Der Mechanismus für die SARS-CoV-2-Infektion ist die erforderliche Bindung des Virus an die membrangebundene Form des Angiotensin-Converting-Enzyms 2 (ACE2) und die Internalisierung des Komplexes durch die Wirtszelle. SARS-CoV-2-induzierte endotheliale Dysfunktion und Herz-Kreislauf-Schädigung werden wahrscheinlich durch einen Anstieg der Phosphorylierungsniveaus von JAK2 und STAT3 und die daraus resultierende Bildung reaktiver Sauerstoffspezies (ROS) ausgelöst. Es wird angenommen, dass diese pathologischen Veränderungen durch Melatonin auffallend rückgängig gemacht werden.