Abstract Effective intervention strategies are urgently needed to control the COVID-19 pandemic. Human angiotensin-converting enzyme 2 (ACE2) is a carboxypeptidase that forms a dimer and serves as the cellular receptor for SARS-CoV-2. It is also a key negative regulator of the renin-angiotensin system (RAS), conserved in mammals, which modulates vascular functions. We report here the properties of a trimeric ACE2 variant, created by a structure-based approach, with binding affinity of ~60 pM for the spike (S) protein of SARS-CoV-2, while preserving the wildtype peptidase activity as well as the ability to block activation of angiotensin II receptor type 1 in the RAS. Moreover, the engineered ACE2 potently inhibits infection of SARS-CoV-2 in cell culture. These results suggest that engineered, trimeric ACE2 may be a promising anti-SARS-CoV-2 agent for treating COVID-19.

Monoclonal antibodies are a promising approach to treat COVID-19, however the emergence of SARS-CoV-2 variants has challenged the efficacy and future of these therapies. Antibody cocktails are being employed to mitigate these challenges, but neutralization escape remains a major challenge and alternative strategies are needed. Here we present two anti-SARS-CoV-2 spike binding antibodies, one Class 1 and one Class 4, selected from our non-immune human single-chain variable fragment (scFv) phage library, that are engineered into four, fully-human IgG-like bispecific antibodies (BsAb). Prophylaxis of hACE2 mice and post-infection treatment of golden hamsters demonstrates the efficacy of the monospecific antibodies against the original Wuhan strain, while promising in vitro results with the BsAbs demonstrate enhanced binding and distinct synergistic effects on neutralizing activity against circulating variants of concern. In particular, one BsAb engineered in a tandem scFv-Fc configuration shows synergistic neutralization activity against several variants of concern including B.1.617.2. This work provides evidence that synergistic neutralization can be achieved using a BsAb scaffold, and serves as a foundation for the future development of broadly reactive BsAbs against emerging variants of concern.

The SARS-CoV-2 pandemic has affected more than 70 million people worldwide and resulted in over 1.5 million deaths. A broad deployment of effective immunization campaigns to achieve population immunity at global scale will depend on the biological and logistical attributes of the vaccine. Here, two adeno-associated viral (AAV)-based vaccine candidates demonstrate potent immunogenicity in mouse and nonhuman primates following a single injection. Peak neutralizing antibody titers remain sustained at 5 months and are complemented by functional memory T-cells responses. The AAVrh32.33 capsid of the AAVCOVID vaccine is an engineered AAV to which no relevant pre-existing immunity exists in humans. Moreover, the vaccine is stable at room temperature for at least one month and is produced at high yields using established commercial manufacturing processes in the gene therapy industry. Thus, this methodology holds as a very promising single dose, thermostable vaccine platform well-suited to address emerging pathogens on a global scale.

Abstract Coronavirus disease 2019 continues to batter the world with the unceasing introduction of new variants of the causative virus, SARS-CoV-2. In order to understand differences in disease caused by variants of concern and to develop variant-specific vaccines, suitable small animal models are required that mimic disease progression in humans at various stages of life. In this study, we compared the dynamics of infection with two SARS-CoV-2 variants of concern (Delta and Omicron) in aged (>1 year 3 months old) and young (<5 weeks old) Syrian hamsters ( Mesocricetus auratus ). We show that no weight loss occurred in Omicron infected groups regardless of age, while infection with the Delta variant caused weight loss of up to 10% by day 7 post-infection with slower and incomplete recovery in the aged group. Omicron replicated to similar levels as Delta in the lungs, trachea and nasal turbinates, with no significant differences in the tissue viral loads of aged versus young animals for either variant. In contrast to rare necrosis observed in Omicron-infected animals regardless of age, severe necrosis was observed in the olfactory epithelium in Delta-infected animals. Omicron infection also resulted in mild pulmonary disease in both young and aged animals compared to the moderate acute necrotizing bronchointerstitial pneumonia seen in Delta-infected animals. These results suggest that Omicron infection results in an attenuated clinical disease outlook in Syrian hamsters compared to infection with the Delta variant irrespective of age.

Abstract Using an unbiased interrogation of the memory B cell repertoire of convalescent COVID-19 patients, we identified human antibodies that demonstrated robust antiviral activity in vitro and efficacy in vivo against all tested SARS-CoV-2 variants. Here, we describe the pre-clinical characterization of an antibody cocktail, IMM-BCP-01, that consists of three unique, patient-derived recombinant neutralizing antibodies directed at non-overlapping surfaces on the SARS-CoV-2 spike protein. Two antibodies, IMM20184 and IMM20190 directly block spike binding to the ACE2 receptor. Binding of the third antibody, IMM20253, to its unique epitope on the outer surface of RBD, alters the conformation of the spike trimer, promoting release of spike monomers. These antibodies decreased SARS-CoV-2 infection in the lungs of Syrian golden hamsters, and efficacy in vivo efficacy was associated with broad antiviral neutralizing activity against multiple SARS-CoV-2 variants and robust antiviral effector function response, including phagocytosis, ADCC, and complement pathway activation. Our pre-clinical data demonstrate that the three antibody cocktail IMM-BCP-01 shows promising potential for preventing or treating SARS-CoV-2 infection in susceptible individuals. One sentence summary IMM-BCP-01 cocktail triggers Spike Trimer dissociation, neutralizes all tested variants in vitro , activates a robust effector response and dose-dependently inhibits virus in vivo .

Tau inclusions are a shared feature of many neurodegenerative conditions and tau mutations lead to frontotemporal dementia. Approaches to treatment of these conditions have focused directly on the tau protein by targeting its post-translational modifications, its levels and its tendency to aggregate. We discovered a novel regulatory pathway for tau degradation that operates through the Rhes protein, a GTPase. Rhes is farnesylated and treatment with the farnesyl transferase inhibitor, lonafarnib, reduced Rhes, attenuated behavioral abnormalities, significantly reduced atrophy, tau inclusions, sumoylation and ubiquitination, as well as microgliosis in the rTg4510 tauopathy mouse. Direct reduction of Rhes levels reproduced the results observed with lonafarnib. The mechanism of lonafarnib action, as mediated by Rhes to reduce tau pathology, operates through the lysosome without involvement of the proteasome. Finally we show that the developmental increase in Rhes levels can be homeostatically regulated in the presence of tau mutations as a protective mechanism through which cells sense abnormal tau before any pathology is present. The extensive human trials of lonafarnib for other conditions, makes this drug ideal for repurposing to treat tauopathies.