ABSTRACT SARS-CoV-2, which causes COVID-19 disease, is one of greatest global pandemics in history. No effective treatment is currently available for severe COVID-19 disease. One strategy for implementing cell-based immunity involves the use of chimeric antigen receptor (CAR) technology. Unlike CAR T cells, which need to be developed using primary T cells derived from COVID-19 patients with lymphopenia, clinical success of CAR NK cell immunotherapy is possible through the development of allogeneic, universal, and ‘off-the-shelf’ CAR-NK cells from a third party, which will significantly broaden the application and reduce costs. Here, we develop a novel approach for the generation of CAR-NK cells for targeting SARS-CoV-2. CAR-NK cells were generated using the scFv domain of CR3022 (henceforth, CR3022-CAR-NK), a broadly neutralizing antibody for SARS-CoV-1 and SARS-CoV-2. CR3022-CAR-NK cells can specifically bind to RBD of SARS-CoV-2 and pseudotyped SARS-CoV-2 S protein, and can be activated by pseudotyped SARS-CoV-2-S viral particles in vitro. Further, CR3022-CAR-NK cells can specifically kill pseudo-SARS-CoV-2 infected target cells. Thus, ‘off-the-shelf’ CR3022-CAR-NK cells may have the potential to treat patients with severe COVID-19 disease.

Abstract Bispecific T-cell engager (BiTE)-based cancer therapies that activate the cytotoxic T cells of a patient’s own immune system have gained momentum with the recent FDA approval of Blinatumomab for treating B cell malignancies. However, this approach has had limited success in targeting solid tumors. Here, we report the development of BiTE-sialidase fusion proteins that enhance tumor cell susceptibility to BiTE-mediated cytolysis by T cells via targeted desialylation at the BiTE-induced T cell-tumor cell interface. Targeted desialylation results in better immunological synapse formation, T-cell activation and effector function. As a result, BiTE-sialidase fusion proteins show remarkably increased efficacy in inducing T-cell-dependent tumor cell cytolysis in response to target antigens compared to the parent BiTE molecules alone. This enhanced function is seen both in vitro and in in vivo xenograft and syngeneic solid tumor mouse models. Our findings highlight BiTE-sialidase fusion proteins as promising candidates for the development of next-generation bispecific T-cell engaging molecules for cancer immunotherapy.