Abstract To develop a universal strategy to block SARS-CoV-2 cellular entry and infection represents a central aim for effective COVID-19 therapy. The growing impact of emerging variants of concern increases the urgency for development of effective interventions. Since ACE2 is the critical SARS-CoV-2 receptor and all tested variants bind to ACE2, some even at much increased affinity (see accompanying paper), we hypothesized that aerosol administration of clinical grade soluble human recombinant ACE2 (APN01) will neutralize SARS-CoV-2 in the airways, limit spread of infection in the lung and mitigate lung damage caused by deregulated signaling in the renin-angiotensin (RAS) and Kinin pathways. Here we show that intranasal administration of APN01 in a mouse model of SARS-CoV-2 infection dramatically reduced weight loss and prevented animal death. As a prerequisite to a clinical trial, we evaluated both virus binding activity and enzymatic activity for cleavage of Ang II following aerosolization. We report successful aerosolization for APN01, retaining viral binding as well as catalytic RAS activity. Dose range-finding and IND-enabling repeat-dose aerosol toxicology testing were conducted in dogs. Twice daily aerosol administration for two weeks at the maximum feasible concentration revealed no notable toxicities. Based on these results, a Phase I clinical trial in healthy volunteers can now be initiated, with subsequent Phase II testing in individuals with SARS-CoV-2 infection. This strategy could be used to develop a viable and rapidly actionable therapy to prevent and treat COVID-19, against all current and future SARS-CoV-2 variants. One Sentence Summary Preclinical development and evaluation of aerosolized soluble recombinant human ACE2 (APN01) administered as a COVID-19 intervention is reported.

Summary Despite tremendous progress in the understanding of COVID-19, mechanistic insight into immunological, disease-driving factors remains limited. We generated maVie16 , a mouse-adapted SARS-CoV-2, by serial passaging of a human isolate. In silico modelling revealed how Spike mutations of maVie16 enhanced interaction with murine ACE2. MaVie16 induced profound pathology in BALB/c and C57BL/6 mice and the resulting mouse COVID-19 ( mCOVID-19 ) replicated critical aspects of human disease, including early lymphopenia, pulmonary immune cell infiltration, pneumonia and specific adaptive immunity. Inhibition of the proinflammatory cytokines IFNγ and TNF substantially reduced immunopathology. Importantly, genetic ACE2-deficiency completely prevented mCOVID-19 development. Finally, inhalation therapy with recombinant ACE2 fully protected mice from mCOVID-19 , revealing a novel and efficient treatment. Thus, we here present maVie16 as a new tool to model COVID-19 for the discovery of new therapies and show that disease severity is determined by cytokine-driven immunopathology and critically dependent on ACE2 in vivo . Key points The mouse-adapted SARS-CoV-2 strain maVie16 causes fatal disease in BALB/c mice and substantial inflammation, pneumonia and immunity in C57BL/6 mice TNFα/IFNγ blockade ameliorates maVie16 -induced immunopathology MaVie16 infection depends on ACE2 and soluble ACE2 inhalation can prevent disease

Adenosine deaminase acting on RNA 1 (ADAR1) suppresses the activation of multiple antiviral immune response pathways. Here, we investigate the role of ADAR1 during infection with the Plasmodium parasite, which causes malaria and is responsible for over almost a half million childhood deaths every year. Reduced activity of ADAR1 during Plasmodium infection is associated with populations protected from clinical malaria. In animal models, Adar+/- mice are protected from P. yoelii parasitemia, via a previously unreported pathway. These mice display elevated Type-I IFN responses and CD8+ T cell activation, but no detrimental immune responses. Our results suggest that a decrease in the levels of ADAR1 occurs during infection and can drive both innate and adaptive immune responses, and this presents a previously unrecognized opportunity for targeting ADAR1 in diverse infectious diseases.

Abstract Sepsis is a life-threatening condition characterized by uncontrolled systemic inflammation and coagulation, leading to multi-organ failure. Therapeutic options to prevent sepsis-associated immunopathology remain scarce. Here, we established a model of long-lasting disease tolerance during severe sepsis, manifested by diminished immunothrombosis and organ damage in spite of a high pathogen burden. We found that, both neutrophils and B cells emerged as key regulators of tissue integrity. Enduring changes in the transcriptional profile of neutrophils, included upregulated Cxcr4 expression in protected, tolerant hosts. Neutrophil Cxcr4 upregulation required the presence of B cells, suggesting that B cells promoted tissue tolerance by suppressing tissue damaging properties of neutrophils. Finally, therapeutic administration of a Cxcr4 agonist successfully promoted tissue tolerance and prevented liver damage during sepsis. Our findings highlight the importance of a critical B-cell/neutrophil interaction during sepsis and establish neutrophil Cxcr4 activation as a potential means to promote disease tolerance during sepsis. Summary We show that a B cell/neutrophil interaction in the bone marrow facilitates tissue tolerance during severe sepsis. By affecting neutrophil Cxcr4 expression, B cells can impact neutrophil effector functions. Finally, therapeutic activation of Cxcr4 successfully promoted tissue tolerance and prevented liver damage during sepsis.