Pascale Gaussem, Nader Yatim, Jeremy Boussier, Nicolas Gendron, Jean Loup Augy, Olivier Sanchez, Philippe Juvin, Benjamin Debuc, Caroline Hauw-Berlemont, Lina Khider, Jean Luc Diehl, Bruno Charbit, Darragh Duffy, Benjamin Planquette, Nicolas Peron, Jérôme Hadjadj, Emmanuel Messas, David M. Smadja, Tristan Mirault, Benjamin Terrier, Coralie L. Guerin, Guillaume Goudot, Richard Chocron, Innovations thérapeutiques en hémostase = Innovative Therapies in Haemostasis (IThEM - U1140), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Paris Cité (UPCité), Laboratoire de recherches biochirurgicales [AP-HP Hôpital Européen Georges Pompidou] (Chirurgie Cardiovasculaire), Hôpital Européen Georges Pompidou [APHP] (HEGP), Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Hôpitaux Universitaires Paris Ouest - Hôpitaux Universitaires Île de France Ouest (HUPO)-Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Hôpitaux Universitaires Paris Ouest - Hôpitaux Universitaires Île de France Ouest (HUPO)-Université Paris Descartes - Paris 5 (UPD5), Paris-Centre de Recherche Cardiovasculaire (PARCC (UMR_S 970/ U970)), Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Hôpitaux Universitaires Paris Ouest - Hôpitaux Universitaires Île de France Ouest (HUPO)-Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Hôpitaux Universitaires Paris Ouest - Hôpitaux Universitaires Île de France Ouest (HUPO)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Paris Cité (UPCité), Emergency Department, Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Hôpitaux Universitaires Paris Ouest - Hôpitaux Universitaires Île de France Ouest (HUPO)-Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Hôpitaux Universitaires Paris Ouest - Hôpitaux Universitaires Île de France Ouest (HUPO), Immunobiologie des Cellules dendritiques, Institut Pasteur [Paris] (IP)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), CHU Pitié-Salpêtrière [AP-HP], Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Sorbonne Université (SU), Immunogenetics of pediatric autoimmune diseases (Equipe Inserm U1163), Imagine - Institut des maladies génétiques (IHU) (Imagine - U1163), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Paris Cité (UPCité)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Paris Cité (UPCité), Plastic Surgery Department [Paris], Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Hôpitaux Universitaires Paris Ouest - Hôpitaux Universitaires Île de France Ouest (HUPO)-Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Hôpitaux Universitaires Paris Ouest - Hôpitaux Universitaires Île de France Ouest (HUPO)-Université Paris Cité (UPCité), Service de Pneumologie et Soins Intensifs [CHU HEGHP], Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Hôpital Européen Georges Pompidou [APHP] (HEGP), Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Hôpitaux Universitaires Paris Ouest - Hôpitaux Universitaires Île de France Ouest (HUPO)-Hôpitaux Universitaires Paris Ouest - Hôpitaux Universitaires Île de France Ouest (HUPO), Service de médecine vasculaire et hypertension artérielle [CHU HEGP], Centre de Recherche Translationnelle - Center for Translational Science (CRT), Institut Pasteur [Paris] (IP), Service d'hématologie A [CHU HEGP], Service de Médecine Interne [CHU HEGP], Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Hôpitaux Universitaires Paris Ouest - Hôpitaux Universitaires Île de France Ouest (HUPO)-Hôpitaux Universitaires Paris Ouest - Hôpitaux Universitaires Île de France Ouest (HUPO)-Centre de référence des syndromes drépanocytaires majeurs, French national agency for research ANR SARCODO and from 'Fonds IMMUNOV, pour l’Innovation en Immunopathologie, Innovations thérapeutiques en hémostase (IThEM - U1140), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université de Paris (UP), Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Hôpitaux Universitaires Paris Ouest - Hôpitaux Universitaires Île de France Ouest (HUPO)-Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Hôpitaux Universitaires Paris Ouest - Hôpitaux Universitaires Île de France Ouest (HUPO)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université de Paris (UP), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut Pasteur [Paris], Centre National de Référence Maladies auto-immunes Systémiques Rares [CHU Pitié-Salpêtrière], Assistance publique - 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Background Coronavirus disease-2019 (COVID-19), a respiratory disease has been associated with ischemic complications, coagulation disorders, and an endotheliitis. Objectives To explore endothelial damage and activation-related biomarkers in COVID-19 patients with criteria of hospitalization for referral to intensive care unit (ICU) and/or respiratory worsening. Methods Analysis of endothelial and angiogenic soluble markers in plasma from patients at admission. Results Study enrolled 40 consecutive COVID-19 patients admitted to emergency department that fulfilled criteria for hospitalization. Half of them were admitted in conventional wards without any ICU transfer during hospitalization; whereas the 20 others were directly transferred to ICU. Patients transferred in ICU were more likely to have lymphopenia, decreased SpO2 and increased D-dimer, CRP and creatinine levels. In those patients, soluble E-selectin and angiopoietin-2 were significantly increased (p value at 0.009 and 0.003, respectively). Increase in SELE gene expression (gene coding for E-selectin protein) was confirmed in an independent cohort of 32 patients using a whole blood gene expression profile analysis. In plasma, we found a strong association between angiopoetin-2 and CRP, creatinine and D-dimers (with p value at 0.001, 0.001 and 0.003, respectively). ROC curve analysis identified an Angiopoietin-2 cut-off of 5000 pg/mL as the best predictor for ICU outcome (Se = 80.1%, Sp = 70%, PPV = 72.7%, NPV = 77%), further confirmed in multivariate analysis after adjustment for creatinine, CRP or D-dimers. Conclusion Angiopoietin-2 is a relevant predictive factor for ICU direct admission in COVID-19 patients. This result showing an endothelial activation reinforces the hypothesis of a COVID-19-associated microvascular dysfunction.