The Coronavirus disease 2019 (COVID-19) pandemic has created one of the largest global health crises in almost a century. Although the current rate of SARS-CoV-2 infections has decreased significantly; the long-term outlook of COVID-19 remains a serious cause of high death worldwide; with the mortality rate still surpassing even the worst mortality rates recorded for the influenza viruses. The continuous emergence of SARS-CoV-2 variants of concern (VOCs), including multiple heavily mutated Omicron sub-variants, have prolonged the COVID-19 pandemic and outlines the urgent need for a next-generation vaccine that will protect from multiple SARS-CoV-2 VOCs.In the present study, we designed a multi-epitope-based Coronavirus vaccine that incorporated B, CD4+, and CD8+ T cell epitopes conserved among all known SARS-CoV-2 VOCs and selectively recognized by CD8+ and CD4+ T-cells from asymptomatic COVID-19 patients irrespective of VOC infection. The safety, immunogenicity, and cross-protective immunity of this pan-Coronavirus vaccine were studied against six VOCs using an innovative triple transgenic h-ACE-2-HLA-A2/DR mouse model.The Pan-Coronavirus vaccine: (i) is safe; (ii) induces high frequencies of lung-resident functional CD8+ and CD4+ TEM and TRM cells; and (iii) provides robust protection against virus replication and COVID-19-related lung pathology and death caused by six SARS-CoV-2 VOCs: Alpha (B.1.1.7), Beta (B.1.351), Gamma or P1 (B.1.1.28.1), Delta (lineage B.1.617.2) and Omicron (B.1.1.529).A multi-epitope pan-Coronavirus vaccine bearing conserved human B and T cell epitopes from structural and non-structural SARS-CoV-2 antigens induced cross-protective immunity that cleared the virus, and reduced COVID-19-related lung pathology and death caused by multiple SARS-CoV-2 VOCs.

ABSTRACT Following acute herpes simplex virus type 2 (HSV-2) infection, the virus undergoes latency in sensory neurons of the dorsal root ganglia (DRG). Intermittent virus reactivation from latency and shedding in the vaginal mucosa (VM) causes recurrent genital herpes. While T-cells appear to play a role in controlling virus reactivation and reducing the severity of recurrent genital herpes, the mechanisms for recruiting these T-cells into DRG and VM tissues remain to be fully elucidated. The present study investigates the effect of CXCL9, CXCL10, and CXCL11 T-cell-attracting chemokines on the frequency and function of DRG- and VM-resident CD4 + and CD8 + T cells and its effect on the frequency and severity of recurrent genital herpes. HSV-2 latent-infected guinea pigs were immunized intramuscularly with the HSV-1 RR2 protein (Prime) and subsequently treated intravaginally with the neurotropic adeno-associated virus type 8 (AAV-8) expressing CXCL9, CXCL10, or CXCL11 T-cell-attracting chemokines ( Pull) . Compared to the RR2 therapeutic vaccine alone, the RR2/CXCL11 prime/pull therapeutic vaccine significantly increased the frequencies of functional tissue-resident (T RM cells) and effector (T EM cells) memory CD4 + and CD8 + T cells in both DRG and VM tissues. This was associated with less virus shedding in the healed genital mucosal epithelium and reduced frequency and severity of recurrent genital herpes. These findings confirm the role of local DRG- and VM-resident CD4 + and CD8 + T RM and T EM cells in reducing virus reactivation shedding and the severity of recurrent genital herpes and propose the novel prime/pull vaccine strategy to protect against recurrent genital herpes. IMPORTANCE The present study investigates a novel prime/pull therapeutic vaccine strategy to protect against recurrent genital herpes in the guinea pig model. HSV-2 infected guinea pigs were vaccinated using a recombinantly expressed herpes tegument protein-RR2 ( prime ), followed by intravaginal treatment with the neurotropic adeno-associated virus type 8 (AAV-8) expressing CXCL9, CXCL10, or CXCL11 T-cell-attracting chemokines (pull). The RR2/CXCL11 prime/pull therapeutic vaccine elicited a significant reduction in virus shedding in the vaginal mucosa and decreased the severity and frequency of recurrent genital herpes. This protection was associated with increased frequencies of functional tissue-resident (T RM cells) and effector (T EM cells) memory CD4 + and CD8 + T cells infiltrating latently infected DRG tissues and the healed regions of the vaginal mucosa. These findings shed light on the role of tissue-resident (T RM cells) and effector (T EM cells) memory CD4 + and CD8 + T cells in DRG and vaginal mucosa (VM) tissues in protection against recurrent genital herpes and propose the prime/pull therapeutic vaccine strategy in combating genital herpes. TWEET A therapeutic RR2/CXCL11 prime/pull vaccine reduced recurrent genital herpes more effectively than therapeutic vaccination with a subunit HSV RR2 antigen alone.

ABSTRACT The pandemic of the coronavirus disease 2019 (COVID-19) has created the largest global health crisis in almost a century. Following exposure to SARS-CoV-2, the virus particles replicate in the lungs, induce a “cytokine storm” and potentially cause life-threatening inflammatory disease. Low frequencies of function SARS-CoV-2-specific CD4 + and CD8 + T cells in the lungs of COVID-19 patients were associated with severe cases of COVID-19. The apparent low level of T cell-attracting CXCL9, CXCL10, and CXCL11 chemokines in infected lungs may not be sufficient enough to assure the sequestration and/or homing of CD4 + and CD8 + T cells from the circulation into infected lungs. We hypothesize that a Coronavirus vaccine strategy that boosts the frequencies of functional SARS-CoV-2-specific CD4 + and CD8 + T cells in the lungs would lead to better protection against SARS-CoV-2 infection, COVID19-like symptoms, and death. In the present study, we designed and pre-clinically tested the safety, immunogenicity, and protective efficacy of a novel multi-epitope//CXCL11 prime/pull mucosal Coronavirus vaccine. This prime/pull vaccine strategy consists of intranasal delivery of a lung-tropic adeno-associated virus type 9 (AAV-9) vector that incorporates highly conserved human B, CD4 + CD8 + cell epitopes of SARS-CoV-2 ( prime ) and pulling the primed B and T cells into the lungs using the T cell attracting chemokine, CXCL-11 ( pull ). We demonstrated that immunization of HLA-DR*0101/HLA-A*0201/hACE2 triple transgenic mice with this multi-epitope//CXCL11 prime/pull Coronavirus mucosal vaccine: ( i ) Increased the frequencies of CD4 + and CD8 + T EM , T CM , and T RM cells in the lungs; and ( ii ) reduced COVID19-like symptoms, lowered virus replication, and prevented deaths following challenge with SARS-CoV-2. These findings discuss the importance of bolstering the number and function of lung-resident memory CD4 + and CD8 + T cells for better protection against SARS-CoV-2 infection, COVID-19-like symptoms, and death.

Abstract Background Tumor necrosis factor (TNF) is a pleiotropic cytokine that plays a critical role in the pathogenesis of immune-mediated diseases including inflammatory bowel disease (IBD). The stability of its mRNA transcript, determined in part by destabilizing sequences in its AAUU repeats (ARE) gene region, is an important regulator of its tissue and systemic levels. A deletion in the ARE region of the gene resulted in IBD and arthritis in mice and pigs, supporting a critical role for the cytokine in human IBD and several human arthritides. A mutation in the same area of the mouse genome by Genentech scientists (T.Y., M.K.) resulted in a similar but not identical phenotype. Methods Here, we compare histopathological, cellular, and molecular features of the strains and propose reasons for their distinct phenotypes. First, while homozygous TNFΔARE mice develop severe arthritis and die after weaning, homozygous Genentech TNFΔARE (ΔG/ΔG) mice have normal lifespans, and males are often fertile. Results We found that while the ileitic phenotype had peaked at 12 weeks of age in all mice, colitis progressed mostly after 20 weeks of age in heterozygous mice. Their variably penetrant arthritic phenotype progressed mostly after 20 weeks, also in heterozygous mice from both strains. There was expansion of central memory T and B cells in lymphoid organs of TNF-overproducing strains and their transcriptional profile shared well-known pathogenetic pathways with human IBD. Finally, we found differences in the mutated sequences within the ARE regions of the TNF gene and in their microbiota composition and genetic background. These differences likely explain their phenotypic differences. Conclusions In summary, we describe a different strain of TNF-overproducing mice with an overlapping, yet not identical phenotype, which may have differential applications than the original strain.

Background: Nucleoside-modified mRNA encapsulated in lipid nanoparticles (LNPs) have emerged as a promising vaccine strategy, especially for COVID-19. While the LNPs protect mRNA from degradation and efficiently deliver the mRNA to antigen-presenting cells, the effect of lipid composition on the immunogenicity and protective efficacy of mRNA/LNP vaccines is not well characterized. Studies on using the mRNA/LNP platform for vaccines have largely focused on the nucleic acid cargo with less attention paid to the LNP vehicle. Whether the composition and biophysical properties of LNPs impact vaccine performance remains to be fully elucidated. Methods: In the present study, we used SARS-CoV-2 Spike-mRNA as a prototype vaccine to study the effect of four different LNPs with various lipid compositions. Results: We demonstrate that when the same Spike-mRNA was delivered in the LNP4 formulation based on phospholipid 1,2-dioleoyl-sn-glycero-3-Phosphoethanolamine, it outperformed other LNPs (LNP1, LNP2, and LNP3) that are based on different lipids. Compared to the other three LNPs, LNP4 (i) enhanced the phenotypic and functional maturation of dendritic cells; (ii) induced strong T-cell responses; (iii) increased the secretion of proinflammatory cytokines and pro-follicular T helper (Tfh) cell cytokines; (iv) induced higher neutralization IgG titers; and (v) provided better protection against SARS-CoV-2 infection and COVID-19-like symptoms in the hamster model. Furthermore, we compared LNP-4 with the commercially available LNPs and found it to provide better T-cell immunity against COVID-19 in hamsters. Conclusion: This study suggests mRNA vaccines encapsulated in Phospholipid 1,2-Dioleoyl-sn-Glycero-3-PhosphoEthanolamine containing LNPs induced Potent B- and T cell immunity. The mechanisms by which Phospholipid 1,2-Dioleoyl-sn-Glycero-3-PhosphoEthanolamine-based LNPs may activate protective B and T cells are discussed.