Summary Current C0VID-19 vaccines have been associated with a decline in infection rates, prevention of severe disease and a decrease in mortality rates. However, SARS-CoV-2 variants are continuously evolving, and development of new accessible COVID-19 vaccines is essential to mitigate the pandemic. Here, we present data on preclinical studies in mice of a receptor-binding domain (RBD)-based recombinant protein vaccine (PHH-1V) consisting of an RBD fusion heterodimer comprising the B.1.351 and B.1.1.7 SARS-CoV-2 variants formulated in SQBA adjuvant, an oil-in-water emulsion. A prime-boost immunisation with PHH-1V in BALB/c and K18-hACE2 mice induced a CD4 + and CD8 + T cell response and RBD-binding antibodies with neutralising activity against several variants, and also showed a good tolerability profile. Significantly, RBD fusion heterodimer vaccination conferred 100% efficacy, preventing mortality in SARS-CoV-2 infected K18-hACE2 mice, but also reducing Beta, Delta and Omicron infection in lower respiratory airways. These findings demonstrate the feasibility of this recombinant vaccine strategy.

ABSTRACT The continuing high global incidence of COVID-19 and the undervaccinated status of billions of persons strongly motivate the development of a new generation of efficacious vaccines. We have developed an adjuvanted vaccine candidate, PHH-1V, based on a protein comprising the receptor binding domain (RBD) of the Beta variant of SARS-CoV-2 fused in tandem with the equivalent domain of the Alpha variant, with its immunogenicity, safety and efficacy previously demonstrated in mouse models. In the present study, we immunized pigs with different doses of PHH-1V in a prime-and-boost scheme showing PHH-1V to exhibit an excellent safety profile in pigs and to produce a solid RBD-specific humoral response with neutralising antibodies to 7 distinct SARS-CoV-2 variants of concern, with the induction of a significant IFNγ + T-cell response. We conclude that PHH-1V is safe and elicits a robust immune response to SARS-CoV-2 in pigs, a large animal preclinical model.

SUMMARY SARS-CoV-2 emerged in December 2019 and quickly spread worldwide, continuously striking with an unpredictable evolution. Despite the success in vaccine production and mass vaccination programmes, the situation is not still completely controlled, and therefore accessible second-generation vaccines are required to mitigate the pandemic. We previously developed an adjuvanted vaccine candidate coded PHH-1V, based on a heterodimer fusion protein comprising the RBD domain of two SARS-CoV-2 variants. Here, we report data on the efficacy, safety, and immunogenicity of PHH-1V in cynomolgus macaques. PHH-1V prime-boost vaccination induces high levels of RBD-specific IgG binding and neutralising antibodies against several SARS-CoV-2 variants, as well as a balanced Th1/Th2 cellular immune response. Remarkably, PHH-1V vaccination prevents SARS-CoV-2 replication in the lower respiratory tract and significantly reduces viral load in the upper respiratory tract after an experimental infection. These results highlight the potential use of the PHH-1V vaccine in humans, currently undergoing Phase III clinical trials.

The envelope glycoprotein (Env) of retroviruses, such as the Feline leukemia virus (FeLV), is the main target of neutralizing humoral response, and therefore, a promising vaccine candidate, despite its reported poor immunogenicity. The incorporation of mutations that stabilize analogous proteins from other viruses in their prefusion conformation (e.g., HIV Env, SARS-CoV-2 S, or RSV F glycoproteins) has improved their capability to induce neutralizing protective immune responses. Therefore, we have stabilized the FeLV Env protein following a strategy based on the incorporation of a disulfide bond and an Ile/Pro mutation (SOSIP) previously used to generate soluble HIV Env trimers. We have characterized this SOSIP-FeLV Env in its soluble form and as a transmembrane protein present at high density on the surface of FeLV Gag-based VLPs. Furthermore, we have tested its immunogenicity in DNA-immunization assays in C57BL/6 mice. Low anti-FeLV Env responses were detected in SOSIP-FeLV soluble protein-immunized animals; however, unexpectedly no responses were detected in the animals immunized with SOSIP-FeLV Gag-based VLPs. In contrast, high humoral response against FeLV Gag was observed in the animals immunized with control Gag VLPs lacking SOSIP-FeLV Env, while this response was significantly impaired when the VLPs incorporated SOSIP-FeLV Env. Our data suggest that FeLV Env can be stabilized as a soluble protein and can be expressed in high-density VLPs. However, when formulated as a DNA vaccine, SOSIP-FeLV Env remains poorly immunogenic, a limitation that must be overcome to develop an effective FeLV vaccine.