Abstract With the help of novel processing workflows and algorithms, we have obtained a better understanding of the flexibility and conformational dynamics of the SARS-CoV-2 spike in the prefusion state. We have re-analyzed previous cryo-EM data combining 3D clustering approaches with ways to explore a continuous flexibility space based on 3D Principal Component Analysis. These advanced analyses revealed a concerted motion involving the receptor-binding domain (RBD), N-terminal domain (NTD), and subdomain 1 and 2 (SD1 & SD2) around the previously characterized 1-RBD-up state, which have been modeled as elastic deformations. We show that in this dataset there are not well-defined, stable, spike conformations, but virtually a continuum of states moving in a concerted fashion. We obtained an improved resolution ensemble map with minimum bias, from which we model by flexible fitting the extremes of the change along the direction of maximal variance. Moreover, a high-resolution structure of a recently described biochemically stabilized form of the spike is shown to greatly reduce the dynamics observed for the wild-type spike. Our results provide new detailed avenues to potentially restrain the spike dynamics for structure-based drug and vaccine design and at the same time give a warning of the potential image processing classification instability of these complicated datasets, having a direct impact on the interpretability of the results.

Several methods of describing patterns of carpal kinematics from radiographs have emerged due to their potential use in developing personalized treatments for wrist pathologies. Such radiography-derived metrics have been used to infer associations between patterns of scaphoid kinematics and other clinically relevant factors such as sex, but the simultaneous effects of sex and wrist position on scaphoid kinematic metrics has yet to be considered. We sought to investigate the relationship between wrist position in the coronal plane and radiographic measurements of the scaphoid for each sex independently, then identify sex-specific differences in scaphoid measurements and calculated metrics. We retrospectively identified 38 subjects with posteroanterior radial and ulnar deviation radiographs. Radiographic scaphoid measurements were collected and used to calculate five scaphoid kinematic metrics per participant. We used Pearson correlation coefficients to explore the relationships between the degrees of wrist deviation in the coronal plane and radiographic scaphoid measurements for men and women independently. We used the non-parametric Wilcoxon signed-rank test to compare values between sexes. The correlations between degrees of coronal wrist deviation and radiographic measurements of scaphoid inclination were significant only for men. Men also had significantly greater values for all radiographic scaphoid measurements. Our study demonstrated sex-specific differences in the relationship between the degrees of radial and ulnar wrist deviation and scaphoid positioning. These results show the importance of stratifying by sex in studies of carpal kinematics, such as scaphoid kinematics, and that investigation of strategies to restore normal carpal function should incorporate sex as a biological variable.

Carpal instability is defined as a condition where wrist motion or loading creates mechanical dysfunction, resulting in weakness, pain and decreased function. Often the diagnosis is made late when malalignment is visualized on static radiography, CT, or MRI. When conventional imaging methods do not identify the instability patterns, yet clinical signs associated with instability exist, the diagnosis of dynamic instability is often suggested to describe carpal derangement manifested only during the wrist's active motion or stress. We addressed the question: can advanced MRI techniques provide quantitative measures for evaluating dynamic carpal instability and supplement standard static MRI acquisition? Our objectives were to [1] develop a real-time, three-dimensional MRI method to image the carpal joints during their active, uninterrupted motion; and [2] demonstrate feasibility of the method for assessing metrics relevant to dynamic carpal instability, thus overcoming limitations of conventional MRI. Twenty wrists (bilateral wrists of ten healthy participants) were scanned during radial-ulnar deviation and clenched-fist maneuvers. Images resulting from two real-time MRI pulse sequences, four sparse data acquisition schemes, and three constrained image reconstruction priors were compared. Image quality was assessed via blinded scoring by two radiologists and quantitative imaging metrics. Data acquisition employing sparse radial sampling with a gradient-recalled-echo acquisition and constrained iterative reconstruction (temporal resolution up to 135 ms per slice) appeared to provide a reasonable tradeoff between imaging speed and quality. This real-time MRI method effectively reduced streaking artifacts arising from data undersampling and enabled the derivation of quantitative measures pertinent to evaluating dynamic carpal instability.

The aim of this study was to determine the association of measures of skeletal muscle determined from 18F-FDG PET/CT with health outcomes in patients with soft-tissue sarcoma. 14 patients (8 women and 6 men; mean age 66.5 years) with sarcoma had PET/CT examinations. On CTs of the abdomen and pelvis, skeletal muscle was segmented, and cross-sectional muscle area, muscle volume, and muscle attenuation were determined. Within the segmented muscle, intramuscular fat area, volume, and density were derived. On PET images the standardized uptake value (SUV) of muscle was determined. Regression analyses were conducted to determine the association between the imaging measures and health outcomes including overall survival (OS), local recurrence-free survival (LRFS), distant cancer recurrence (DCR), and major surgical complications (MSC). The association between imaging metrics and pre-therapy levels of serum C-reactive protein (CRP), creatinine, hemoglobin, and albumin was determined. Decreased volumetric muscle CT attenuation was associated with increased DCR. Increased PET SUV of muscle was associated with decreased OS and LRFS. Lower muscle SUV was associated with lower serum hemoglobin and albumin. Muscle measurements obtained on routine 18F-FDG PET/CT is associated with outcomes and serum hemoglobin and albumin in patients with sarcoma.