Abstract SARS-CoV-2 primarily infects the respiratory tract, but pulmonary and cardiac complications occur in severe COVID-19. To elucidate molecular mechanisms in the lung and heart, we conducted paired experiments in human stem cell-derived lung alveolar type II (AT2) epithelial cell and cardiac cultures infected with SARS-CoV-2. With CRISPR- Cas9 mediated knock-out of ACE2, we demonstrated that angiotensin converting enzyme 2 (ACE2) was essential for SARS-CoV-2 infection of both cell types but further processing in lung cells required TMPRSS2 while cardiac cells required the endosomal pathway. Host responses were significantly different; transcriptome profiling and phosphoproteomics responses depended strongly on the cell type. We identified several antiviral compounds with distinct antiviral and toxicity profiles in lung AT2 and cardiac cells, highlighting the importance of using several relevant cell types for evaluation of antiviral drugs. Our data provide new insights into rational drug combinations for effective treatment of a virus that affects multiple organ systems. One-sentence summary Rational treatment strategies for SARS-CoV-2 derived from human PSC models

SUMMARY Pathogenic variants in alpha kinase 3 ( ALPK3 ) cause cardiomyopathy and musculoskeletal disease. How ALPK3 mutations result in disease remains unclear because little is known about this atypical kinase. Using a suite of engineered human pluripotent stem cells (hPSCs) we show that ALPK3 localizes to the M-Band of the sarcomere. ALPK3 deficiency disrupted sarcomeric organization and calcium kinetics in hPSC-derived cardiomyocytes and reduced force generation in cardiac organoids. Phosphoproteomic profiling identified ALPK3-dependant phospho-peptides that were enriched for sarcomeric components of the M-band and the ubiquitin-binding protein SQSTM1. Analysis of the ALPK3 interactome confirmed binding to M-band proteins including SQSTM1. Importantly, in hPSC-derived cardiomyocytes modeling ALPK3 deficiency and cardiomyopathic ALPK3 mutations, sarcomeric organization and M-band localization ofSQSTM1 were abnormal. These data suggest ALPK3 has an integral role in maintaining sarcomere integrity and proteostasis in striated muscle. We propose this mechanism may underly disease pathogenesis in patients with ALPK3 variants.