 and the transcriptional activity of NFκB, while JNK regulated the Jak1/Stat1 pathway, and ERK1/2 controlled the expression of Egr‐1 and influenced MyD88‐dependent MMP‐9 expression. Interplay between these signals was evidenced by the increased induction of MMP‐9 in Stat1‐deficient cells challenged with LPS, suggesting that Stat1 negatively regulates the expression of MMP‐9 induced by LPS. Therefore, astrocytes are responsive to TLR4 activation by inducing a complex set of cell‐dependent molecular reactions mediated by NFκB, MAPK and Jak1/Stat1 signaling pathways. Here we identified cross‐talking signals generating a proinflammatory environment that will modulate the response of surrounding cells. © 2010 Wiley‐Liss, Inc.

Two previous pan-European consensus meetings, the 1995 and 2006 Helsingborg meetings, were convened to review the scientific evidence and the state of current services to identify priorities for research and development and to set targets for the development of stroke care for the decade to follow. Adhering to the same format, the European Stroke Organisation (ESO) prepared a European Stroke Action Plan (ESAP) for the years 2018 to 2030, in cooperation with the Stroke Alliance for Europe (SAFE). The ESAP included seven domains: primary prevention, organisation of stroke services, management of acute stroke, secondary prevention, rehabilitation, evaluation of stroke outcome and quality assessment and life after stroke. Research priorities for translational stroke research were also identified. Documents were prepared by a working group and were open to public comments. The final document was prepared after a workshop in Munich on 21–23 March 2018. Four overarching targets for 2030 were identified: (1) to reduce the absolute number of strokes in Europe by 10%, (2) to treat 90% or more of all patients with stroke in Europe in a dedicated stroke unit as the first level of care, (3) to have national plans for stroke encompassing the entire chain of care, (4) to fully implement national strategies for multisector public health interventions. Overall, 30 targets and 72 research priorities were identified for the seven domains. The ESAP provides a basic road map and sets targets for the implementation of evidence-based preventive actions and stroke services to 2030.

Neutrophils are rapidly recruited in response to local tissue infection or inflammation. Stroke triggers a strong inflammatory reaction but the relevance of neutrophils in the ischemic brain is not fully understood, particularly in the absence of reperfusion. We investigated brain neutrophil recruitment in two murine models of permanent ischemia induced by either cauterization of the distal portion of the middle cerebral artery (c-MCAo) or intraluminal MCA occlusion (il-MCAo), and three fatal cases of human ischemic stroke. Flow cytometry analyses revealed progressive neutrophil recruitment after c-MCAo, lesser neutrophil recruitment following il-MCAo, and absence of neutrophils after sham operation. Confocal microscopy identified neutrophils in the leptomeninges from 6 h after the occlusion, in the cortical basal lamina and cortical Virchow–Robin spaces from 15 h, and also in the cortical brain parenchyma at 24 h. Neutrophils showed signs of activation including histone-3 citrullination, chromatin decondensation, and extracellular projection of DNA and histones suggestive of extracellular trap formation. Perivascular neutrophils were identified within the entire cortical infarction following c-MCAo. After il-MCAo, neutrophils prevailed in the margins but not the center of the cortical infarct, and were intraluminal and less abundant in the striatum. The lack of collaterals to the striatum and a collapsed pial anastomotic network due to brain edema in large hemispheric infarctions could impair neutrophil trafficking in this model. Neutrophil extravasation at the leptomeninges was also detected in the human tissue. We concluded that neutrophils extravasate from the leptomeningeal vessels and can eventually reach the brain in experimental animal models and humans with prolonged arterial occlusion.

Numerous treatments have been reported to provide a beneficial outcome in experimental animal stroke models; however, these treatments (with the exception of tissue plasminogen activator) have failed in clinical trials. To improve the translation of treatment efficacy from bench to bedside, we have performed a preclinical randomized controlled multicenter trial (pRCT) to test a potential stroke therapy under circumstances closer to the design and rigor of a clinical randomized control trial. Anti-CD49d antibodies, which inhibit the migration of leukocytes into the brain, were previously investigated in experimental stroke models by individual laboratories. Despite the conflicting results from four positive and one inconclusive preclinical studies, a clinical trial was initiated. To confirm the preclinical results and to test the feasibility of conducting a pRCT, six independent European research centers investigated the efficacy of anti-CD49d antibodies in two distinct mouse models of stroke in a centrally coordinated, randomized, and blinded approach. The results pooled from all research centers revealed that treatment with CD49d-specific antibodies significantly reduced both leukocyte invasion and infarct volume after the permanent distal occlusion of the middle cerebral artery, which causes a small cortical infarction. In contrast, anti-CD49d treatment did not reduce lesion size or affect leukocyte invasion after transient proximal occlusion of the middle cerebral artery, which induces large lesions. These results suggest that the benefits of immune-targeted approaches may depend on infarct severity and localization. This study supports the feasibility of performing pRCTs.

Stroke attracts neutrophils to the injured brain tissue where they can damage the integrity of the blood-brain barrier and exacerbate the lesion. However, the mechanisms involved in neutrophil transmigration, location and accumulation in the ischemic brain are not fully elucidated. Neutrophils can reach the perivascular spaces of brain vessels after crossing the endothelial cell layer and endothelial basal lamina of post-capillary venules, or migrating from the leptomeninges following pial vessel extravasation and/or a suggested translocation from the skull bone marrow. Based on previous observations of microglia phagocytosing neutrophils recruited to the ischemic brain lesion, we hypothesized that microglial cells might control neutrophil accumulation in the injured brain. We studied a model of permanent occlusion of the middle cerebral artery in mice, including microglia- and neutrophil-reporter mice. Using various in vitro and in vivo strategies to impair microglial function or to eliminate microglia by targeting colony stimulating factor 1 receptor (CSF1R), this study demonstrates that microglial phagocytosis of neutrophils has fundamental consequences for the ischemic tissue. We found that reactive microglia engulf neutrophils at the periphery of the ischemic lesion, whereas local microglial cell loss and dystrophy occurring in the ischemic core are associated with the accumulation of neutrophils first in perivascular spaces and later in the parenchyma. Accordingly, microglia depletion by long-term treatment with a CSF1R inhibitor increased the numbers of neutrophils and enlarged the ischemic lesion. Hence, microglial phagocytic function sets a critical line of defense against the vascular and tissue damaging capacity of neutrophils in brain ischemia.

Summary Microglial cells of the aged brain manifest signs of dysfunction that could contribute to the worse neurological outcome of stroke in the elderly. Treatment with colony-stimulating factor-1 receptor antagonists enable transient microglia depletion that can be followed by microglia repopulation after interruption of the treatment, causing no known harm to mice. Using this strategy, we aimed to restore microglia function and ameliorate stroke outcome in aged mice. Cerebral ischemia/reperfusion induces strong innate immune responses in microglia highlighted by prominent type I interferon signaling, together with cellular metabolic perturbances and lipid droplet biogenesis in young mice. In aged mice, a subset of microglia accumulates lipid droplets under steady state and displays exacerbated innate immune responses after stroke. Microglia renewal in old mice reduces the lipid droplet content, prevents the ischemia-induced exaggerated type I interferon response, and improves the neurological outcome of stroke. This study shows that age-dependent lipid droplet-enriched microglia contribute to impair stroke outcome in old mice.

Abstract Abnormalities in myelination are associated to behavioral and cognitive dysfunction in neurodevelopmental psychiatric disorders. Thus, therapies to promote or accelerate myelination could potentially ameliorate symptoms in autism. Clemastine, a histamine H1 antagonist with anticholinergic properties against muscarinic M1 receptor, is the most promising drug with promyelinating properties (Mei et al., 2014). Clemastine penetrates the blood brain barrier efficiently and promotes remyelination in different animal models of neurodegeneration including multiple sclerosis, ischemia and Alzheimer’s disease. However, its role in myelination during development is unknown. We showed that clemastine treatment during development increase oligodendrocyte differentiation in both white and gray matter. However, despite the increase in the number of oligodendrocytes, conduction velocity of myelinated fibers of corpus callosum decreased in clemastine treated mice. Confocal and electron microscopy showed a reduction in the number of myelinated axons and nodes of Ranvier and a reduction of myelin thickness in corpus callosum . To understand the mechanisms leading to myelin formation impairment in the presence of an excess of myelinating oligodendrocytes, we focused on microglial cells which also express muscarinic M1 receptors. Importantly, the population of CD11c + microglia cells, necessary for myelination, as well as the levels of insulin growth factor-1 decrease in clemastine-treated mice. Altogether, these data suggest that clemastine impact on myelin development is more complex than previously thought and could be dependent on microglia-oligodendrocyte crosstalk. Further studies are needed to clarify the role of microglia cells on developmental myelination.