Neither the disease mechanism nor treatments for COVID-19 are currently known. Here, we present a novel molecular mechanism for COVID-19 that provides therapeutic intervention points that can be addressed with existing FDA-approved pharmaceuticals. The entry point for the virus is ACE2, which is a component of the counteracting hypotensive axis of RAS. Bradykinin is a potent part of the vasopressor system that induces hypotension and vasodilation and is degraded by ACE and enhanced by the angiotensin1-9 produced by ACE2. Here, we perform a new analysis on gene expression data from cells in bronchoalveolar lavage fluid (BALF) from COVID-19 patients that were used to sequence the virus. Comparison with BALF from controls identifies a critical imbalance in RAS represented by decreased expression of ACE in combination with increases in ACE2, renin, angiotensin, key RAS receptors, kinogen and many kallikrein enzymes that activate it, and both bradykinin receptors. This very atypical pattern of the RAS is predicted to elevate bradykinin levels in multiple tissues and systems that will likely cause increases in vascular dilation, vascular permeability and hypotension. These bradykinin-driven outcomes explain many of the symptoms being observed in COVID-19.In late 2019, a new virus named SARS-CoV-2, which causes a disease in humans called COVID-19, emerged in China and quickly spread around the world. Many individuals infected with the virus develop only mild, symptoms including a cough, high temperature and loss of sense of smell; while others may develop no symptoms at all. However, some individuals develop much more severe, life-threatening symptoms affecting the lungs and other parts of the body including the heart and brain. SARS-CoV-2 uses a human enzyme called ACE2 like a ‘Trojan Horse’ to sneak into the cells of its host. ACE2 lowers blood pressure in the human body and works against another enzyme known as ACE (which has the opposite effect). Therefore, the body has to balance the levels of ACE and ACE2 to maintain a normal blood pressure. It remains unclear whether SARS-CoV-2 affects how ACE2 and ACE work. When COVID-19 first emerged, a team of researchers in China studied fluid and cells collected from the lungs of patients to help them identify the SARS-CoV-2 virus. Here, Garvin et al. analyzed the data collected in the previous work to investigate whether changes in how the body regulates blood pressure may contribute to the life-threatening symptoms of COVID-19. The analyses found that SARS-CoV-2 caused the levels of ACE in the lung cells to decrease, while the levels of ACE2 increased. This in turn increased the levels of a molecule known as bradykinin in the cells (referred to as a ‘Bradykinin Storm’). . Previous studies have shown that bradykinin induces pain and causes blood vessels to expand and become leaky which will lead to swelling and inflammation of the surrounding tissue. In addition, the analyses found that production of a substance called hyaluronic acid was increased and the enzymes that could degrade it greatly decreased. Hyaluronic acid can absorb more than 1,000 times its own weight in water to form a hydrogel. The Bradykinin-Storm-induced leakage of fluid into the lungs combined with the excess hyaluronic acid would likely result in a Jello-like substance that is preventing oxygen uptake and carbon dioxide release in the lungs of severely affected COVID-19 patients. Therefore, the findings of Garvin et al. suggest that the Bradykinin Storm may be responsible for the more severe symptoms of COVID-19. Further experiments identified several existing medicinal drugs that have the potential to be re-purposed to treat the Bradykinin Storm. A possible next step would be to carry out clinical trials to assess how effective these drugs are in treating patients with COVID-19. In addition, understanding how SARS-Cov-2 affects the body will help researchers and clinicians identify individuals who are most at risk of developing life-threatening symptoms.

Abstract The Eukaryotic Pathogen, Vector and Host Informatics Resource (VEuPathDB, https://veupathdb.org) represents the 2019 merger of VectorBase with the EuPathDB projects. As a Bioinformatics Resource Center funded by the National Institutes of Health, with additional support from the Welllcome Trust, VEuPathDB supports >500 organisms comprising invertebrate vectors, eukaryotic pathogens (protists and fungi) and relevant free-living or non-pathogenic species or hosts. Designed to empower researchers with access to Omics data and bioinformatic analyses, VEuPathDB projects integrate >1700 pre-analysed datasets (and associated metadata) with advanced search capabilities, visualizations, and analysis tools in a graphic interface. Diverse data types are analysed with standardized workflows including an in-house OrthoMCL algorithm for predicting orthology. Comparisons are easily made across datasets, data types and organisms in this unique data mining platform. A new site-wide search facilitates access for both experienced and novice users. Upgraded infrastructure and workflows support numerous updates to the web interface, tools, searches and strategies, and Galaxy workspace where users can privately analyse their own data. Forthcoming upgrades include cloud-ready application architecture, expanded support for the Galaxy workspace, tools for interrogating host-pathogen interactions, and improved interactions with affiliated databases (ClinEpiDB, MicrobiomeDB) and other scientific resources, and increased interoperability with the Bacterial & Viral BRC.

Abstract Using a Systems Biology approach, we integrated genomic, transcriptomic, proteomic, and molecular structure information to provide a holistic understanding of the COVID-19 pandemic. The expression data analysis of the Renin Angiotensin System indicates mild nasal, oral or throat infections are likely and that the gastrointestinal tissues are a common primary target of SARS-CoV-2. Extreme symptoms in the lower respiratory system likely result from a secondary-infection possibly by a comorbidity-driven upregulation of ACE2 in the lung. The remarkable differences in expression of other RAS elements, the elimination of macrophages and the activation of cytokines in COVID-19 bronchoalveolar samples suggest that a functional immune deficiency is a critical outcome of COVID-19. We posit that using a non-respiratory system as a major pathway of infection is likely determining the unprecedented global spread of this coronavirus. One Sentence Summary A Systems Approach Indicates Non-respiratory Pathways of Infection as Key for the COVID-19 Pandemic

In addition to its essential role in viral polyprotein processing, the SARS-CoV-2 3C-like (3CLpro) protease can cleave human immune signaling proteins, like NF-κB Essential Modulator (NEMO) and deregulate the host immune response. Here, in vitro assays show that SARS-CoV-2 3CLpro cleaves NEMO with fine-tuned efficiency. Analysis of the 2.14 Å resolution crystal structure of 3CLpro C145S bound to NEMO 226-235 reveals subsites that tolerate a range of viral and host substrates through main chain hydrogen bonds while also enforcing specificity using side chain hydrogen bonds and hydrophobic contacts. Machine learning- and physics-based computational methods predict that variation in key binding residues of 3CLpro- NEMO helps explain the high fitness of SARS-CoV-2 in humans. We posit that cleavage of NEMO is an important piece of information to be accounted for in the pathology of COVID-19.

In this study, we investigated the interplay between the spermosphere inoculum, host plant physiology, and endophytic compartment (EC) microbial community. Using 16S ribosomal RNA gene sequencing of root, stem, and leaf endophytic compartment communities, we established a baseline microbiome for Nicotiana sp. Phenotypic differences were observed due to the addition of some bacterial inoculants, correlated with endogenous auxin loads using transgenic plants expressing the auxin reporter pB-GFP::P87. When applied as spermosphere inoculants, select bacteria were found to create reproducible variation within the root EC microbiome and, more systematically, the host plant physiology. Our findings support the assertion that the spermosphere of plants is a zone that can influence the EC microbiome when applied in a greenhouse setting.

The COVID-19 pandemic influenced the way individuals conducted their lives, with consequences relating to mental health deterioration. Whilst researchers explored this outcome in the general population and athletic populations, less focus was on athletes with disabilities. The aim of this study was to investigate how the pandemic influenced the mental health of elite para-athletes in the United Kingdom. Nine elite-level athletes with disabilities participated in semi-structured interviews. Three broad themes were interpreted from the data using reflexive thematic analysis, two themes reflected the negative impact of COVID-19 on mental health and one theme reflected positive outcomes of the pandemic. Athletes explained that losing face-to-face interactions and delays in major sporting events were significant factors in their mental health decline. This population group reported different challenges to able-bodied communities. Differences included increased susceptibility to contract the virus, difficulties in communication where face masks and online interactions became necessary and perceptions of vulnerability relating to shielding protocols. Finally, positive outcomes related to the additional time to recover, to prepare for major events and time to reassess their values. Exploring experiences of a pandemic on this population group warrants further exploration to enhance the effectiveness of mental health support services in para-sporting organisations.