Clinical manifestations of COVID-19 caused by the new coronavirus SARS-CoV-2 are associated with age1,2. Adults develop respiratory symptoms, which can progress to acute respiratory distress syndrome (ARDS) in the most severe form, while children are largely spared from respiratory illness but can develop a life-threatening multisystem inflammatory syndrome (MIS-C)3-5. Here, we show distinct antibody responses in children and adults after SARS-CoV-2 infection. Adult COVID-19 cohorts had anti-spike (S) IgG, IgM and IgA antibodies, as well as anti-nucleocapsid (N) IgG antibody, while children with and without MIS-C had reduced breadth of anti-SARS-CoV-2-specific antibodies, predominantly generating IgG antibodies specific for the S protein but not the N protein. Moreover, children with and without MIS-C had reduced neutralizing activity as compared to both adult COVID-19 cohorts, indicating a reduced protective serological response. These results suggest a distinct infection course and immune response in children independent of whether they develop MIS-C, with implications for developing age-targeted strategies for testing and protecting the population.

Human tissue-resident memory T cells persist long term in transplanted lungs and develop from infiltrating recipient T cells.

Adaptive immune responses to SARS-CoV-2 infection have been extensively characterized in blood; however, most functions of protective immunity must be accomplished in tissues. Here, we report from examination of SARS-CoV-2 seropositive organ donors (ages 10 to 74) that CD4+ T, CD8+ T, and B cell memory generated in response to infection is present in the bone marrow, spleen, lung, and multiple lymph nodes (LNs) for up to 6 months after infection. Lungs and lung-associated LNs were the most prevalent sites for SARS-CoV-2–specific memory T and B cells with significant correlations between circulating and tissue-resident memory T and B cells in all sites. We further identified SARS-CoV-2–specific germinal centers in the lung-associated LNs up to 6 months after infection. SARS-CoV-2–specific follicular helper T cells were also abundant in lung-associated LNs and lungs. Together, the results indicate local tissue coordination of cellular and humoral immune memory against SARS-CoV-2 for site-specific protection against future infectious challenges.

During ontogeny, γδ T cells emerge from the thymus and directly seed peripheral tissues for in situ immunity. However, their functional role in humans has largely been defined from blood. Here, we analyzed the phenotype, transcriptome, function, and repertoire of human γδ T cells in blood and mucosal and lymphoid tissues from 176 donors across the life span, revealing distinct profiles in children compared with adults. In early life, clonally diverse Vδ1 subsets predominate across blood and tissues, comprising naïve and differentiated effector and tissue repair functions, whereas cytolytic Vδ2 subsets populate blood, spleen, and lungs. With age, Vδ1 and Vδ2 subsets exhibit clonal expansions and elevated cytolytic signatures, which are disseminated across sites. In adults, Vδ2 cells predominate in blood, whereas Vδ1 cells are enriched across tissues and express residency profiles. Thus, antigenic exposures over childhood drive the functional evolution and tissue compartmentalization of γδ T cells, leading to age-dependent roles in immunity.

The establishment of memory T cell responses is critical to protection against pathogens and is influenced by the conditions under which memory formation occurs. Iron is an essential micronutrient for multiple immunologic processes and nutritional deficiency is a common problem worldwide. Despite its prevalence, the impact of nutritional iron deficiency on the establishment of memory T cell responses is not fully understood. In this study we investigate the impact of nutritional iron deficiency on the generation, phenotype, and function of memory T cell responses using a murine model of dietary iron modulation in the context of influenza infection. Iron deficient mice have decreased systemic iron levels and develop significant anemia. Increased T cell expression of the transferrin receptor (CD71) is seen in iron deficient mice at baseline. During primary influenza infection, iron deficient mice experience increased weight loss and phenotypic evidence of impairments in T cell activation. Following recovery from infection, iron deficient mice generate increased influenza specific memory T cells which exhibit impaired ability to produce IFNγ, most notably within the lung. Importantly, the ability to produce IFNγ and TNFα is not recovered by co-culture with iron replete dendritic cells, suggesting a T cell intrinsic alteration in functional memory formation. Altogether, these results isolate a critical effect of nutritional iron deficiency on T cell memory development and function.

Natural killer (NK) cells are innate immune cells that reside within tissue and circulate in peripheral blood. As such, they interact with a variety of complex microenvironments, yet how NK cells engage with these varied microenvironments is not well documented. The integrin adhesome represents a molecular network of defined and predicted integrin-mediated signaling interactions. Here, we define the integrin adhesome expression profile of NK cells from tonsil, peripheral blood and those derived from hematopoietic precursors through stromal cell coculture systems. We report that the site of cell isolation and NK cell developmental stage dictate differences in expression of adhesome associated genes and proteins. Furthermore, we define differences in cortical actin content associated with differential expression of actin regulating proteins, suggesting that differences in adhesome expression are associated with differences in cortical actin homeostasis. Together, these data provide new understanding into the diversity of human NK cell populations and how they engage with their microenvironment.