Severe COVID-19 patients develop acute respiratory distress syndrome that may progress to cytokine storm syndrome, organ dysfunction, and death. Considering that neutrophil extracellular traps (NETs) have been described as important mediators of tissue damage in inflammatory diseases, we investigated whether NETs would be involved in COVID-19 pathophysiology. A cohort of 32 hospitalized patients with a confirmed diagnosis of COVID-19 and healthy controls were enrolled. The concentration of NETs was augmented in plasma, tracheal aspirate, and lung autopsies tissues from COVID-19 patients, and their neutrophils released higher levels of NETs. Notably, we found that viable SARS-CoV-2 can directly induce the release of NETs by healthy neutrophils. Mechanistically, NETs triggered by SARS-CoV-2 depend on angiotensin-converting enzyme 2, serine protease, virus replication, and PAD-4. Finally, NETs released by SARS-CoV-2–activated neutrophils promote lung epithelial cell death in vitro. These results unravel a possible detrimental role of NETs in the pathophysiology of COVID-19. Therefore, the inhibition of NETs represents a potential therapeutic target for COVID-19.

The hyperalgesic activities in rats of interleukin‐1β (IL‐1β), IL‐6, IL‐8, tumour necrosis factor α (TNFα) and carrageenin were investigated. IL‐6 activated the previously delineated IL‐1/prostaglandin hyperalgesic pathway but not the IL‐8/sympathetic mediated hyperalgesic pathway. TNFα and carrageenin activated both pathways. Antiserum neutralizing endogenous TNFα abolished the response to carrageenin whereas antisera neutralizing endogenous IL‐1β, IL‐6 and IL‐8 each partially inhibited the response. The combination of antisera neutralizing endogenous IL‐1β + IL‐8 or IL‐6 + IL‐8 abolished the response to carrageenin. These results show that TNFα has an early and crucial role in the development of inflammatory hyperaglesia. The delineation of the roles of TNFα, IL‐1β, IL‐6 and IL‐8 in the development of inflammatory hyperalgesia taken together with the finding that the production of these cytokines is inhibited by steroidal anti‐inflammatory drugs provides a mechanism of action for these drugs in the treatment of inflammatory hyperalgesia.

Severe cases of COVID-19 are characterized by a strong inflammatory process that may ultimately lead to organ failure and patient death. The NLRP3 inflammasome is a molecular platform that promotes inflammation via cleavage and activation of key inflammatory molecules including active caspase-1 (Casp1p20), IL-1β, and IL-18. Although participation of the inflammasome in COVID-19 has been highly speculated, the inflammasome activation and participation in the outcome of the disease are unknown. Here we demonstrate that the NLRP3 inflammasome is activated in response to SARS-CoV-2 infection and is active in COVID-19 patients. Studying moderate and severe COVID-19 patients, we found active NLRP3 inflammasome in PBMCs and tissues of postmortem patients upon autopsy. Inflammasome-derived products such as Casp1p20 and IL-18 in the sera correlated with the markers of COVID-19 severity, including IL-6 and LDH. Moreover, higher levels of IL-18 and Casp1p20 are associated with disease severity and poor clinical outcome. Our results suggest that inflammasomes participate in the pathophysiology of the disease, indicating that these platforms might be a marker of disease severity and a potential therapeutic target for COVID-19.

Intraperitoneal administration of zymosan and acetic acid induced a dose-dependent nociceptive writhing response in mice. Lavage of the peritoneal cavities with saline reduced the number of total resident peritoneal cells and caused a proportional decrease in the nociceptive responses induced by these stimuli. Furthermore, the specific reduction of the peritoneal mast cell population by intraperitoneal administration of compound 48/80 also reduced the nociceptive responses induced by zymosan and acetic acid. In contrast, enhancement of the peritoneal macrophage population by pretreatment of the cavities with thioglycollate caused an increase in the number of writhes induced by both stimuli. These data suggest that the nociceptive responses induced by zymosan and acetic acid are dependent upon the peritoneal resident macrophages and mast cells. These cells modulate the nociceptive response induced by zymosan and acetic acid via release of tumour necrosis factor α (TNF-α), interleukin 1β and interleukin 8. This suggestion is supported by the following observations: (a) pretreatment of the peritoneal cavities with antisera against these cytokines reduced the nociceptive responses induced by these stimuli; (b) peritoneal cells harvested from cavities injected with zymosan or acetic acid released both interleukin 1β and TNF-α; (c) although individual injection of TNF-α, interleukin 1β or interleukin 8 did not induce the nociceptive effect, intraperitoneal injection of a mixture of these three recombinant cytokines caused a significant nociceptive writhing response. In conclusion, our results suggest that the nociceptive activity of zymosan and acetic acid in the writhing model is due to the release of TNF-α, interleukin 1β and interleukin 8 by resident peritoneal macrophages and mast cells.

The hypernociceptive effects of cytokines [TNF-alpha, keratinocyte-derived chemokine (KC), and IL-1beta] and their participation in carrageenan (Cg)-induced inflammatory hypernociception in mice were investigated. Nociceptor sensitization (hypernociception) was quantified with an electronic version of the von Frey filament test in WT and TNF receptor type 1 knockout mice (TNF-R1-/-). TNF-alpha-induced hypernociception was abolished in TNF-R1-/- mice, partially inhibited by pretreatment with IL-1 receptor antagonist (IL-1ra) or indomethacin and unaffected by Ab against KC (AbKC) or guanethidine. IL-1ra and indomethacin pretreatment strongly inhibited the hypernociception induced by IL-1beta, which was not altered by AbKC or guanethidine or by knocking out TNF-R1. KC-induced hypernociception was abolished by AbKC, inhibited by pretreatment with indomethacin plus guanethidine, and partially inhibited by IL-1ra, indomethacin, or guanethidine. In contrast, KC-induced hypernociception was not altered by knocking out TNF-R1. Cg-induced hypernociception was abolished by administration of indomethacin plus guanethidine, diminished in TNF-R1-/- mice, and partially inhibited in WT mice pretreated with AbKC, IL-1ra, indomethacin, or guanethidine. TNF-alpha, KC, and IL-1beta concentrations were elevated in the skin of Cg-injected paws. The TNF-alpha and KC concentrations rose concomitantly and peaked before that of IL-1beta. In mice, the cytokine cascade begins with the release of TNF-alpha (acting on TNF-R1 receptor) and KC, which stimulate the release of IL-1beta. As in rats, the final mediators of this cascade were prostaglandins released by IL-1beta and sympathetic amines released by KC. These results extend to mice the concept that the release of primary mediators responsible for hypernociception is preceded by a cascade of cytokines.

The aim of the present investigation was to describe and validate an electronic mechanical test for quantification of the intensity of inflammatory nociception in mice. The electronic pressure-meter test consists of inducing the animal hindpaw flexion reflex by poking the plantar region with a polypropylene pipette tip adapted to a hand-held force transducer. This method was compared to the classical von Frey filaments test in which pressure intensity is automatically recorded after the nociceptive hindpaw flexion reflex. The electronic pressure-meter and the von Frey filaments were used to detect time versus treatment interactions of carrageenin-induced hypernociception. In two separate experiments, the electronic pressure-meter was more sensitive than the von Frey filaments for the detection of the increase in nociception (hypernociception) induced by small doses of carrageenin (30 µg). The electronic pressure-meter detected the antinociceptive effect of non-steroidal drugs in a dose-dependent manner. Indomethacin administered intraperitoneally (1.8-15 mg/kg) or intraplantarly (30-300 µg/paw) prevented the hypersensitive effect of carrageenin (100 µg/paw). The electronic pressure-meter also detected the hypernociceptive effect of prostaglandin E2 (PGE2; 10-100 ng) in a dose-dependent manner. The hypernociceptive effect of PGE2 (100 ng) was blocked by dipyrone (160 and 320 µg/paw) but not by intraplantar administration of indomethacin (300 µg/paw). The present results validate the use of the electronic pressure-meter as more sensitive than the von Frey filaments in mice. Furthermore, it is an objective and quantitative nociceptive test for the evaluation of the peripheral antinociceptive effect of anti-inflammatory analgesic drugs, which inhibit prostaglandin synthesis (indomethacin) or directly block the ongoing hypernociception (dipyrone).

This study was carried out to determine the role of reactive nitrogen intermediates in Trypanosoma cruzi infection. In vitro, splenocytes obtained during the acute phase of infection produced elevated amounts of nitric oxide (NO) that were correlated with the resistance or susceptibility of the animals. In vivo, the levels of NO2- plus NO3- in plasma during the later phase of infection were higher in C57BL/6 mice than in BALBL/c mice. The treatment of infected C57BL/6 mice with inhibitors of NO synthase increased parasitemia and mortality. Finally, we found that the NO donor drug S-nitroso-acetyl-penicillamine is able to kill trypomastigotes in vitro in the absence of any other cells, suggesting a direct NO-mediated killing of T. cruzi.

1 A murine macrophage cell line, J774, expressed nitric oxide (NO) synthase activity in response to interferon-gamma (IFN-γ, 10 u ml−1) plus lipopolysaccharide (LPS, 10 ng ml−1). The enzyme activity was first detectable 6 h after incubation, peaked at 12 h and became undetectable after 48 h. 2 The decline in the NO synthase activity was not due to inhibition by stable substances secreted by the cells into the culture supernatant. 3 The decline in the NO synthase activity was significantly slowed down in cells cultured in a low l-arginine medium or with added haemoglobin, suggesting that NO may be involved in a feedback inhibitory mechanism. 4 The addition of NO generators, S-nitroso-acetyl-penicillamine (SNAP) or S-nitroso-glutathione (GSNO) markedly inhibited the NO synthase activity in a dose-dependent manner. The effect of NO on the enzyme was not due to the inhibition of de novo protein synthesis. 5 SNAP directly inhibited the inducible NO synthase extracted from activated J774 cells, as well as the constitutive NO synthase extracted from the rat brain. 6 The enzyme activity of J774 cells was not restored after the removal of SNAP by gel filtration, suggesting that NO inhibits NO synthase irreversibly.

A murine macrophage cell line, J774, expresses high levels of the enzyme nitric oxide synthase (NOS) and produces large amounts of nitric oxide (NO) when activated with recombinant interferon (IFN)-γ and a low concentration of LPS (10ng/ml). Both the expression of NOS and the production of NO were inhibited by recombinant IL-10 in a dose-dependent manner. The inhibition was effective only when the cells were pretreated with IL-10; addition of IL-10 at the same time or after IFN-γ activation was without effect. These results demonstrate that IL-10, a product of Th2 (helper T lymphocyte 2) cells, can antagonise the function of IFN-γ, a product of Thl cells, by modulating the mechanism of synthesis of nitric oxide in the macrophages.