Histological and Ultrastructural Changes in Lungs One Year Post Asymptomatic or Mild SARS-CoV-2 Infection: Evaluating the Potential for Active Virus Presence

SUMMARY: Prior research on post-COVID-19 or long COVID primarily focused on the presence of SARS-CoV-2 mostly in symptomatic patients. This study aimed to investigate the persistence of SARS-CoV-2 after 1 year of asymptomatic or mild COVID-19. SARS-CoV-2 infected and control K18-hACE2 transgenic mice (n=25) were studied. Moderate and severe symptomatic subjects were sacrificed after eight days, while mild or asymptomatic mice were kept in BSL-III for twelve months. Analyses included general condition, histochemistry, immunohistochemistry, transmission electron microscopy, and qRT-PCR. Lungs from the twelve-month group showed thickening of alveolar walls, with some lungs exhibiting the recruitment of inflammatory cells, the presence of SARS- CoV-2 mRNA, immunopositivity for the SARS-CoV-2 spike protein, and TEM showed viruses (60-125 nm) within vesicles, indicating continued replication. Certain lung samples showed persistent SARS-CoV-2 presence in Club cells, endothelial cells, and macrophages. The eight-day group exhibited viral interstitial pneumonitis, SARS-CoV-2 immunopositivity, and mRNA. The eight-day hearts displayed viral mRNA, while the twelve-month hearts tested negative. Some asymptomatic twelve-month subjects presented reduced surfactant, basal membrane thickening, fibrosis, and mild autonomic nerve degeneration. In this study conducted on mice, findings indicate the potential for chronic persistence of SARS-CoV-2 in the lungs one year post initial mild or asymptomatic infection, which could suggest the possibility of recurrent episodes in similar human conditions. The observed thickening of alveolar walls and potential fibrotic areas in these mice may imply an increased risk of post-COVID fibrosis in humans. Furthermore, the presence of SARS-CoV-2-positive inflammatory cells in some asymptomatic murine cases could herald a progression toward ongoing inflammation and chronic lung disease in humans. Therefore, the necessity for further studies in human subjects and vigilant monitoring of high-risk human populations is underscored.

Investigaciones anteriores sobre COVID-19 o COVID prolongado se centraron principalmente en la presencia de SARS-CoV-2 principalmente en pacientes sintomáticos. Este estudio tuvo como objetivo investigar la persistencia del SARS-CoV-2 después de 1 año de COVID-19 asintomático o leve. Se estudiaron ratones transgénicos K18-hACE2 infectados con SARS-CoV-2 y de control (n=25). Los animales con síntomas moderados y graves se sacrificaron después de ocho días, mientras que los ratones con síntomas leves o asintomáticos se mantuvieron en BSL-III durante doce meses. Los análisis incluyeron estado general, histoquímica, inmunohistoquímica, microscopía electrónica de transmisión y qRT- PCR. Los pulmones del grupo de doce meses mostraron engrosamiento de las paredes alveolares, y algunos pulmones exhibieron reclutamiento de células inflamatorias, presencia de ARNm del SARS-CoV-2, inmunopositividad para la proteína de la espícula del SARS-CoV-2 y TEM mostró virus (60 -125 nm) dentro de las vesículas, lo que indica una replicación continua. Ciertas muestras de pulmón mostraron una presencia persistente de SARS- CoV-2 en exocrinocitos bronquiolares, células endoteliales y macrófagos. El grupo de ocho días presentó neumonitis intersticial viral, inmunopositividad al SARS-CoV-2 y ARNm. Los corazones de ocho días mostraron ARNm viral, mientras que los corazones de doce meses dieron negativo. Algunos animales asintomáticos de doce meses presentaron disminución del surfactante, engrosamiento de la membrana basal, fibrosis y degeneración leve del nervio autónomo. En este estudio realizado en ratones, los hallazgos indican la posibilidad de persistencia crónica del SARS-CoV-2 en los pulmones un año después de la infección inicial leve o asintomática, lo que podría sugerir la posibilidad de episodios recurrentes en condiciones humanas similares. El engrosamiento observado de las paredes alveolares y las posibles áreas fibróticas en estos ratones puede implicar un mayor riesgo de fibrosis post-COVID en humanos. Además, la presencia de células inflamatorias positivas para SARS- CoV-2 en algunos casos murinos asintomáticos podría presagiar una progresión hacia una inflamación continua y una enfermedad pulmonar crónica en humanos. Por lo tanto, se subraya la necesidad de realizar más estudios en seres humanos y realizar un seguimiento atento de las poblaciones humanas de alto riesgo.

Development, Histological, and Ultrastructural Evaluation of Sheep Hyperimmune Serum Therapy for COVID-19 / Desarrollo, Evaluación Histológica y Ultraestructural de la Terapia con Suero Hiperinmune de Oveja para COVID-19

SUMMARY: In response to the threat posed by new variants of SARS-CoV-2 and the urgent need for effective treatments in the absence of vaccines, the aim of this study was to develop a rapid and cost-effective hyperimmune serum (HS) derived from sheep and assess its efficacy. The utilization of a halal-certified, easily maintained in certain geographic regions, easy-to-handle animal such as sheep could provide a viable alternative to the expensive option of horses. Sheep were immunized with a whole inactivated SARS-CoV- 2 antigen to produce HS, which was evaluated for neutralizing potency using the PRNT50 assay. K18-hACE2 transgenic mice (n=35) were divided into three groups: control, SARS-CoV-2 exposure through inhalation, and SARS-CoV-2 exposed mice treated with HS. HS efficacy was assessed through serum proinflammatory cytokine levels, qRT-PCR analysis, histopathological examination of lungs and hearts, and transmission electron microscopy. Purified HS exhibited significant neutralizing activity (1/24,576). The SARS-CoV-2+HS group showed lower levels of TNF-α, IL-10, and IL-6 (P<0.01) and relatively lower levels of MCP-1 compared to the SARS-CoV-2 group. HS prevented death, reduced viral RNA levels in the lungs and hearts, protected against severe interstitial pneumonia, preserved lung tissue integrity, and prevented myocyte damage, while the SARS-CoV-2 group exhibited viral presence in the lungs. This study successfully developed a sheep-derived HS against the entire SARS-CoV-2 virus, resulting in a significant reduction in infection severity, inflammation, and systemic cytokine production. The findings hold promise for treating severe COVID-19 cases, including emerging viral variants, and immunocompromised patients.

En respuesta a la amenaza que suponen las nuevas variantes del SARS-CoV-2 y la urgente necesidad de tratamientos eficaces en ausencia de vacunas, el objetivo de este estudio fue desarrollar un suero hiperinmune (HS) rápido y rentable derivado de ovejas. y evaluar su eficacia. La utilización de un animal con certificación halal, de fácil mantenimiento en determinadas regiones geográficas y de fácil manejo, como las ovejas, podría proporcionar una alternativa viable a la costosa opción de los caballos. Las ovejas fueron inmunizadas con un antígeno de SARS-CoV-2 completamente inactivado para producir HS, cuya potencia neutralizante se evaluó mediante el ensayo PRNT50. Los ratones transgénicos K18-hACE2 (n = 35) se dividieron en tres grupos: control, exposición al SARS-CoV-2 mediante inhalación y ratones expuestos al SARS-CoV-2 tratados con HS. La eficacia de HS se evaluó mediante niveles de citoquinas proinflamatorias en suero, análisis qRT-PCR, examen histopatológico de pulmones y corazones y microscopía electrónica de transmisión. El HS purificado exhibió una actividad neutralizante significativa (1/24,576). El grupo SARS-CoV-2+HS mostró niveles más bajos de TNF-α, IL-10 e IL-6 (P<0,01) y niveles relativamente más bajos de MCP-1 en comparación con el grupo SARS-CoV-2. HS evitó la muerte, redujo los niveles de ARN viral en los pulmones y el corazón, protegió contra la neumonía intersticial grave, preservó la integridad del tejido pulmonar y evitó el daño de los miocitos, mientras que el grupo SARS-CoV-2 exhibió presencia viral en los pulmones. Este estudio desarrolló con éxito un HS derivado de ovejas contra todo el virus SARS-CoV-2, lo que resultó en una reducción significativa de la gravedad de la infección, la inflamación y la producción sistémica de citocinas. Los hallazgos son prometedores para el tratamiento de casos graves de COVID- 19, incluidas las variantes virales emergentes y los pacientes inmunocomprometidos.

SARS-CoV-2 Causes Brain Damage: Therapeutic Intervention with AZD8797.

Elevated CX3CL1 is associated with severe COVID-19 and neurologic symptoms. We aimed to investigate the potential protective effects of selective CX3CR1 antagonist AZD8797 on SARS-CoV-2-induced neuronal damage, and to identify the underlying mechanisms. K18-hACE2 transgenic mice (n = 37) were randomly divided into control groups and SARS-CoV-2 groups, with and without intraperitoneal administration of vehicle or AZD8797 (2.5 mg/mL/day), following exposure to either a single dose of SARS-CoV-2 inhalation or no exposure. Object recognition and hole board tests were performed to assess memory function. Postinfection 8 days, brain tissues were analyzed for histopathological changes, viral, glial, apoptotic, and other immunohistochemical markers, along with measuring malondialdehyde, glutathione, and myeloperoxidase activities. Serum samples were analyzed for proinflammatory cytokines. The SARS-CoV-2 group showed significant weight loss, neuronal damage, oxidative stress, and impaired object recognition memory, while AZD8797 treatment mitigated some of these effects, especially in weight, apoptosis, glutathione, and MCP-1. Histopathological analyses supported the protective effects of AZD8797 against SARS-CoV-2-induced damage. The CX3CL1-CX3CR1 signaling pathway could offer a promising target for reducing SARS-CoV-2's neurological impact, but additional research is needed to confirm these findings in combination with other therapies and assess the clinical significance.