SUMMARY Human monoclonal antibodies are safe, preventive and therapeutic tools, that can be rapidly developed to help restore the massive health and economic disruption caused by the Covid-19 pandemic. By single cell sorting 4277 SARS-CoV-2 spike protein specific memory B cells from 14 Covid-19 survivors, 453 neutralizing antibodies were identified and 220 of them were expressed as IgG. Up to 65,9% of monoclonals neutralized the wild type virus at a concentration of >500 ng/mL, 23,6% neutralized the virus in the range of 100 - 500 ng/mL and 9,1% had a neutralization potency in the range of 10 - 100 ng/mL. Only 1,4% neutralized the authentic virus with a potency of 1-10 ng/mL. We found that the most potent neutralizing antibodies are extremely rare and recognize the RBD, followed in potency by antibodies that recognize the S1 domain, the S-protein trimeric structure and the S2 subunit. The three most potent monoclonal antibodies identified were able to neutralize the wild type and D614G mutant viruses with less than 10 ng/mL and are good candidates for the development of prophylactic and therapeutic tools against SARS-CoV-2. One Sentence Summary Extremely potent neutralizing human monoclonal antibodies isolated from Covid-19 convalescent patients for prophylactic and therapeutic interventions.

ABSTRACT To understand the nature of the antibody response to SARS-CoV-2 vaccination, we analyzed at single cell level the B cell responses of five naïve and five convalescent people immunized with the BNT162b2 mRNA vaccine. Convalescents had higher frequency of spike protein specific memory B cells and by cell sorting delivered 3,532 B cells, compared with 2,352 from naïve people. Of these, 944 from naïve and 2,299 from convalescents produced monoclonal antibodies against the spike protein and 411 of them neutralized the original Wuhan SARS-CoV-2 virus. More than 75% of the monoclonal antibodies from naïve people lost their neutralization activity against the B.1.351 (beta) and B.1.1.248 (gamma) variants while this happened only for 61% of those from convalescents. The overall loss of neutralization was lower for the B.1.1.7 (alpha) and B.1.617.2 (delta) variants, however it was always significantly higher in those of naïve people. In part this was due to the IGHV2-5;IGHJ4-1 germline, which was found only in convalescents and generated potent and broadly neutralizing antibodies. Overall, vaccination of seropositive people increases the frequency of B cells encoding antibodies with high potency and that are not susceptible to escape by any of the four variants of concern. Our data suggest that people that are seropositive following infection or primary vaccination will produce antibodies with increased potency and breadth and will be able to better control SARS-CoV-2 emerging variants.

ABSTRACT In the absence of approved drugs or vaccines, there is a pressing need to develop tools for therapy and prevention of Covid-19. Human monoclonal antibodies have very good probability of being safe and effective tools for therapy and prevention of SARS-CoV-2 infection and disease. Here we describe the screening of PBMCs from seven people who survived Covid-19 infection to isolate human monoclonal antibodies against SARS-CoV-2. Over 1,100 memory B cells were single-cell sorted using the stabilized prefusion form of the spike protein and incubated for two weeks to allow natural production of antibodies. Supernatants from each cell were tested by ELISA for spike protein binding, and positive antibodies were further tested for neutralization of spike binding to receptor(s) on Vero E6 cells and for virus neutralization in vitro. From the 1,167 memory B specific for SARS-CoV-2, we recovered 318 B lymphocytes expressing human monoclonals recognizing the spike protein and 74 of these were able to inhibit the binding of the spike protein to the receptor. Finally, 17 mAbs were able to neutralize the virus when assessed for neutralization in vitro . Lead candidates to progress into the drug development pipeline will be selected from the panel of neutralizing antibodies identified with the procedure described in this study. One Sentence Summary Neutralizing human monoclonal antibodies isolated from Covid-19 convalescent patients for therapeutic and prophylactic interventions.