The severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) pandemic has dramatically expedited global vaccine development efforts1–3, most targeting the viral 'spike' glycoprotein (S). S localizes on the virion surface and mediates recognition of cellular receptor angiotensin-converting enzyme 2 (ACE2)4–6. Eliciting neutralizing antibodies that block S–ACE2 interaction7–9, or indirectly prevent membrane fusion10, constitute an attractive modality for vaccine-elicited protection11. However, although prototypic S-based vaccines show promise in animal models12–14, the immunogenic properties of S in humans are poorly resolved. In this study, we characterized humoral and circulating follicular helper T cell (cTFH) immunity against spike in recovered patients with coronavirus disease 2019 (COVID-19). We found that S-specific antibodies, memory B cells and cTFH are consistently elicited after SARS-CoV-2 infection, demarking robust humoral immunity and positively associated with plasma neutralizing activity. Comparatively low frequencies of B cells or cTFH specific for the receptor binding domain of S were elicited. Notably, the phenotype of S-specific cTFH differentiated subjects with potent neutralizing responses, providing a potential biomarker of potency for S-based vaccines entering the clinic. Overall, although patients who recovered from COVID-19 displayed multiple hallmarks of effective immune recognition of S, the wide spectrum of neutralizing activity observed suggests that vaccines might require strategies to selectively target the most potent neutralizing epitopes. In a cohort of recovered patients with COVID-19, virus spike-specific antibodies were consistently elicited, but neutralizing activity was highly variable and inversely correlated with the proportion of CCR6+CXCR3− spike-specific circulating follicular helper T cells.

Abstract Severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) infection causing coronavirus disease 2019 (COVID-19) has caused a global health crisis. The primary site of infection is in the respiratory tract but the virus has been associated with a variety of complications involving the gastrointestinal and cardiovascular systems. Since the virus affects a variety of tissue types, there has been interest in understanding SARS-CoV-2 infection in early development and the placenta. ACE2 and TMPRSS2, two genes that are critical for SARS-CoV-2 virus entry are expressed in placenta-specific cell types including extravillous trophoblasts (EVTs) and especially, syncytiotrophoblasts (STs). The potential of SARS-CoV-2 to infect these placental cells and its effect on placental development and function is still unclear. Furthermore, it is crucial to understand the possible mechanism of vertical transmission of SARS-CoV-2 through the placenta. Here, we developed an in vitro model of SARS-CoV-2 infection of placental cell types using induced trophoblast stem cells (iTSCs). This model allowed us to show that STs but not EVTs are infected. Importantly, infected STs lack the expression of key differentiation genes, lack typically observed differentiated morphology and produce significantly lower human chorionic gonadotropin (HCG) compared to non-infected controls. We also show that an anti-ACE2 antibody prevents SARS-CoV-2 infection and restores normal ST differentiation and function. We highlight the establishment of a platform to study SARS-CoV-2 infection in early placental cell types, which will facilitate investigation of antiviral therapy to protect the placenta during early pregnancy and development.

Abstract Surface-associated proteins play critical roles in the Plasmodium parasite life cycle and are major targets for vaccine development. The 6-cysteine (6-cys) protein family is expressed in a stage-specific manner throughout Plasmodium falciparum life cycle and characterized by the presence of 6-cys domains, which are β-sandwich domains with conserved sets of disulfide bonds. Although several 6-cys family members have been implicated to play a role in sexual stages, mosquito transmission, evasion of the host immune response and host cell invasion, the precise function of many family members is still unknown and structural information is only available for four 6-cys proteins. Here, we present to the best of our knowledge, the first crystal structure of the 6-cys protein Pf12p determined at 2.8 Å resolution. The monomeric molecule folds into two domains, D1 and D2, both of which adopt the canonical 6-cys domain fold. Although the structural fold is similar to that of Pf12, its paralog in P. falciparum , we show that Pf12p does not complex with Pf41, which is a known interaction partner of Pf12. We generated ten distinct Pf12p-specific nanobodies which map into two separate epitope groups; one group which binds within the D2 domain, while several members of the second group bind at the interface of the D1 and D2 domain of Pf12p. Characterization of the structural features of the 6-cys family and their associated nanobodies provide a framework for generating new tools to study the diverse functions of the 6-cys protein family in the Plasmodium life cycle.