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SARS-COV-2 SPIKE PROTEIN INDUCES TLR4-MEDIATED LONG-TERM COGNITIVE DYSFUNCTION RECAPITULATING POST-COVID-19SYNDROME IN MICE
Dantas, Fabricia L. Fontes et al. | Date Issued: 2023
Author
Dantas, Fabricia L. Fontes
Fernandes, Gabriel G.
Gutman, Elisa G.
Lima, Emanuelle V. De
Antonio, Leticia S.
Hammerle, Mariana B.
Mota-Araujo, Hannah P.
Colodeti, Lilian C.
Araújo, Suzana M.B.
Froz, Gabrielle M.
Silva, Talita N. da
Duarte, Larissa A.
Salvio, Andreza L.
Pires, Karina L.
Leon, Luciane A. A.
Vasconcelos, Claudia Cristina F.
Romão, Luciana
Savio, Luiz Eduardo B.
Silva, Jerson L.
Costa, Robson da
Clarke, Julia R.
Da Poian, Andrea T.
Leon, Soniza V. Alves
Passos, Giselle F.
Figueiredo, Claudia P.
Affilliation
Universidade Federal do Rio de Janeiro. Escola de Farmácia. Rio de Janeiro, RJ, Brasil / Universidade do Estado do Rio de Janeiro. Instituto de Biologia. Departamento de Farmacologia. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Universidade Federal do Rio de Janeiro. Escola de Farmácia. Rio de Janeiro, RJ, Brasil
Universidade Federal do Rio de Janeiro. Programa de Pós Graduação em Neurologia. Laboratório de Neurociência Translacional (LabNet). Rio de Janeiro, RJ, Brasil / Universidade Federal do Rio de Janeiro. Programa de Pós-Graduação em Medicina Clínica. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Universidade Federal do Rio de Janeiro. Escola de Farmácia. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Universidade Federal do Rio de Janeiro. Escola de Farmácia. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Universidade Federal do Rio de Janeiro. Programa de Pós-Graduação em Medicina Clínica. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Universidade Federal do Rio de Janeiro. Escola de Farmácia. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Universidade Federal do Rio de Janeiro. Escola de Farmácia. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Universidade Federal do Rio de Janeiro. Escola de Farmácia. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Universidade Federal do Rio de Janeiro. Escola de Farmácia. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Universidade Federal do Rio de Janeiro. Escola de Farmácia. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Universidade Federal do Rio de Janeiro. Programa de Pós Graduação em Neurologia. Laboratório de Neurociência Translacional (LabNet). Rio de Janeiro, RJ, Brasil / Universidade Federal do Rio de Janeiro. Programa de Pós-Graduação em Medicina Clínica. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Universidade Federal do Rio de Janeiro. Programa de Pós Graduação em Neurologia. Laboratório de Neurociência Translacional (LabNet). Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Universidade Federal do Estado do Rio de Janeiro (UNIRIO), Departamento de Neurologia. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Laboratório deDesenvolvimentoTecnológico emVirologia,. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Universidade Federal do Estado do Rio de Janeiro (UNIRIO), Departamento de Neurologia. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Universidade Federal do Rio de Janeiro. Instituto de Ciências Biomédicas. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Universidade Federal do Rio de Janeiro. Instituto de Biofisica Carlos Chagas Filho. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Universidade Federal do Rio de Janeiro. Instituto de Bioquímica Médica Leopoldo de Meis. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Universidade Federal do Rio de Janeiro. Escola de Farmácia. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Universidade Federal do Rio de Janeiro. Instituto de Ciências Biomédicas. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Universidade Federal do Rio de Janeiro. Instituto de Bioquímica Médica Leopoldo de Meis. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Universidade Federal do Rio de Janeiro. Programa de Pós Graduação em Neurologia. Laboratório de Neurociência Translacional (LabNet). Rio de Janeiro, RJ, Brasil / Universidade Federal do Rio de Janeiro. Hospital Clementino Fraga Filho. Divisão de Neurologia. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Universidade Federal do Rio de Janeiro. Escola de Farmácia. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Universidade Federal do Rio de Janeiro. Escola de Farmácia. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Abstract
Cognitive dysfunction is often reported in patients with post-coronavirus disease 2019 (COVID-19) syndrome, but its underlying mechanisms are not completely understood. Evidence suggests that severe acute respiratory syndrome coronavirus2 (SARS-CoV-2) Spike protein or its fragments are released from cells during infection, reaching different tissues,including the CNS ,irrespective of the presence of the viral RNA. Here,we demonstrate that brain infusion of Spike protein in mice has a late impact on cognitive func- tion, recapitulating post-COVID-19 syndrome. We also show that neuroinflammation and hippocampal microgliosis mediate Spike-induced memory dysfunction via complement-dependentengulfment ofsynap- ses. Genetic of pharmacological blockage of Toll-likereceptor4(TLR4) signaling protects animal against synapse elimination and memory dysfunction induced y Spike braininfusion. Accordingly,in a cohort of 86 patients who recovered from mildCOVID-19, the genotype GGTLR4-2604G>A(rs10759931)is associated with poor cognitive outcome.These results identify TLR4 as a key target to investigate the long-termcogni- tive dysfunctio nafte rCOVID-19 infection in humans and rodents.
Publisher
Cell Press
Citation
DANTAS, Fabricia L. Fontes et al. SARS-CoV-2 Spike protein induces TLR4-mediated long-term cognitive dysfunction recapitulating post-COVID-19 syndromeinmice. Cell Press, 42, 112189, p. 1 - 23, Mar. 2023.
DOI
10.1016/j.celrep.2023.112189
ISSN
2211-1247