Summary SARS-CoV-2 Omicron is highly transmissible and has substantial resistance to antibody neutralization following immunization with ancestral spike-matched vaccines. It is unclear whether boosting with Omicron-specific vaccines would enhance immunity and protection. Here, nonhuman primates that received mRNA-1273 at weeks 0 and 4 were boosted at week 41 with mRNA-1273 or mRNA-Omicron. Neutralizing antibody titers against D614G were 4760 and 270 reciprocal ID 50 at week 6 (peak) and week 41 (pre-boost), respectively, and 320 and 110 for Omicron. Two weeks after boost, titers against D614G and Omicron increased to 5360 and 2980, respectively, for mRNA-1273 and 2670 and 1930 for mRNA-Omicron. Following either boost, 70-80% of spike-specific B cells were cross-reactive against both WA1 and Omicron. Significant and equivalent control of virus replication in lower airways was observed following either boost. Therefore, an Omicron boost may not provide greater immunity or protection compared to a boost with the current mRNA-1273 vaccine.

mRNA-1273 vaccine efficacy against SARS-CoV-2 Delta wanes over time; however, there are limited data on the impact of durability of immune responses on protection. We immunized rhesus macaques at weeks 0 and 4 and assessed immune responses over one year in blood, upper and lower airways. Serum neutralizing titers to Delta were 280 and 34 reciprocal ID 50 at weeks 6 (peak) and 48 (challenge), respectively. Antibody binding titers also decreased in bronchoalveolar lavage (BAL). Four days after challenge, virus was unculturable in BAL and subgenomic RNA declined ∼3-log 10 compared to control animals. In nasal swabs, sgRNA declined 1-log 10 and virus remained culturable. Anamnestic antibody responses (590-fold increase) but not T cell responses were detected in BAL by day 4 post-challenge. mRNA-1273-mediated protection in the lungs is durable but delayed and potentially dependent on anamnestic antibody responses. Rapid and sustained protection in upper and lower airways may eventually require a boost.

Abstract Expanding the arsenal of prophylactic approaches against SARS-CoV-2 is of utmost importance, specifically those strategies that are resistant to antigenic drift in Spike. Here, we conducted a screen with over 16,000 RNAi triggers against the SARS-CoV-2 genome using a massively parallel assay to identify hyper-potent siRNAs. We selected 10 candidates for in vitro validation and found five siRNAs that exhibited hyper-potent activity with IC50<20pM and strong neutralisation in live virus experiments. We further enhanced the activity by combinatorial pairing of the siRNA candidates to develop siRNA cocktails and found that these cocktails are active against multiple types of variants of concern (VOC). We examined over 2,000 possible mutations to the siRNA target sites using saturation mutagenesis and identified broad protection against future variants. Finally, we demonstrated that intranasal administration of the siRNA cocktail effectively attenuates clinical signs and viral measures of disease in the Syrian hamster model. Our results pave the way to development of an additional layer of antiviral prophylaxis that is orthogonal to vaccines and monoclonal antibodies.

Abstract SARS-CoV-2 has the capacity to evolve mutations to escape vaccine-and infection-acquired immunity and antiviral drugs. A variant-agnostic therapeutic agent that protects against severe disease without putting selective pressure on the virus would thus be a valuable biomedical tool. Here, we challenged rhesus macaques with SARS-CoV-2 Delta and simultaneously treated them with aerosolized RBD-62, a protein developed through multiple rounds of in vitro evolution of SARS-CoV-2 RBD to acquire 1000-fold enhanced ACE2 binding affinity. RBD-62 treatment gave equivalent protection in upper and lower airways, a phenomenon not previously observed with clinically approved vaccines. Importantly, RBD-62 did not block the development of memory responses to Delta and did not elicit anti-drug immunity. These data provide proof-of-concept that RBD-62 can prevent severe disease from a highly virulent variant.

SUMMARY Some G protein-coupled receptor (GPCR) ligands act as “biased agonists” which preferentially activate specific signaling transducers over others. Although GPCRs are primarily found at the plasma membrane, GPCRs can traffic to and signal from many subcellular compartments. Here, we determine that differential subcellular signaling contributes to the biased signaling generated by three endogenous ligands of the chemokine GPCR CXCR3. The signaling profile of CXCR3 changed as it trafficked from the plasma membrane to endosomes in a ligand-specific manner. Endosomal signaling was critical for biased activation of G proteins, β-arrestins, and ERK1/2. In CD8+ T cells, the chemokines promoted unique transcriptional responses predicted to regulate inflammatory pathways. In a mouse model of contact hypersensitivity, β-arrestin-biased CXCR3-mediated inflammation was dependent on receptor internalization. Our work demonstrates that differential subcellular signaling is critical to the overall biased response observed at CXCR3, which has important implications for drugs targeting chemokine receptors and other GPCRs.

The continued evolution of SARS-CoV-2 variants capable of subverting vaccine and infection-induced immunity suggests the advantage of a broadly protective vaccine against betacoronaviruses (β-CoVs). Recent studies have isolated monoclonal antibodies (mAbs) from SARS-CoV-2 recovered-vaccinated donors capable of neutralizing many variants of SARS-CoV-2 and other β-CoVs. Many of these mAbs target the conserved S2 stem region of the SARS-CoV-2 spike protein, rather the receptor binding domain contained within S1 primarily targeted by current SARS-CoV-2 vaccines. One of these S2-directed mAbs, CC40.8, has demonstrated protective efficacy in small animal models against SARS-CoV-2 challenge. As the next step in the pre-clinical testing of S2-directed antibodies as a strategy to protect from SARS-CoV-2 infection, we evaluated the

SARS-CoV-2 continues to pose a global threat, and current vaccines, while effective against severe illness, fall short in preventing transmission. To address this challenge, there9s a need for vaccines that induce mucosal immunity and can rapidly control the virus. In this study, we demonstrate that a single immunization with a novel gorilla adenovirus-based vaccine (GRAd) carrying the pre-fusion stabilized Spike protein (S-2P) in non-human primates provided protective immunity for over one year against the BA.5 variant of SARS-CoV-2. A prime-boost regimen using GRAd followed by adjuvanted S-2P (GRAd+S-2P) accelerated viral clearance in both the lower and upper airways. GRAd delivered via aerosol (GRAd(AE)+S-2P) modestly improved protection compared to its matched intramuscular regimen, but showed dramatically superior boosting by mRNA and, importantly, total virus clearance in the upper airway by day 4 post infection. GrAd vaccination regimens elicited robust and durable systemic and mucosal antibody responses to multiple SARS-CoV-2 variants, but only GRAd(AE)+S-2P generated long-lasting T cell responses in the lung. This research underscores the flexibility of the GRAd vaccine platform to provide durable immunity against SARS-CoV-2 in both the lower and upper airways.