BackgroundWe previously showed that small interfering RNAs (siRNAs) targeting the Zaire Ebola virus (ZEBOV) RNA polymerase L protein formulated in stable nucleic acid-lipid particles (SNALPs) completely protected guineapigs when administered shortly after a lethal ZEBOV challenge. Although rodent models of ZEBOV infection are useful for screening prospective countermeasures, they are frequently not useful for prediction of efficacy in the more stringent non-human primate models. We therefore assessed the efficacy of modified non-immunostimulatory siRNAs in a uniformly lethal non-human primate model of ZEBOV haemorrhagic fever.MethodsA combination of modified siRNAs targeting the ZEBOV L polymerase (EK-1 mod), viral protein (VP) 24 (VP24-1160 mod), and VP35 (VP35-855 mod) were formulated in SNALPs. A group of macaques (n=3) was given these pooled anti-ZEBOV siRNAs (2 mg/kg per dose, bolus intravenous infusion) after 30 min, and on days 1, 3, and 5 after challenge with ZEBOV. A second group of macaques (n=4) was given the pooled anti-ZEBOV siRNAs after 30 min, and on days 1, 2, 3, 4, 5, and 6 after challenge with ZEBOV.FindingsTwo (66%) of three rhesus monkeys given four postexposure treatments of the pooled anti-ZEBOV siRNAs were protected from lethal ZEBOV infection, whereas all macaques given seven postexposure treatments were protected. The treatment regimen in the second study was well tolerated with minor changes in liver enzymes that might have been related to viral infection.InterpretationThis complete postexposure protection against ZEBOV in non-human primates provides a model for the treatment of ZEBOV-induced haemorrhagic fever. These data show the potential of RNA interference as an effective postexposure treatment strategy for people infected with Ebola virus, and suggest that this strategy might also be useful for treatment of other emerging viral infections.FundingDefense Threat Reduction Agency.

We report cellular nanosponges as an effective medical countermeasure to the SARS-CoV-2 virus. Two types of cellular nanosponges are made of the plasma membranes derived from human lung epithelial type II cells or human macrophages. These nanosponges display the same protein receptors, both identified and unidentified, required by SARS-CoV-2 for cellular entry. It is shown that, following incubation with the nanosponges, SARS-CoV-2 is neutralized and unable to infect cells. Crucially, the nanosponge platform is agnostic to viral mutations and potentially viral species, as well. As long as the target of the virus remains the identified host cell, the nanosponges will be able to neutralize the virus.

Abstract Marburg virus (MARV) causes a severe hemorrhagic fever disease in primates with mortality rates in humans up to 90%. Since 2018, MARV has been identified as a priority pathogen by the WHO, needing urgent research and development of countermeasures due to the high public health risk it poses. Recently, the first case of MARV in West Africa underscored the significant outbreak potential of this virus. The potential for cross border spread as had occurred during the Ebola 2014-2016 outbreak illustrates the critical need for Marburg vaccines. To support regulatory approval of the ChAd3-Marburg vaccine that has completed Phase I trials, we show that a non-replicating chimpanzee-derived adenovirus vector with a demonstrated safety profile in humans (ChAd3) protected against a uniformly lethal challenge with Marburg-Angola. Protective immunity was achieved within 7 days of vaccination and was maintained through one year post vaccination, antigen-specific antibodies were a significant immune correlate of protection in the acute challenge model ( p=0 . 0003 ), and predictive for protection with an AUC = 0.88. These results demonstrate that a single-shot ChAd3 MARV vaccine generated a protective immune response that was both rapid and durable with a significant immune correlate of protection that will support advanced clinical development. One Sentence Summary A single-shot of non-replicating ChAd3-MARV vaccine demonstrated both rapid (within 1 week) and durable (12 months) protection against lethal Marburg virus infection in macaques.

Abstract Early pathogen exposure detection allows better patient care and faster implementation of public health measures (patient isolation, contact tracing). Existing exposure detection most frequently relies on overt clinical symptoms, namely fever, during the infectious prodromal period. We have developed a robust machine learning based method to better detect asymptomatic states during the incubation period using subtle, sub-clinical physiological markers. Starting with high-resolution physiological waveform data from non-human primate studies of viral (Ebola, Marburg, Lassa, and Nipah viruses) and bacterial ( Y. pestis ) exposure, we processed the data to reduce short-term variability and normalize diurnal variations, then provided these to a supervised random forest classification algorithm and post-classifier declaration logic step to reduce false alarms. In most subjects detection is achieved well before the onset of fever; subject cross-validation across exposure studies (varying viruses, exposure routes, animal species, and target dose) lead to 51h mean early detection (at 0.93 area under the receiver-operating characteristic curve [AUCROC]). Evaluating the algorithm against entirely independent datasets for Lassa, Nipah, and Y. pestis exposures un-used in algorithm training and development yields a mean 51h early warning time (at AUCROC=0.95). We discuss which physiological indicators are most informative for early detection and options for extending this capability to limited datasets such as those available from wearable, non-invasive, ECG-based sensors.

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 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 .

Abstract Infection with Sudan virus (SUDV) is characterized by an aggressive disease course with case fatality rates between 40-100% and no approved vaccines or therapeutics. SUDV causes sporadic outbreaks in sub-Saharan Africa, including a recent outbreak in Uganda which has resulted in over 100 confirmed cases in one month. Prior vaccine and therapeutic efforts have historically prioritized Ebola virus (EBOV), leading to a significant gap in available treatments. Two vaccines, Erbevo ® and Zabdeno ® /Mvabea ® , are licensed for use against EBOV but are ineffective against SUDV. Recombinant adenovirus vector vaccines have been shown to be safe and effective against filoviruses, but efficacy depends on having low seroprevalence to the vector in the target human population. For this reason, and because of an excellent safety and immunogenicity profile, ChAd3 was selected as a superior vaccine vector. Here, a ChAd3 vaccine expressing the SUDV glycoprotein (GP) was evaluated for immunogenicity and efficacy in nonhuman primates. We demonstrate that a single dose of ChAd3-SUDV confers acute and durable protection against lethal SUDV challenge with a strong correlation between the SUDV GP-specific antibody titers and survival outcome. Additionally, we show that a bivalent ChAd3 vaccine encoding the GP from both EBOV and SUDV protects against both parenteral and aerosol lethal SUDV challenge. Our data indicate that the ChAd3-SUDV vaccine is a suitable candidate for a prophylactic vaccination strategy in regions at high risk of filovirus outbreaks. One Sentence Summary: A single-dose of ChAd3 vaccine protected macaques from lethal challenge with Sudan virus (SUDV) by parenteral and aerosol routes of exposure.