COVID-19 can result in severe lung injury. It remained to be determined why diabetic individuals with uncontrolled glucose levels are more prone to develop the severe form of COVID-19. The molecular mechanism underlying SARS-CoV-2 infection and what determines the onset of the cytokine storm found in severe COVID-19 patients are unknown. Monocytes and macrophages are the most enriched immune cell types in the lungs of COVID-19 patients and appear to have a central role in the pathogenicity of the disease. These cells adapt their metabolism upon infection and become highly glycolytic, which facilitates SARS-CoV-2 replication. The infection triggers mitochondrial ROS production, which induces stabilization of hypoxia-inducible factor-1α (HIF-1α) and consequently promotes glycolysis. HIF-1α-induced changes in monocyte metabolism by SARS-CoV-2 infection directly inhibit T cell response and reduce epithelial cell survival. Targeting HIF-1ɑ may have great therapeutic potential for the development of novel drugs to treat COVID-19.

Severe diarrhoea, a common gastrointestinal manifestation of anticancer treatment with irinotecan, might involve single nucleotide polymorphisms (SNPs) of toll-like receptors (TLRs), described as critical bacterial sensors in the gut. Here, colorectal cancer patients carrying missense TLR4 A896G (rs4986790) or C1,196T (rs4986791) SNPs and Tlr4 knockout (Tlr4-/-) mice were given irinotecan to investigate the severity of the induced diarrhoea.Forty-six patients treated with irinotecan-based regimens had diarrhoea severity analysed according to TLR4 genotypes. In the experimental setting, wild-type (WT) or Tlr4-/- mice were given irinotecan (45 or 75 mg·kg-1 , i.p.) or saline (3 ml·kg-1 ). Diarrhoea severity was evaluated by measuring intestinal injury and inflammatory markers expression after animals were killed.All patients with TLR4 SNPs chemotherapy-treated presented diarrhoea, whereas gastrointestinal toxicity was observed in 50% of the wild homozygous individuals. Mice injected with irinotecan presented systemic bacterial translocation and increased TLR4 immunostaining in the intestine. In line with the clinical findings, Tlr4 gene deficiency enhanced irinotecan-related diarrhoea and TLR9 expression in mice. An increased myeloperoxidase activity and Il-18 expression along with IL-10 decreased production in Tlr4-/- mice also indicated an intensified intestinal damage and inflammatory response.TLR4 deficiency upregulates TLR9 expression and enhances intestinal damage and the severity of late-onset diarrhoea during irinotecan-based treatment. Identifying patients genetically predisposed to chemotherapy-associated diarrhoea is a strategy toward precision medicine.

Abstract The SARS-CoV-2 is the causative agent of the COVID-19 pandemic. The data available about COVID-19 during pregnancy have demonstrated placental infection; however, the intrauterine transmission of SARS-CoV-2 is still debated. Intriguingly, while canonical SARS-CoV-2 cell entry mediators are expressed at low levels in placental cells, the receptors for viruses that cause congenital infections such as the cytomegalovirus and Zika virus are highly expressed in these cells. Here we analyzed the transcriptional profile (microarray and single-cell RNA-Seq) of proteins potentially interacting with coronaviruses to identify non-canonical mediators of SARS-CoV-2 infection and replication in the placenta. We show that, despite low levels of the canonical cell entry mediators ACE2 and TMPRSS2 , cells of the syncytiotrophoblast, villous cytotrophoblast, and extravillous trophoblast co-express high levels of the potential non-canonical cell-entry mediators DPP4 and CTSL . We also found changes in the expression of DAAM1 and PAICS genes during pregnancy, which are translated into proteins also predicted to interact with coronaviruses proteins. These results provide new insight into the interaction between SARS-CoV-2 and host proteins that may act as non-canonical routes for SARS-CoV-2 infection and replication in the placenta cells.

Abstract Adipose tissue has been classified based on its morphology and function as white, brown, or beige / brite. It plays an essential role as a regulator of systemic metabolism through paracrine and endocrine signals. Recently, multiple adipocyte subtypes have been revealed using RNA sequencing technology, going beyond simply defined morphology but by their cellular origin, adaptation to metabolic stress, and plasticity. Here, we performed an in-depth analysis of publicly available single-nuclei RNAseq from adipose tissue and utilized a workflow template to characterize adipocyte plasticity, heterogeneity, and secretome profiles. The reanalyzed dataset led to the identification of different subtypes of adipocytes including three subpopulations of thermogenic adipocytes and provided a characterization of distinct transcriptional profiles along the adipocyte trajectory under thermogenic challenges. This study provides a useful resource for further investigations regarding mechanisms related to adipocyte plasticity and trans-differentiation. Highlights Multidimensional transcriptome analysis at single-nucleus resolution recovers nuclei of cell types in adipose tissue Adaptative thermogenic response results in 3 distinct mature adipose cell types Single-nuclei transcriptomic-based secretome analysis reveals adipose cell-type-specific genes The in vivo trajectory of adipocyte plasticity for thermogenic response reveals sets of trans-differentiation genes Graphic Abstract

COVID-19 is prevalent in the elderly. Old individuals are more likely to develop pneumonia and respiratory failure due to alveolar damage, suggesting that lung senescence may increase the susceptibility to SARS-CoV-2 infection and replication. Considering that human coronavirus (HCoVs; SARS-CoV-2 and SARS-CoV) require host cellular factors for infection and replication, we analyzed Genotype-Tissue Expression (GTEx) data to test whether lung aging is associated with transcriptional changes in human protein-coding genes that potentially interact with these viruses. We found decreased expression of the gene tribbles homolog 3 (TRIB3) during aging in male individuals, and its protein was predicted to interact with HCoVs nucleocapsid protein and RNA-dependent RNA polymerase. Using publicly available lung single-cell data, we found TRIB3 expressed mainly in alveolar epithelial cells that express SARS-CoV-2 receptor ACE2. Functional enrichment analysis of age-related genes, in common with SARS-CoV-induced perturbations, revealed genes associated with the mitotic cell cycle and surfactant metabolism. Given that TRIB3 was previously reported to decrease virus infection and replication, the decreased expression of TRIB3 in aged lungs may help explain why older male patients are related to more severe cases of the COVID-19. Thus, drugs that stimulate TRIB3 expression should be evaluated as a potential therapy for the disease.### Competing Interest Statement

Abstract The risk for severe illness from COVID-19 increases with age as older patients are at the highest risk. Although it is still unclear whether the virus is blood-transmitted, the viral RNA is detected in serum. Identifying how Severe Acute Respiratory Syndrome Coronavirus 2 (SARS-CoV-2) interacts with specific blood components during aging is expected to guide proper therapies. Considering that all human coronavirus require host cellular molecules to promote infection, we investigated the aging whole blood transcriptome from the Genotype-Tissue Expression (GTEx) database to explore differentially expressed genes (DEGs) translated into proteins potentially interacting with viral proteins. From a total of 22 DEGs in aged blood, five genes ( FASLG, CTSW, CTSE, VCAM1 , and BAG3 ) changed expression during aging. These age-related genes are involved in immune response, inflammation, cell component and cell adhesion, and platelet activation/aggregation. Both males and females older than 50 overexpress FASLG compared with younger adults (20-30 years old), possibly inducing a hyper-inflammatory cascade that activates specific immune cells. Furthermore, the expression of cathepsins ( CTSW and CTSE ) and the anti-apoptotic co-chaperone molecule BAG3 was significantly increased throughout aging in both gender. By exploring publicly available Single-Cell RNA-Sequencing (scRNA-Seq) data on peripheral blood of SARS-CoV-2-infected patients, we found FASLG and CTSW expressed mainly in natural killer (NK) cells and CD8+ (cytotoxic) T lymphocytes whereas BAG3 was expressed in CD4+ T cells, naive T cells, and CD14+ monocytes. The increased expression of FASLG in blood during aging may explain why older patients are more prone to severe acute viral infection complications. These results indicate FASLG as a prognostic candidate and potential therapeutic target for more aggressive clinical manifestation of COVID-19.

MicroRNAs are small regulatory molecules that control gene expression. An emerging property of muscle miRNAs is the cooperative regulation of transcriptional and epitranscriptional events controlling muscle phenotype. miR-155 has been related to muscular dystrophy and muscle cell atrophy. However, the function of miR-155 and its molecular targets in muscular dystrophies remain poorly understood. Through in silico and in vitro approaches we identify distinct transcriptional profile of muscle cell atrophy induced by miR-155-5p. The atrophic myotubes changed the expression of 359 genes (166 up-regulated and 193 down-regulated). We reanalyzed muscle transcriptomic data from dystrophin-deficient patients and detected overlap with gene expression patterns in miR-155-treated myotubes. Our analysis indicated that miR-155 regulates a set of transcripts, including Aldh1l, Nek2, Bub1b, Ramp3, Slc16a4, Plce1, Dync1i1, and Nr1h3. Enrichment analysis demonstrates 20 targets involved in metabolism, cell cycle regulation, muscle cell maintenance, and immune system. Moreover, digital cytometry confirmed a significant increase in M2 macrophages, indicating miR-155 effects on immune response in dystrophic muscles. We highlight a critical miR-155 associated with disease-related pathways in skeletal muscle disorders.

Abstract To gain insight on the impact of preventive exercise during pulmonary arterial hypertension (PAH), we evaluated the gene expression of myosins and gene-encoding proteins associated with the extracellular matrix remodeling of right hypertrophied ventricles. We used 32 male Wistar rats, separated in four groups: Sedentary Control (S; n=8); Control with Training (T; n=8); Sedentary with Pulmonary Arterial Hypertension (SPAH; n=8); and Pulmonary Arterial Hypertension with Training (TPAH; n=8). The rats trained for thirteen weeks on a treadmill. They had two weeks of adaptation training. The PAH was induced by application of monocrotaline 60 mg/kg. Consequential right ventricular dysfunction was observed after the 10th week of training. Rats in the control group received saline application. At the end of the 13th week, echocardiography analysis confirmed cardiac dysfunction. Collagen content and organization was assessed through picrosirius red staining and fractal dimension (FD) analysis, respectively. Transcript abundance was estimated through reverse transcription-quantitative PCR (RT-qPCR). Cardiac dysfunction was confirmed by the reduction in maximum pulmonary artery velocity and pulmonary artery acceleration time. Through histomorphometric assessment, we found no differences in the interstitial collagen FD between groups. Regarding gene expression, myh7 gene expression was upregulated in the TPAH group. However, this did not occur with the S group. PAH also increased the mRNA abundance of col1a1 in the SPAH and TPAH groups. Moreover, the TPAH group showed a higher abundance of this gene when compared to the S group. With these findings, we concluded that preventive exercise had a positive impact on compensated hypertrophy during pulmonary hypertension. This can be explained in part by the modulation of the extracellular matrix and myosin gene expression in trained rats.