Abstract Multiple SARS-CoV-2 vaccines have shown protective efficacy, which is most likely mediated by neutralizing antibodies recognizing the viral entry protein, Spike. Antibodies from SARS-CoV-2 infection neutralize the virus by focused targeting of Spike and there is limited serum cross-neutralization of the closely-related SARS-CoV. As new SARS-CoV-2 variants are rapidly emerging, exemplified by the B.1.1.7, 501Y.V2 and P.1 lineages, it is critical to understand if antibody responses induced by infection with the original SARS-CoV-2 virus or the current vaccines will remain effective against virus variants. In this study we evaluate neutralization of a series of mutated Spike pseudotypes including a B.1.1.7 Spike pseudotype. The analyses of a panel of Spike-specific monoclonal antibodies revealed that the neutralizing activity of some antibodies was dramatically reduced by Spike mutations. In contrast, polyclonal antibodies in the serum of patients infected in early 2020 remained active against most mutated Spike pseudotypes. The majority of serum samples were equally able to neutralize the B.1.1.7 Spike pseudotype, however potency was reduced in a small number of samples (3 of 36) by 5–10-fold. This work highlights that changes in the SARS-CoV-2 Spike can alter neutralization sensitivity and underlines the need for effective real-time monitoring of emerging mutations and their impact on vaccine efficacy.

ABSTRACT People living with HIV (PLWH) on suppressive antiretroviral therapy (ART) can have residual immune dysfunction and often display poorer responses to vaccination. We assessed in a cohort of PLWH (n=110) and HIV negative controls (n=64) the humoral and spike-specific B-cell responses following 1, 2 or 3 SARS-CoV-2 vaccine doses. PLWH had significantly lower neutralizing antibody (nAb) titers than HIV-negative controls at all studied timepoints. Moreover, their neutralization breadth was reduced with fewer individuals developing a neutralizing response against the Omicron variant (BA.1) relative to controls. We also observed a delayed development of neutralization in PLWH that was underpinned by a reduced frequency of spike-specific memory B cells (MBCs) and pronounced B cell dysfunction. Improved neutralization breadth was seen after the third vaccine dose in PLWH but lower nAb responses persisted and were associated with global, but not spike-specific, MBC dysfunction. In contrast to the inferior antibody responses, SARS-CoV-2 vaccination induced robust T cell responses that cross-recognized variants in PLWH. Strikingly, a subset of PLWH with low or absent neutralization had detectable functional T cell responses. These individuals had reduced numbers of circulating T follicular helper cells and an enriched population of CXCR3 + CD127 + CD8 + T cells after two doses of SARS-CoV-2 vaccination, which may compensate for sub-optimal serological responses in the event of infection. Therefore, normalisation of B cell homeostasis could improve serological responses to vaccines in PLWH and evaluating T cell immunity could provide a more comprehensive immune status profile in these individuals and others with B cell imbalances.

Summary The coronavirus disease 2019 (COVID-19) pandemic, which is caused by severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) is a global public health challenge. While the efficacy of vaccines against emerging and future virus variants remains unclear, there is a need for therapeutics. Repurposing existing drugs represents a promising and potentially rapid opportunity to find novel antivirals against SARS-CoV-2. The virus encodes at least nine enzymatic activities that are potential drug targets. Here we have expressed, purified and developed enzymatic assays for SARS-CoV-2 nsp13 helicase, a viral replication protein that is essential for the coronavirus life cycle. We screened a custom chemical library of over 5000 previously characterised pharmaceuticals for nsp13 inhibitors using a FRET-based high-throughput screening (HTS) approach. From this, we have identified FPA-124 and several suramin-related compounds as novel inhibitors of nsp13 helicase activity in vitro . We describe the efficacy of these drugs using assays we developed to monitor SARS-CoV-2 growth in Vero E6 cells.

Abstract Immunological determinants favouring emergence of broadly neutralising antibodies are crucial to the development of HIV-1 vaccination strategies. Here, we combined RNAseq and B cell cloning approaches to isolate a broadly neutralising antibody (bnAb) ELC07 from an individual living with untreated HIV-1. Using single particle cryogenic electron microscopy (cryo-EM), we show that the antibody recognises a conformational epitope at the gp120-gp41 interface. ELC07 binds the closed state of the viral glycoprotein causing considerable perturbations to the gp41 trimer core structure. Phenotypic analysis of memory B cell subsets from the ELC07 bnAb donor revealed a lack of expected HIV-1-associated dysfunction, specifically no increase in CD21 - /CD27 - cells was observed whilst the resting memory (CD21 + /CD27 + ) population appeared preserved despite uncontrolled HIV-1 viraemia. Moreover, single cell transcriptomes of memory B cells from this bnAb donor showed a resting memory phenotype irrespective of the epitope they targeted or their ability to neutralise diverse strains of HIV-1. Strikingly, single memory B cells from the ELC07 bnAb donor were transcriptionally similar to memory B cells from HIV-negative individuals. Our results demonstrate that potent bnAbs can arise without the HIV-1-induced dysregulation of the memory B cell compartment and suggest that sufficient levels of antigenic stimulation with a strategically designed immunogen could be effective in HIV-negative vaccine recipients.

We have developed a method to introduce novel paratopes into the human antibody repertoire by modifying the immunoglobulin genes of mature B cells directly using genome editing technologies. We used CRISPR-Cas9 in a homology directed repair strategy, to replace the heavy chain (HC) variable region in B cell lines with that from an HIV broadly neutralizing antibody, PG9. Our strategy is designed to function in cells that have undergone VDJ recombination using any combination of variable (V), diversity (D) and joining (J) genes. The modified locus expresses PG9 HC which pairs with native light chains resulting in the cell surface expression of HIV specific B cell receptors (BCRs). Endogenous activation-induced cytidine deaminase (AID) in engineered cells allowed for Ig class switching and generated BCR variants with improved anti-HIV neutralizing activity. Thus, BCRs engineered in this way retain the genetic flexibility normally required for affinity maturation during adaptive immune responses.