Without an approved vaccine or treatments, Ebola outbreak management has been limited to palliative care and barrier methods to prevent transmission. These approaches, however, have yet to end the 2014 outbreak of Ebola after its prolonged presence in West Africa. Here we show that a combination of monoclonal antibodies (ZMapp), optimized from two previous antibody cocktails, is able to rescue 100% of rhesus macaques when treatment is initiated up to 5 days post-challenge. High fever, viraemia and abnormalities in blood count and blood chemistry were evident in many animals before ZMapp intervention. Advanced disease, as indicated by elevated liver enzymes, mucosal haemorrhages and generalized petechia could be reversed, leading to full recovery. ELISA and neutralizing antibody assays indicate that ZMapp is cross-reactive with the Guinean variant of Ebola. ZMapp exceeds the efficacy of any other therapeutics described so far, and results warrant further development of this cocktail for clinical use. A new treatment, containing an optimized cocktail of three monoclonal antibodies against Ebola virus, provided full protection and disease reversal in rhesus monkeys when given under conditions in which controls succumbed by day 8; this new therapy may be a good candidate for treating Ebola virus infection in human patients. This study shows that ZMapp, an optimized cocktail of three monoclonal antibodies that has been pressed into clinical use in response to the current Ebola virus disease epidemic, was able to rescue all of 18 rhesus macaques when treatment was initiated up to five days post-infection. All three controls had died by day eight.

Severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2)-neutralizing monoclonal antibodies (mAbs) can reduce the risk of hospitalization from coronavirus disease 2019 (COVID-19) when administered early. However, SARS-CoV-2 variants of concern (VOCs) have negatively affected therapeutic use of some authorized mAbs. Using a high-throughput B cell screening pipeline, we isolated LY-CoV1404 (bebtelovimab), a highly potent SARS-CoV-2 spike glycoprotein receptor binding domain (RBD)-specific antibody. LY-CoV1404 potently neutralizes authentic SARS-CoV-2, B.1.1.7, B.1.351, and B.1.617.2. In pseudovirus neutralization studies, LY-CoV1404 potently neutralizes variants, including B.1.1.7, B.1.351, B.1.617.2, B.1.427/B.1.429, P.1, B.1.526, B.1.1.529, and the BA.2 subvariant. Structural analysis reveals that the contact residues of the LY-CoV1404 epitope are highly conserved, except for N439 and N501. The binding and neutralizing activity of LY-CoV1404 is unaffected by the most common mutations at these positions (N439K and N501Y). The broad and potent neutralization activity and the relatively conserved epitope suggest that LY-CoV1404 has the potential to be an effective therapeutic agent to treat all known variants.

Ebola virus (EBOV) is considered one of the most aggressive infectious agents and is capable of causing death in humans and nonhuman primates (NHPs) within days of exposure. Recent strategies have succeeded in preventing acquisition of infection in NHPs after treatment; however, these strategies are only successful when administered before or minutes after infection. The present work shows that a combination of three neutralizing monoclonal antibodies (mAbs) directed against the Ebola envelope glycoprotein (GP) resulted in complete survival (four of four cynomolgus macaques) with no apparent side effects when three doses were administered 3 days apart beginning at 24 hours after a lethal challenge with EBOV. The same treatment initiated 48 hours after lethal challenge with EBOV resulted in two of four cynomolgus macaques fully recovering. The survivors demonstrated an EBOV-GP-specific humoral and cell-mediated immune response. These data highlight the important role of antibodies to control EBOV replication in vivo, and support the use of mAbs against a severe filovirus infection.

SARS-CoV-2 neutralizing monoclonal antibodies (mAbs) can reduce the risk of hospitalization when administered early during COVID-19 disease. However, the emergence of variants of concern has negatively impacted the therapeutic use of some authorized mAbs. Using a high throughput B-cell screening pipeline, we isolated a highly potent SARS-CoV-2 spike glycoprotein receptor binding domain (RBD)-specific antibody called LY-CoV1404 (also known as bebtelovimab). LY-CoV1404 potently neutralizes authentic SARS-CoV-2 virus, including the prototype, B.1.1.7, B.1.351 and B.1.617.2). In pseudovirus neutralization studies, LY-CoV1404 retains potent neutralizing activity against numerous variants including B.1.1.7, B.1.351, B.1.617.2, B.1.427/B.1.429, P.1, B.1.526, B.1.1.529, and the BA.2 subvariant and retains binding to spike proteins with a variety of underlying RBD mutations including K417N, L452R, E484K, and N501Y. Structural analysis reveals that the contact residues of the LY-CoV1404 epitope are highly conserved with the exception of N439 and N501. Notably, the binding and neutralizing activity of LY-CoV1404 is unaffected by the most common mutations at these positions (N439K and N501Y). The breadth of reactivity to amino acid substitutions present among current VOC together with broad and potent neutralizing activity and the relatively conserved epitope suggest that LY-CoV1404 has the potential to be an effective therapeutic agent to treat all known variants causing COVID-19.LY-CoV1404 is a potent SARS-CoV-2-binding antibody that neutralizes all known variants of concern and whose epitope is rarely mutated.LY-CoV1404 potently neutralizes SARS-CoV-2 authentic virus and known variants of concern including the B.1.1.529 (Omicron), the BA.2 Omicron subvariant, and B.1.617.2 (Delta) variantsNo loss of potency against currently circulating variantsBinding epitope on RBD of SARS-CoV-2 is rarely mutated in GISAID databaseBreadth of neutralizing activity and potency supports clinical development.

Abstract The zoonotic spillover of the pandemic SARS-coronavirus 2 (SARS-CoV-2) from an animal reservoir, currently presumed to be the Chinese horseshoe bat, into a naïve human population has rapidly resulted in a significant global public health emergency. Worldwide circulation of SARS-CoV-2 in humans raises the theoretical risk of reverse zoonosis events with wildlife, reintroductions of SARS-CoV-2 into permissive non-domesticated animals, potentially seeding new host reservoir species and geographic regions in which bat SARS-like coronaviruses have not historically been endemic. Here we report that North American deer mice ( Peromyscus maniculatus ) and some closely related members of the Cricetidae family of rodents possess key amino acid residues within the angiotensin-converting enzyme 2 (ACE2) receptor known to confer SARS-CoV-2 spike protein binding. Peromyscus rodent species are widely distributed across North America and are the primary host reservoirs of several emerging pathogens that repeatedly spill over into humans including Borrelia burgdorferi , the causative agent of Lyme disease, deer tick virus, and Sin Nombre orthohantavirus, the causative agent of hantavirus pulmonary syndrome (HPS). We demonstrate that adult deer mice are susceptible to SARS-CoV-2 infection following intranasal exposure to a human isolate, resulting in viral replication in the upper and lower respiratory tract with little or no signs of disease. Further, shed infectious virus is detectable in nasal washes, oropharyngeal and rectal swabs, and viral RNA is detectable in feces and occasionally urine. We further show that deer mice are capable of transmitting SARS-CoV-2 to naïve deer mice through direct contact. The extent to which these observations may translate to wild deer mouse populations remains unclear, and the risk of reverse zoonosis and/or the potential for the establishment of Peromyscus rodents as a North American reservoir for SARS-CoV-2 is unknown. Nevertheless, efforts to monitor wild, peri-domestic Peromyscus rodent populations are likely warranted as the SARS-CoV-2 pandemic progresses.

ABSTRACT Severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) is the agent responsible for the ongoing global pandemic. With over 500 million cases and more than 6 million deaths reported globally, the need for access to effective vaccines is clear. An ideal SARS-CoV-2 vaccine will prevent pathology in the lungs and prevent virus replication in the upper respiratory tract, thus reducing transmission. Here, we assessed the efficacy of an adjuvanted SARS-CoV-2 S1 subunit vaccine, called COVAC-1, in an African green monkey (AGM) model. AGMs immunized and boosted with COVAC-1 were protected from SARS-CoV-2 challenge compared to unvaccinated controls based on reduced pathology and reduced viral RNA levels and infectious virus in the respiratory tract. Both neutralizing antibodies and antibodies capable of mediating antibody-dependent cell-mediated cytotoxicity (ADCC) were observed in vaccinated animals prior to the challenge. COVAC-1 induced effective protection, including in the upper respiratory tract, thus supporting further development and utility for determining the mechanism that confers this protection. AUTHOR SUMMARY Vaccines that can prevent the onward transmission of SARS-CoV-2 and prevent disease are highly desirable. Whether this can be accomplished without mucosal immunization by a parenterally administered subunit vaccine is not well established. Here we demonstrate that following two vaccinations, a protein subunit vaccine containing the S1 portion of the SARS-CoV-2 spike glycoprotein and the novel adjuvant TriAdj significantly reduces the amount of virus in the lungs and also mediates rapid clearance of the virus from the upper respiratory tract. Further support of the effectiveness of COVAC-1 was the observation of reduced pathology in the lungs and viral RNA being largely absent from tissues, blood, and rectal swabs. Thus COVAC-1 appears promising at mediating protection in both the upper and lower respiratory tract and may be capable of reducing subsequent transmission of SARS-CoV-2. Further investigation into the mechanism of protection in the upper respiratory tract and the initial immune response that supports this would be warranted.

Abstract Neutralization assays are important in understanding and quantifying neutralizing antibody responses towards SARS-CoV-2. The SARS-CoV-2 Lentivirus Surrogate Neutralization Assay (SCLSNA) can be used in biosafety level 2 (BSL-2) laboratories and has been shown to be a reliable, alternative approach to the plaque reduction neutralization test (PRNT). In this study, we optimized and validated the SCLSNA to assess its ability as a comparator and pre-screening method to support the PRNT. Comparability between the PRNT and SCLSNA was determined through clinical sensitivity and specificity evaluations. Clinical sensitivity and specificity produced acceptable results with 100% (95% CI: 94-100) specificity and 100% (95% CI: 94-100) sensitivity against ancestral Wuhan spike pseudotyped lentivirus. The sensitivity and specificity against B.1.1.7 spike pseudotyped lentivirus resulted in 88.3% (95% CI: 77.8 to 94.2) and 100% (95% CI: 94-100), respectively. Assay precision measuring intra-assay variability produced acceptable results for High (1:≥ 640 PRNT 50 ), Mid (1:160 PRNT 50 ) and Low (1:40 PRNT 50 ) antibody titer concentration ranges based on the PRNT 50 , with %CV of 14.21, 12.47, and 13.28 respectively. Intermediate precision indicated acceptable ranges for the High and Mid concentrations, with %CV of 15.52 and 16.09, respectively. However, the Low concentration did not meet the acceptance criteria with a %CV of 26.42. Acceptable ranges were found in the robustness evaluation for both intra-assay and inter-assay variability. In summary, the validation parameters tested met the acceptance criteria, making the SCLSNA method fit for its intended purpose, which can be used to support the PRNT.

Abstract The emergence of Severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) and the resultant pandemic of coronavirus disease 2019 (COVID-19) has led to over one hundred million confirmed infections, greater than three million deaths, and severe economic and social disruption. Animal models of SARS-CoV-2 are critical tools for the pre-clinical evaluation of antivirals, vaccines, and candidate therapeutics currently under urgent development to curb COVID-19-associated morbidity and mortality. The golden (Syrian) hamster model of SARS-CoV-2 infection recapitulates key characteristics of severe COVID-19, including high-titer viral replication in the upper and lower respiratory tract and the development of pathogenic lesions in the lungs. In this work we examined the influence of the route of exposure, sex, and age on SARS-CoV-2 pathogenesis in golden hamsters. We report that delivery of SARS-CoV-2 primarily to the nasal passages (low-volume intranasal), the upper and lower respiratory tract (high-volume intranasal), or the digestive tract (intragastric) results in comparable viral titers in the lung tissue and similar levels of viral shedding during acute infection. However, low-volume intranasal exposure results in milder weight loss during acute infection while intragastric exposure leads to a diminished capacity to regain body weight following the period of acute illness. Further, we examined both sex and age differences in response to SARS-CoV-2 infection. Male hamsters, and to a greater extent older male hamsters, display an impaired capacity to recover from illness and a delay in viral clearance compared to females. Lastly, route of exposure, sex, and age were found to influence the nature of the host inflammatory cytokine response, but they had a minimal effect on both the quality and durability of the humoral immune response as well as the susceptibility of hamsters to SARS-CoV-2 re-infection. Together, these data indicate that the route of exposure, sex, and age have a meaningful impact SARS-CoV-2 pathogenesis in hamsters and that these variables should be considered when designing pre-clinical challenge studies.

Abstract Long COVID or post-acute sequelae of COVID-19 (PASC) remains an ongoing public health issue that causes impairment for those afflicted and diminishes their ability to contribute to society. To address the host response underpinning respiratory PASC, we used the Golden Syrian hamster model infected with ancestral SARS-CoV-2 and examined its lung proteome in a longitudinal experiment. We infected young 6-week old male and female hamsters with 10 5 TCID 50 of virus via the intranasal route and sampled the lung at 1, 3, 5, and 31 days post infection (dpi). We compared the infected lung proteome to that of uninfected sex-matched controls. We found almost no differences in protein levels at 1 dpi, with hundreds at 3 dpi, and thousands at 5 dpi. Many overlapping differential protein levels and pathways were seen in both sexes at 3 and 5 dpi including the Coagulation and Complement cascades. Notably, we found differences between the sexes at 31 dpi which included many targets with decreased levels of protein in the males. We also noted an increase in 7 proteins in both sexes at 31 dpi including proteins responsible for airway mucosal layer integrity such as Mucin 5B and Calcium-activated chloride channel regulator 1. Longitudinally, 38 proteins were changed in levels across more than one timepoint in the males but only three proteins were in the females, Secretoglobin family 1 A member 1, Poly [ADP-ribose] polymerase, and Apolipoprotein D. Overall, we show that there are changes to the lung proteome at 31 dpi, a time when no SARS-CoV-2 remains, and that there are sex differences in that proteome after infection with the ancestral strain. We conclude that biological sex should be examined as a variable when testing medical countermeasures for PASC in the Golden Syrian hamster due to host differences between the sexes.