Background Despite preventive vaccines for oncogenic human papillomaviruses (HPVs), cervical intraepithelial neoplasia (CIN) is common, and current treatments are ablative and can lead to long-term reproductive morbidity. We assessed whether VGX-3100, synthetic plasmids targeting HPV-16 and HPV-18 E6 and E7 proteins, delivered by electroporation, would cause histopathological regression in women with CIN2/3. Methods Efficacy, safety, and immunogenicity of VGX-3100 were assessed in CIN2/3 associated with HPV-16 and HPV-18, in a randomised, double-blind, placebo-controlled phase 2b study. Patients from 36 academic and private gynaecology practices in seven countries were randomised (3:1) to receive 6 mg VGX-3100 or placebo (1 mL), given intramuscularly at 0, 4, and 12 weeks. Randomisation was stratified by age (<25 vs ≥25 years) and CIN2 versus CIN3 by computer-generated allocation sequence (block size 4). Funder and site personnel, participants, and pathologists were masked to treatment. The primary efficacy endpoint was regression to CIN1 or normal pathology 36 weeks after the first dose. Per-protocol and modified intention-to-treat analyses were based on patients receiving three doses without protocol violations, and on patients receiving at least one dose, respectively. The safety population included all patients who received at least one dose. The trial is registered at ClinicalTrials.gov (number NCT01304524) and EudraCT (number 2012-001334-33). Findings Between Oct 19, 2011, and July 30, 2013, 167 patients received either VGX-3100 (n=125) or placebo (n=42). In the per-protocol analysis 53 (49·5%) of 107 VGX-3100 recipients and 11 (30·6%) of 36 placebo recipients had histopathological regression (percentage point difference 19·0 [95% CI 1·4–36·6]; p=0·034). In the modified intention-to-treat analysis 55 (48·2%) of 114 VGX-3100 recipients and 12 (30·0%) of 40 placebo recipients had histopathological regression (percentage point difference 18·2 [95% CI 1·3–34·4]; p=0·034). Injection-site reactions occurred in most patients, but only erythema was significantly more common in the VGX-3100 group (98/125, 78·4%) than in the placebo group (24/42, 57·1%; percentage point difference 21·3 [95% CI 5·3–37·8]; p=0·007). Interpretation VGX-3100 is the first therapeutic vaccine to show efficacy against CIN2/3 associated with HPV-16 and HPV-18. VGX-3100 could present a non-surgical therapeutic option for CIN2/3, changing the treatment outlook for this common disease. Funding Inovio Pharmaceuticals.

The coronavirus family member, SARS-CoV-2 has been identified as the causal agent for the pandemic viral pneumonia disease, COVID-19. At this time, no vaccine is available to control further dissemination of the disease. We have previously engineered a synthetic DNA vaccine targeting the MERS coronavirus Spike (S) protein, the major surface antigen of coronaviruses, which is currently in clinical study. Here we build on this prior experience to generate a synthetic DNA-based vaccine candidate targeting SARS-CoV-2 S protein. The engineered construct, INO-4800, results in robust expression of the S protein in vitro. Following immunization of mice and guinea pigs with INO-4800 we measure antigen-specific T cell responses, functional antibodies which neutralize the SARS-CoV-2 infection and block Spike protein binding to the ACE2 receptor, and biodistribution of SARS-CoV-2 targeting antibodies to the lungs. This preliminary dataset identifies INO-4800 as a potential COVID-19 vaccine candidate, supporting further translational study.

Summary Coronavirus disease 2019 (COVID-19), caused by the SARS-CoV-2 virus, has had a dramatic global impact on public health, social, and economic infrastructures. Here, we assess immunogenicity and anamnestic protective efficacy in rhesus macaques of the intradermal (ID)-delivered SARS-CoV-2 spike DNA vaccine, INO-4800. INO-4800 is an ID-delivered DNA vaccine currently being evaluated in clinical trials. Vaccination with INO-4800 induced T cell responses and neutralizing antibody responses against both the D614 and G614 SARS-CoV-2 spike proteins. Several months after vaccination, animals were challenged with SARS-CoV-2 resulting in rapid recall of anti-SARS-CoV-2 spike protein T and B cell responses. These responses were associated with lower viral loads in the lung and with faster nasal clearance of virus. These studies support the immune impact of INO-4800 for inducing both humoral and cellular arms of the adaptive immune system which are likely important for providing durable protection against COVID-19 disease.

Abstract Global surveillance has identified emerging SARS-CoV-2 variants of concern (VOC) associated with broadened host specificity, pathogenicity, and immune evasion to vaccine induced immunity. Here we compared humoral and cellular responses against SARS-CoV-2 VOC in subjects immunized with the DNA vaccine, INO-4800. INO-4800 vaccination induced neutralizing antibodies against all variants tested, with reduced levels detected against B.1.351. IFNγ T cell responses were fully maintained against all variants tested.

Abstract Here we have employed SynCon ® design technology to construct a DNA vaccine expressing a pan-Spike immunogen (INO-4802) to induce broad immunity across SARS-CoV-2 variants of concern (VOC). Compared to WT and VOC-matched vaccines which showed reduced cross-neutralizing activity, INO-4802 induced potent neutralizing antibodies and T cell responses against WT as well as B.1.1.7, P.1, and B.1.351 VOCs in a murine model. In addition, a hamster challenge model demonstrated that INO-4802 conferred superior protection following intranasal B.1.351 challenge. Protection against weight loss associated with WT, B.1.1.7, P.1 and B.1.617.2 challenge was also demonstrated. Vaccinated hamsters showed enhanced humoral responses against VOC in a heterologous WT vaccine prime and INO-4802 boost setting. These results demonstrate the potential of the pan-SARS-CoV-2 vaccine, INO-4802 to induce cross-reactive immune responses against emerging VOC as either a standalone vaccine, or as a potential boost for individuals previously immunized with WT-matched vaccines.

Abstract The ongoing COVID-19 pandemic has resulted in significant global morbidity and mortality on a scale similar to the influenza pandemic of 1918. Over the course of the last few months, a number of SARS-CoV-2 variants have been identified against which vaccine-induced immune responses may be less effective. These “variants-of-concern” have garnered significant attention in the media, with discussion around their impact on the future of the pandemic and the ability of leading COVID-19 vaccines to protect against them effectively. To address concerns about emerging SARS-CoV-2 variants affecting vaccine-induced immunity, we investigated the neutralisation of representative ‘G614’, ‘501Y.V1’ and ‘501Y.V2’ virus isolates using sera from ferrets that had received prime-boost doses of the DNA vaccine, INO-4800. Neutralisation titres against G614 and 501Y.V1 were comparable, but titres against the 501Y.V2 variant were approximately 4-fold lower, similar to results reported with other nucleic acid vaccines and supported by in silico biomolecular modelling. The results confirm that the vaccine-induced neutralising antibodies generated by INO-4800 remain effective against current variants-of-concern, albeit with lower neutralisation titres against 501Y.V2 similar to other leading nucleic acid-based vaccines.

Abstract Antibodies from SARS-CoV-2 vaccines may target epitopes which reduce durability or increase the potential for escape from vaccine-induced immunity. Using a novel synthetic vaccinology pipeline, we developed rationally immune focused SARS-CoV-2 Spike-based vaccines. N-linked glycans can be employed to alter antibody responses to infection and vaccines. Utilizing computational modeling and comprehensive in vitro screening, we incorporated glycans into the Spike Receptor-Binding Domain (RBD) and assessed antigenic profiles. We developed glycan coated RBD immunogens and engineered seven multivalent configurations. Advanced DNA delivery of engineered nanoparticle vaccines rapidly elicited potent neutralizing antibodies in guinea pigs, hamsters and multiple mouse models, including human ACE2 and human B cell repertoire transgenics. RBD nanoparticles encoding wild-type and the P.1 SARS-CoV-2 variant induced high levels of cross-neutralizing antibodies. Single, low dose immunization protected against a lethal SARS-CoV-2 challenge. Single-dose coronavirus vaccines via DNA-launched nanoparticles provide a platform for rapid clinical translation of novel, potent coronavirus vaccines.

SUMMARY The enhanced transmissibility and immune evasion associated with emerging SARS-CoV-2 variants demands the development of next-generation vaccines capable of inducing superior protection amid a shifting pandemic landscape. Since a portion of the global population harbors some level of immunity from vaccines based on the original Wuhan-Hu-1 SARS-CoV-2 sequence or natural infection, an important question going forward is whether this immunity can be boosted by next-generation vaccines that target emerging variants while simultaneously maintaining long-term protection against existing strains. Here, we evaluated the immunogenicity of INO-4800, our synthetic DNA vaccine candidate for COVID-19 currently in clinical evaluation, and INO-4802, a next-generation DNA vaccine designed to broadly target emerging SARS-CoV-2 variants, as booster vaccines in nonhuman primates. Rhesus macaques primed over one year prior with the first-generation INO-4800 vaccine were boosted with either INO-4800 or INO-4802 in homologous or heterologous prime-boost regimens. Both boosting schedules led to an expansion of antibody responses which were characterized by improved neutralizing and ACE2 blocking activity across wild-type SARS-CoV-2 as well as multiple variants of concern. These data illustrate the durability of immunity following vaccination with INO-4800 and additionally support the use of either INO-4800 or INO-4802 in prime-boost regimens.

Monoclonal antibodies are a possible adjunct to vaccination and drugs in treatment of influenza virus infection. However questions remain whether small animal models accurately predict efficacy in humans. We have established the pig, a large natural host animal for influenza, with many physiological similarities to humans, as a robust model for testing monoclonal antibodies. We show that a strongly neutralizing monoclonal antibody (2-12C) against the hemagglutinin head administered prophylactically at 15 mg/kg reduced viral load and lung pathology after pandemic H1N1 influenza challenge. A lower dose of 1 mg/kg of 2-12C or a DNA plasmid encoded version of 2-12C, reduced pathology and viral load in the lungs, but not viral shedding in nasal swabs. We propose that the pig influenza model will be useful for testing candidate monoclonal antibodies and emerging delivery platforms prior to human trials.

Abstract SARS-CoV-2 ( S evere A cute R espiratory S yndrome Co rona v irus 2 ) has caused a global pandemic of COVID-19 resulting in cases of mild to severe respiratory distress and significant mortality. The global outbreak of this novel coronavirus has now infected >8 million people worldwide with >2 million cases in the US (June 17 th , 2020). There is an urgent need for vaccines and therapeutics to combat the spread of this coronavirus. Similarly, the development of diagnostic and research tools to determine infection and vaccine efficacy are critically needed. Molecular assays have been developed to determine viral genetic material present in patients. Serological assays have been developed to determine humoral responses to the spike protein or receptor binding domain (RBD). Detection of functional antibodies can be accomplished through neutralization of live SARS-CoV2 virus, but requires significant expertise, an infectible stable cell line, a specialized BioSafety Level 3 (BSL-3) facility. As large numbers of people return from quarantine, it is critical to have rapid diagnostics that can be widely adopted and employed to assess functional antibody levels in the returning workforce. This type of surrogate neutralization diagnostic can also be used to assess humoral immune responses induced in patients from the large number of vaccine and immunotherapy trials currently on-going. Here we describe a rapid serological diagnostic assay for determining antibody receptor blocking and demonstrate the broad utility of the assay by measuring the antibody functionality of sera from small animals and non-human primates immunized with an experimental SARS-CoV-2 vaccine and using sera from infected patients.