Abstract Background Coagulopathy and inflammation are hallmarks of Coronavirus disease 2019 (COVID-19) and are associated with increased mortality. Clinical and experimental data have revealed a role for neutrophil extracellular traps (NETs) in COVID-19 disease. The mechanisms that drive thrombo-inflammation in COVID-19 are poorly understood. Methods We performed proteomic analysis and immunostaining of postmortem lung tissues from COVID-19 patients and patients with other lung pathologies. We further compared coagulation factor XII (FXII) and DNase activities in plasma samples from COVID-19 patients and healthy control donors and determined NET-induced Factor XIII (FXII) activation using a chromogenic substrate assay. Findings FXII expression and activity were increased in the lung parenchyma, within the pulmonary vasculature and in fibrin-rich alveolar spaces of postmortem lung tissues from COVID-19 patients. In agreement with this, plasma FXII activation (FXIIa) was increased in samples from COVID-19 patients. Furthermore, FXIIa colocalized with NETs in COVID-19 lung tissue indicating that NETs accumulation leads to FXII contact activation in COVID-19. We further showed that an accumulation of NETs is partially due to impaired NET clearance by extracellular DNases as DNase substitution improved NET dissolution and reduced FXII activation in vitro . Interpretation Collectively, our study supports that the NETs/FXII axis contributes to the pathogenic chain of procoagulant and proinflammatory responses in COVID-19. Targeting both, NETs and FXIIa, could provide a strategy to mitigate COVID-19-induced thrombo-inflammation. Funding This study was supported by the European Union (840189), the Werner Otto Medical Foundation Hamburg (8/95) and the German Research Foundation (FR4239/1-1, A11/SFB877, B08/SFB841 and P06/KFO306).

Abstract Vaccination with the adenoviral-vector based Astra Zeneca ChAdOx1 nCov-19 vaccine is efficient and safe. However, in rare cases vaccinated individuals developed life-threatening thrombotic complications, including thrombosis in cerebral sinus and splanchnic veins. Monitoring of the applied vector in vivo represents an important precondition to study the molecular mechanisms underlying vaccine-driven adverse effects now referred to as vaccine-induced immune thrombotic thrombocytopenia (VITT). We previously have shown that digital PCR is an excellent tool to quantify transgene copies in vivo . Here we present a highly sensitive digital PCR for in-situ quantification of ChAdOx1 nCoV-19 copies. Using this method, we quantified vector copies in human serum 24, 72 and 168 hours post vaccination, and in a variety of murine tissues in an experimental vaccination model 30 minutes post injection. We describe a method for high-sensitivity quantitative detection of ChAdOx1 nCoV-19 with possible implications to elucidate the mechanisms of severe ChAdOx1 nCov-19 vaccine complications.

ABSTRACT Neutrophils are peripheral blood-circulating leukocytes that play a pivotal role in host defense against bacterial pathogens which upon activation, they release web-like chromatin structures called neutrophil extracellular traps (NETs). Here, we analyzed and compared the importance of myeloid differentiation factor 88 (MYD88), peptidyl arginine deiminase 4 (PAD4), and gasdermin D (GSDMD) for NET formation in vivo following sepsis and neutrophilia challenge. Injection of lipopolysaccharide (LPS)/ E. coli or the transgenic expression of granulocyte colony-stimulating factor (G-CSF), each induced NET-mediated lethal vascular occlusions in mice with combined genetic deficiency in Dnase 1 and Dnase1l3 ( D1 / D1l3 −/− ). In accordance with the signaling of toll-like receptors, Myd88/D1/D1l3 −/− animals were protected from the formation of lethal intravascular NETs during septic conditions. However, this protection was not observed during neutrophilia. It was unexpected to find that both Gsdmd/D1/D1l3 −/− and Pad4/D1/D1l3 −/− mice were fully capable of forming NETs upon LPS/E.coli challenge. Sepsis equally triggered a similar inflammatory response in these mice characterized by formation of DNA-rich thrombi, vessel occlusions, and mortality from pulmonary embolism, compared to D1/D1l3 −/− mice. Pharmacologic GSDMD inhibitors did not reduce PMA-stimulated NET formation in ex vivo models either. Similarly, neither Pad4 nor GSDMD deficiency affected intravascular occlusive NET formation upon neutrophilia challenge. The magnitude of NET production, multi-organ damage, and lethality were comparable to those observed in challenged control mice. In conclusion, our data indicate that NET formation during experimental sepsis and neutrophilia is regulated by distinct stimulus-dependent pathways that may be independent of canonical PAD4 and GSDMD. Key points: - Sepsis triggers vaso-occlusive NET formation in Dnase 1/ Dnase 1l3-deficient mice in a myeloid differentiation factor 88-dependent manner - Peptidyl arginine deiminase 4 and gasdermin D are dispensable for NET formation in sepsis and neutrophilia models - Myeloid differentiation factor 88, peptidyl arginine deiminase 4 and gasdermin D differ in their importance for NET formation in vivo

Abstract During vascular development endothelial junctions mature and vessel integrity is established to form the endothelial barrier. The molecular mechanisms by which lymphatic vessels induce cell contact inhibition are not understood. Here, we uncover the cGMP-dependent phosphodiesterase 2A (PDE2A) as a selective regulator of lymphatic, but not blood endothelial contact inhibition. Conditional deletion of Pde2a in mouse embryos reveals severe lymphatic dysplasia, while large blood vessel architecture remains unaltered. In the absence of PDE2A, human lymphatic endothelial cells fail to induce mature junctions and cell cycle arrest, while cGMP levels, but not cAMP levels, are increased. Loss of PDE2A-mediated cGMP hydrolysis leads to downregulation of NOTCH signaling. Vice versa, DLL4-induced NOTCH activation restores junctional maturation in PDE2A-deficient lymphatic endothelial cells. Our data demonstrate that PDE2A selectively modulates a crosstalk between cGMP and NOTCH signaling to finetune lymphatic development and suggest that PDE2A may be a druggable target to control lymphatic leakage and regeneration.