Abstract There is an urgent need to elucidate the molecular mechanisms underlying the transmissibility and pathogenesis of SARS-CoV-2. ACE2 is a host ectopeptidase with well-described anti-inflammatory and tissue protective functions and the receptor for the virus. Understanding SARS-CoV-2-ACE2 interaction and the expression of antiviral host genes in early infection phase is crucial for fighting the pandemic. We tested the significance of soluble ACE2 enzymatic activity longitudinally in positive nasopharyngeal swabs at two time points after symptom consultation, along with gene expression profiles of ACE2 , its proteases, ADAM17 and TMPRRS2 , and interferon-stimulated genes (ISGs), DDX58 , CXCL10 and IL-6 . Soluble ACE2 activity decreased during infection course, in parallel to ACE2 gene expression. On the contrary, SARS-CoV-2 infection induced expression of the ISG genes in positive SARS-CoV-2 samples at baseline compared to negative control subjects, although this increase wanes with time. These changes positively correlated with viral load. Our results demonstrate the existence of mechanisms by which SARS-CoV-2 suppress ACE2 expression and function casting doubt on the IFN-induced upregulation of the receptor. Moreover, we show that initial intracellular viral sensing and subsequent ISG induction is also rapidly downregulated. Overall, our results offer new insights into ACE2 dynamics and inflammatory response in the human upper respiratory tract that may contribute to understand the early antiviral host response to SARS-CoV-2 infection.

Extracellular vesicles (EVs) released by virus-infected cells have the potential to encapsulate viral peptides, a characteristic that could facilitate vaccine development. Furthermore, plasma-derived EVs may elucidate pathological changes occurring in distal tissues during viral infections. We hypothesized that molecular characterization of EVs isolated from COVID-19 patients would reveal peptides suitable for vaccine development. Blood samples were collected from three cohorts: severe COVID-19 patients (G1), mild/asymptomatic cases (G2), and SARS-CoV-2-negative healthcare workers (G3). Samples were obtained at two time points: during the initial phase of the pandemic in early 2020 (m0) and eight months later (m8). Clinical data analysis revealed elevated inflammatory markers in G1. Notably, non-vaccinated individuals in G1 exhibited increased levels of neutralizing antibodies at m8, suggesting prolonged exposure to viral antigens. Proteomic profiling of EVs was performed using three distinct methods: immunocapture (targeting CD9), ganglioside-capture (utilizing Siglec-1) and size-exclusion chromatography (SEC). Contrary to our hypothesis, this analysis failed to identify viral peptides. These findings were subsequently validated through Western blot analysis targeting the RBD of the SARS-CoV-2 Spike protein’s and comparative studies using samples from experimentally infected Syrian hamsters. Furthermore, analysis of the EV cargo revealed a diverse molecular profile, including components involved in the regulation of viral replication, systemic inflammation, antigen presentation, and stress responses. These findings underscore the potential significance of EVs in the pathogenesis and progression of COVID-19.