ABSTRACT
Neutrophil extracellular traps (NETs) can capture and kill viruses, such as influenza viruses, human immunodeficiency virus (HIV), and respiratory syncytial virus (RSV), thus contributing to host defense. Contrary to our expectation, we show here that the histones released by NETosis enhance the infectivity of SARS-CoV-2, as found by using live SARS-CoV-2 and two pseudovirus systems as well as a mouse model. The histone H3 or H4 selectively binds to subunit 2 of the spike (S) protein, as shown by a biochemical binding assay, surface plasmon resonance and binding energy calculation as well as the construction of a mutant S protein by replacing four acidic amino acids. Sialic acid on the host cell surface is the key molecule to which histones bridge subunit 2 of the S protein. Moreover, histones enhance cell-cell fusion. Finally, treatment with an inhibitor of NETosis, histone H3 or H4, or sialic acid notably affected the levels of sgRNA copies and the number of apoptotic cells in a mouse model. These findings suggest that SARS-CoV-2 could hijack histones from neutrophil NETosis to promote its host cell attachment and entry process and may be important in exploring pathogenesis and possible strategies to develop new effective therapies for COVID-19.
Subject(s)
COVID-19 , SARS-CoV-2 , Animals , Histones , Mice , N-Acetylneuraminic Acid , Protein Subunits/metabolism , Spike Glycoprotein, Coronavirus/chemistry , Virus InternalizationABSTRACT
BACKGROUND: During the current COVID-19 pandemic, a link between acute cardiac injury and COVID-19 infection has been observed. There is currently no consensus on the incidence of cardiac injury, its relationship to prognosis, or its possible cause. In this article we provide a comprehensive review and meta-analysis of the incidence, comorbidities, outcomes, and possible mechanisms of acute cardiac injury in COVID-19 patients. METHODS: We searched PubMed and Embase for studies that evaluated cardiac injury in hospitalized COVID-19 patients. Data on demographic information, comorbidities, and relevant laboratory values were extracted and a meta-analysis was performed. RESULTS: Sixteen studies from China, Italy, and the United States with 2224 patients were included in this meta-analysis. The incidence of cardiac injury was 24.4% (542/2224 patients) in hospitalized COVID-19 patients. The all-cause mortality in patients with cardiac injury was 72.6% (odds ratio, 17.32; 95% confidence interval, 9.21-32.57) compared with those without cardiac injury (14.5%). In subgroup analyses, factors associated with increased risk of developing cardiac injury were older age and history of hypertension, and chronic obstructive respiratory disease. CONCLUSIONS: Cardiac injury is common in hospitalized COVID-19 patients and is significantly associated with mortality. Patients who were older with hypertension and chronic obstructive respiratory disease were prone to develop cardiac injury. Early screening, triage, and cardiac monitoring are recommended for these patients.
CONTEXTE: Durant la pandémie de COVID-19 qui sévit actuellement, un lien a été observé entre l'infection par le virus de la COVID-19 et l'apparition de lésions cardiaques aiguës. À l'heure actuelle, il n'y a pas de consensus quant à l'incidence de telles lésions cardiaques, à leur lien avec le pronostic ou à leur cause possible. Nous présentons ici une revue exhaustive et une méta-analyse de l'incidence des lésions cardiaques aiguës chez les patients atteints de COVID-19 ainsi que des affections concomitantes, des issues et des mécanismes qui pourraient y être associés. MÉTHODOLOGIE: Nous avons effectué une recherche dans les bases de données PubMed et Embase afin de recenser les études évaluant les lésions cardiaques chez les patients atteints de COVID-19 admis à l'hôpital. Les caractéristiques démographiques des patients ainsi que les données sur les affections concomitantes et d'autres paramètres de laboratoire pertinents ont été extraites des études recensées, puis soumises à une méta-analyse. RÉSULTATS: La méta-analyse portait sur les données de 16 études réalisées en Chine, en Italie et aux États-Unis qui regroupaient 2 224 patients au total. L'incidence des lésions cardiaques chez les patients atteints de COVID-19 hospitalisés s'établissait à 24,4 % (542 patients sur 2 224). La mortalité toutes causes confondues chez les patients présentant des lésions cardiaques était de 72,6 % (rapport de cotes : 17,32; intervalle de confiance à 95 % : 9,21 à 32,57) comparativement à 14,5 % chez les patients sans lésions cardiaques. Dans les analyses par sous-groupe, les facteurs associés à un risque accru d'apparition de lésions cardiaques étaient l'âge plus avancé et des antécédents d'hypertension, ainsi que la présence d'une maladie respiratoire obstructive chronique. CONCLUSIONS: Les lésions cardiaques sont fréquentes chez les patients atteints de COVID-19 hospitalisés et sont associées de manière significative à la mortalité. Les patients plus âgés ayant des antécédents d'hypertension et atteints d'une maladie respiratoire obstructive chronique étaient plus susceptibles de présenter des lésions cardiaques. Un dépistage précoce, un triage approprié et une surveillance cardiaque sont recommandés chez ces patients.