With the emergence of SARS-CoV-2 variants, there is urgent need to develop broadly neutralizing antibodies. Here, we isolate two V H H nanobodies (7A3 and 8A2) from dromedary camels by phage display, which have high affinity for the receptor-binding domain (RBD) and broad neutralization activities against SARS-CoV-2 and its emerging variants. Cryo-EM complex structures reveal that 8A2 binds the RBD in its up mode and 7A3 inhibits receptor binding by uniquely targeting a highly conserved and deeply buried site in the spike regardless of the RBD conformational state. 7A3 at a dose of â‰¥5 mg/kg efficiently protects K18-hACE2 transgenic mice from the lethal challenge of B.1.351 or B.1.617.2, suggesting that the nanobody has promising therapeutic potentials to curb the COVID-19 surge with emerging SARS-CoV-2 variants.Dromedary camel ( Camelus dromedarius ) V H H phage libraries were built for isolation of the nanobodies that broadly neutralize SARS-CoV-2 variants.

Background: Hepatocellular carcinoma (HCC) is the fifth most common cancer worldwide. While conventional imaging approaches like ultrasound, CT, and MRI play critical roles in the diagnosis and surveillance of HCC, improved methods for detection and assessment of treatment response are needed. One promising approach is the use of radiolabeled antibodies for positron emission tomography (immunoPET) imaging. Glypican-3 (GPC3) is a proteoglycan that is highly expressed in the majority of HCC tumors. GPC3-specific antibodies are used to diagnose HCC histopathologically, and have been proposed as a treatment of HCC. Here, we design, synthesize and demonstrate that our humanized immunoPET agent, [89Zr]Zr-DFO-TAB-H14, can stoichiometrically bind to models of human liver cancer with varied GPC3 expression. Methods: The GPC3-specific monoclonal humanized IgG1, TAB-H14, was used as a scaffold for engineering our immunoPET agent. Fluorescent and deferroxamine (DFO) chelate conjugates of TAB-H14 were characterized using mass spectrometry. Binding affinity of TAB-H14 and conjugates for GPC3 was determined in cell-free biolayer interferometry, and cell-based radioimmunoassays. GPC3-expression was assessed by flow cytometry and immunofluorescence using commercially available anti-GPC3 antibodies and TAB-H14 in GPC3- (A431) and GPC3+ cell lines including an engineered line (A431-GPC3+, G1) and liver cancer lines (HepG2, Hep3B, and Huh7). DFO-TAB-H14, was radiolabeled with Zr-89. Mice were subcutaneously engrafted with the aforementioned cell lines and in vivo target engagement of the immunoPET agent [89Zr]Zr-DFO-TAB-H14 was determined using PET/CT, quantitative biodistribution, and autoradiography. Results: TAB-H14 demonstrated subnanomolar to nanomolar affinity for human GPC3. Fluorescently tagged TAB-H14 was able to bind to GPC3 on cell membranes of GPC3-expressing lines by flow cytometry. These results were confirmed by immunofluorescence staining of A431, G1 HepG2, Hep3B, and Huh7 tumor sections. ImmunoPET imaging with [89Zr]Zr-DFO-TAB-H14 showed stoichiometric tumor uptake corresponding to the cell surface expression levels. Autoradiography and immunostaining confirmed in vivo findings. Conclusion: We systematically demonstrate that the humanized immnoPET agent [89Zr]Zr-DFO-TAB-H14 specifically and stoichiometrically binds to GPC3 in several models of human liver cancer, serving as a promising in vivo GPC3 sensor. This agent may provide utility in HCC diagnosis and surveillance, and the selection of candidates for GPC3-directed therapies.

Abstract Chimeric antigen receptor (CAR)-T cell therapy shows great potency against hematological malignancies, whereas it remains difficult to treat solid tumors mainly due to lack of appropriate antigenic targets and immunosuppressive tumor microenvironment (TME). Checkpoint molecule PD-L1 is widely overexpressed on multiple tumor types, and the PD-1/PD-L1 interaction is a key mediator of immunosuppression in TME. Here, we isolated anti-PD-L1 single domain antibodies from a newly constructed semi-synthetic nurse shark V NAR phage library. We found that one V NAR , B2, showed cross-reactivity to human, mouse, and canine PD-L1 antigens, and it partially blocked the interaction of human PD-1 to PD-L1. Furthermore, CAR (B2) T cells specifically lysed human breast cancer and liver cancer cells by targeting constitutive and inducible expression of PD-L1, and also hindered tumor metastasis. Importantly, the combination of CAR (B2) T cells with CAR-T cells targeting liver cancer-specific antigen GPC3 regress liver tumors in mice. We concluded that PD-L1-targeted shark V NAR single domain-based CAR-T therapy is a novel strategy to treat breast cancer and liver cancer. This provides a rationale for potential use of CAR (B2) T cells as a monotherapy or combination with a tumor-specific therapy in clinical studies.