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PLATELET-MONOCYTE INTERACTION AMPLIFIES THROMBOINFLAMMATION THROUGH TISSUE FACTOR SIGNALING IN COVID-19
COVID-19
Interação plaqueta-monócito
Sinalização do fator tecidual
Amplificação inflamatória
COVID-19
Platelet-monocyte interaction
Tissue factor signaling
Inflammatory amplification
COVID-19
Interacción plaquetas-monocitos
Señalización del factor tisular
Amplificación inflamatoria
Author
Hottz, Eugenio D.
Martins-Gonçalves, Remy
Palhinha, Lohanna
Azevedo-Quintanilha, Isaclaudia G.
Campos, Mariana M. de
Sacramento, Carolina Q.
Temerozo, Jairo R.
Soares, Vinicius Cardoso
Dias, Suelen S. Gomes
Teixeira, Lívia
Castro, Ícaro
Righy, Cassia
Souza, Thiago Moreno L.
Kurtz, Pedro
Andrade, Bruno B.
Nakaya, Helder I.
Monteiro, Robson Q.
Bozza, Fernando A.
Bozza, Patrícia T.
Martins-Gonçalves, Remy
Palhinha, Lohanna
Azevedo-Quintanilha, Isaclaudia G.
Campos, Mariana M. de
Sacramento, Carolina Q.
Temerozo, Jairo R.
Soares, Vinicius Cardoso
Dias, Suelen S. Gomes
Teixeira, Lívia
Castro, Ícaro
Righy, Cassia
Souza, Thiago Moreno L.
Kurtz, Pedro
Andrade, Bruno B.
Nakaya, Helder I.
Monteiro, Robson Q.
Bozza, Fernando A.
Bozza, Patrícia T.
Affilliation
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Laboratório de Imunofarmacologia. Rio de Janeiro, RJ, Brasil / Universidade Federal de Juiz de Fora. Departamento de Bioquímica. Laboratório de Imunotrombose. Juiz de Fora, MG, Brasil.
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Laboratório de Imunofarmacologia. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Laboratório de Imunofarmacologia. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Laboratório de Imunofarmacologia. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Laboratório de Imunofarmacologia. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Laboratório de Imunofarmacologia. Rio de Janeiro, RJ, Brasil / Fundação Oswaldo Cruz. Centro de Desenvolvimento Tecnológico em Saúde. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Laboratório de Imunofarmacologia. Rio de Janeiro, RJ, Brasil / Fundação Oswaldo Cruz. Centro de Desenvolvimento Tecnológico em Saúde. Rio de Janeiro, RJ, Brasil / Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Laboratório de Pesquisa do Timo. Rio de Janeiro, RJ, Brasil / Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia em Neuroimunomodulação. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Laboratório de Imunofarmacologia. Rio de Janeiro, RJ, Brasil / Universidade Federal do Rio de Janeiro. Imunologia e inflamação. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Laboratório de Imunofarmacologia. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Laboratório de Imunofarmacologia. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Universidade de São Paulo. Faculdade de Ciências Farmacêuticas. Departamento de Análises Clínicas e Toxicológicas. São Paulo, SP, Brasil.
Instituto Estadual do Cérebro Paulo Niemeyer. Rio de Janeiro, RJ, Brasil / Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Nacional de Infectologia Evandro Chagas. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Laboratório de Imunofarmacologia. Rio de Janeiro, RJ, Brasil / Fundação Oswaldo Cruz. Centro de Desenvolvimento Tecnológico em Saúde. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Instituto Estadual do Cérebro Paulo Niemeyer. Rio de Janeiro, RJ, Brasil / Instituto D'Or de Pesquisa e Ensino. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Iniciativa de Pesquisa Translacional e Epidemiológica da Rede de Organizações Multinacionais (MONSTER). Salvador, BA, Brasil. / Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Gonçalo Moniz. Laboratório de Inflamação e Biomarcadores. Salvador, BA, Brasil.
Universidade de São Paulo. Faculdade de Ciências Farmacêuticas. Departamento de Análises Clínicas e Toxicológicas. São Paulo, SP, Brasil / Hospital Israelita Albert Einstein. São Paulo, SP, Brasil.
Universidade Federal do Rio de Janeiro. Instituto de Bioquímica Médica Leopoldo de Meis. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Instituto Estadual do Cérebro Paulo Niemeyer. Rio de Janeiro, RJ, Brasil / Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Nacional de Infectologia Evandro Chagas. Rio de Janeiro, RJ, Brasil / Instituto D'Or de Pesquisa e Ensino. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Laboratório de Imunofarmacologia. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Laboratório de Imunofarmacologia. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Laboratório de Imunofarmacologia. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Laboratório de Imunofarmacologia. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Laboratório de Imunofarmacologia. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Laboratório de Imunofarmacologia. Rio de Janeiro, RJ, Brasil / Fundação Oswaldo Cruz. Centro de Desenvolvimento Tecnológico em Saúde. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Laboratório de Imunofarmacologia. Rio de Janeiro, RJ, Brasil / Fundação Oswaldo Cruz. Centro de Desenvolvimento Tecnológico em Saúde. Rio de Janeiro, RJ, Brasil / Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Laboratório de Pesquisa do Timo. Rio de Janeiro, RJ, Brasil / Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia em Neuroimunomodulação. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Laboratório de Imunofarmacologia. Rio de Janeiro, RJ, Brasil / Universidade Federal do Rio de Janeiro. Imunologia e inflamação. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Laboratório de Imunofarmacologia. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Laboratório de Imunofarmacologia. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Universidade de São Paulo. Faculdade de Ciências Farmacêuticas. Departamento de Análises Clínicas e Toxicológicas. São Paulo, SP, Brasil.
Instituto Estadual do Cérebro Paulo Niemeyer. Rio de Janeiro, RJ, Brasil / Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Nacional de Infectologia Evandro Chagas. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Laboratório de Imunofarmacologia. Rio de Janeiro, RJ, Brasil / Fundação Oswaldo Cruz. Centro de Desenvolvimento Tecnológico em Saúde. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Instituto Estadual do Cérebro Paulo Niemeyer. Rio de Janeiro, RJ, Brasil / Instituto D'Or de Pesquisa e Ensino. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Iniciativa de Pesquisa Translacional e Epidemiológica da Rede de Organizações Multinacionais (MONSTER). Salvador, BA, Brasil. / Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Gonçalo Moniz. Laboratório de Inflamação e Biomarcadores. Salvador, BA, Brasil.
Universidade de São Paulo. Faculdade de Ciências Farmacêuticas. Departamento de Análises Clínicas e Toxicológicas. São Paulo, SP, Brasil / Hospital Israelita Albert Einstein. São Paulo, SP, Brasil.
Universidade Federal do Rio de Janeiro. Instituto de Bioquímica Médica Leopoldo de Meis. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Instituto Estadual do Cérebro Paulo Niemeyer. Rio de Janeiro, RJ, Brasil / Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Nacional de Infectologia Evandro Chagas. Rio de Janeiro, RJ, Brasil / Instituto D'Or de Pesquisa e Ensino. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Laboratório de Imunofarmacologia. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Abstract
Accumulating evidence into the pathogenesis of COVID-19 highlight a hypercoagulability state with high risk of life-threatening thromboembolic complications. However, the mechanisms of hypercoagulability and their link to hyperinflammation remain poorly understood. Here we investigate functions and mechanisms of platelet activation and platelet-monocyte interactions in inflammatory amplification during SARS-CoV2 infection. We used a combination of immunophenotyping, single cell analysis, functional assays and pharmacological approaches to gain insights on mechanisms. Critically ill COVID-19 patients exhibited increased platelet-monocyte aggregates formation. We identified a subset of inflammatory monocytes presenting high CD16 and low HLA-DR expression as the subset mainly interacting with platelets during severe COVID-19. Single cell RNAseq analysis indicated enhanced fibrinogen receptor Mac-1 in monocytes from severe COVID-19 patients. Monocytes from severe COVID-19 patients displayed increased platelet binding and hyperresponsiveness to P-selectin and fibrinogen with respect to TFN-α and IL-1β secretion. Platelets were able to orchestrate monocyte responses driving TF expression, inflammatory activation and inflammatory cytokines secretion in SARS-CoV-2 infection. Platelet-monocyte interactions ex-vivo and in SARS-CoV-2 infection model in vitro reciprocally activated monocytes and platelets, inducing the heightened secretion of a wide panel of inflammatory mediators. We identified platelet adhesion as a primary signaling mechanism inducing mediator secretion and TF expression, while TF signaling played major roles in amplifying inflammation by inducing proinflammatory cytokines, especially TNF-α and IL-1β. Our data identify platelet-induced TF expression and activity at the crossroad of coagulation and inflammation in severe COVID-19.
Keywords in Portuguese
TromboinflamaçãoCOVID-19
Interação plaqueta-monócito
Sinalização do fator tecidual
Amplificação inflamatória
Keywords
ThromboinflammationCOVID-19
Platelet-monocyte interaction
Tissue factor signaling
Inflammatory amplification
Keywords in Spanish
TromboinflamaciónCOVID-19
Interacción plaquetas-monocitos
Señalización del factor tisular
Amplificación inflamatoria
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