SUMMARY The emergence of SARS-CoV-2 variants with greater transmissibility or immune evasion properties has jeopardized the existing vaccine and antibody-based countermeasures. Here, we evaluated the efficacy of boosting with the protein nanoparticle NVX-CoV2373 or NVX-CoV2540 vaccines containing ancestral or BA.5 S proteins, respectively, in mRNA-immunized pre-immune hamsters, against challenge with the Omicron BA.5 variant of SARS-CoV-2. Serum antibody binding and neutralization titers were quantified before challenge, and viral loads were measured 3 days after challenge. Compared to an mRNA vaccine boost, NVX-CoV2373 or NVX-CoV2540 induced higher serum antibody binding responses against ancestral Wuhan-1 or BA.5 spike proteins, and greater neutralization of Omicron BA.1 and BA.5 variants. One and three months after vaccine boosting, hamsters were challenged with the Omicron BA.5 variant. NVX-CoV2373 and NVX-CoV2540 boosted hamsters showed reduced viral infection in the nasal washes, nasal turbinates, and lungs compared to unvaccinated animals. Also, NVX-CoV2540 BA.5 boosted animals had fewer breakthrough infections than NVX-CoV2373 or mRNA-vaccinated hamsters. Thus, immunity induced by NVX-CoV2373 or NVX-CoV2540 boosting can protect against the Omicron BA.5 variant in the Syrian hamster model. IMPORTANCE As SARS-CoV-2 variants continue to emergence, the efficacy of prior and updated COVID-19 vaccines need to be tested. Here, we tested the efficacy of two nanoparticle protein-based vaccines in pre-immune hamsters against a challenge with the BA.5 Omicron variant of SARS-CoV-2. Compared to an mRNA vaccine boost, the nanoparticle vaccine NVX-CoV2373 and NVX-CoV2540 induced higher serum antibody binding and neutralization responses against ancestral Wuhan-1 or BA.5 variants. One and three months after the last immunization, hamsters were challenged with the Omicron BA.5 variant. NVX-CoV2373 and NVX-CoV2540 boosted hamsters showed reduced viral infection in the nasal washes, nasal turbinates, and lungs compared to unvaccinated animals. Animals that received the homologous vaccine, NVX-CoV2540, had fewer breakthrough infections than NVX-CoV2373 or mRNA-vaccinated hamsters. Together, our data shows that the BA.5 nanoparticle vaccine is effective and that it is important to update the COVID-19 vaccine to match currently circulating strains of SARS-CoV-2.

ABSTRACT The continued emergence of severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) variants necessitates updating coronavirus disease 2019 (COVID-19) vaccines to match circulating strains. The immunogenicity and efficacy of these vaccines must be tested in pre-clinical animal models. In Syrian hamsters, we measured the humoral and cellular immune response after immunization with the nanoparticle recombinant Spike (S) protein-based COVID-19 vaccine (Novavax, Inc.). We also compared the efficacy of the updated monovalent XBB.1.5 variant vaccine with previous COVID-19 vaccines for the induction of XBB.1.5 and EG.5.1 neutralizing antibodies and protection against a challenge with the EG.5.1 variant of SARS-CoV-2. Immunization induced high levels of S-specific IgG and IgA antibody-secreting cells and antigen-specific CD4 + T cells. The XBB.1.5 and XBB.1.16 vaccines, but not the Prototype vaccine, induced high levels of neutralizing antibodies against the XBB.1.5, EG.5.1, and JN.1 variants of SARS-CoV-2. Upon challenge with the Omicron EG.5.1 variant, the XBB.1.5 and XBB.1.16 vaccines reduced the virus load in the lungs, nasal turbinates, trachea, and nasal washes. The bivalent vaccine (Prototype rS + BA.5 rS) continued to offer protection in the trachea and lungs, but protection was reduced in the upper airways. By contrast, the monovalent Prototype vaccine no longer offered good protection, and breakthrough infections were observed in all animals and tissues. Thus, based on these study results, the protein-based XBB.1.5 vaccine is immunogenic and increased the breadth of protection against the Omicron EG.5.1 variant in the Syrian hamster model. IMPORTANCE As SARS-CoV-2 continues to evolve, there is a need to assess the immunogenicity and efficacy of updated vaccines against newly emerging variants in pre-clinical models such as mice and hamsters. Here, we compared the immunogenicity and efficacy between the updated XBB.1.5, the original Prototype Wuhan-1, and the bivalent Prototype + BA.5 vaccine against a challenge with the EG.5.1 Omicron variant of SARS-CoV-2 in hamsters. The XBB.1.5 and bivalent vaccine, but not the Prototype, induced serum-neutralizing antibodies against EG.5.1, albeit the titers were higher in the XBB.1.5 immunized hamsters. The presence of neutralizing antibodies was associated with complete protection against EG.5.1 infection in the lower airways and reduced virus titers in the upper airways. Compared with the bivalent vaccine, immunization with XBB.1.5 improved viral control in the nasal turbinates. Together, our data show that the updated vaccine is immunogenic and that it offers better protection against recent variants of SARS-CoV-2.