Abstract Vaccination efficacy is enhanced by targeting the antigen-presenting cell compartment. Here, we show that S1-Fc antigen delivery targeting the FcγR + antigen-presenting cell compartment elicits anti-SARS-CoV-2 S1-antigen specific IgG production in vivo exerting biologically functional and protective activity against live virus infection, assessed in a stringent experimental virus challenge assay in vitro . The S1-domain of the SARS-CoV-2 spike protein was genetically fused to a human immunoglobulin Fc moiety, which contributes to mediate S1-Fc cellular internalization by FcγR + antigen-presenting cells. Immediately upon administration intramuscularly, our novel vaccine candidate recombinant rS1-Fc homes to lymph nodes in vivo where FcγR + antigen-presenting cells reside. Seroconversion is achieved as early as day 7, mounting considerably increased levels of anti-S1 IgGs in vivo . Interestingly, immunization at elevated doses with non-expiring S1-Fc encoding dsDNA favors the education of a desired antigen-specific adaptive T cell response. However, low-dose immunization, safeguarding patient safety, using recombinant rS1-Fc, elicits a considerably elevated protection amplitude against live SARS-CoV-2 infection. Our promising findings on rS1-Fc protein immunization prompted us to further develop an affordable and safe product for delivery to our communities in need for COVID-19 vaccinations.

ABSTRACT The identification of a vaccination candidate against COVID-19 providing protecting activity against emerging SARS-COV-2 variants remains challenging. Here, we report protection activity against a spectrum of SARS-COV-2 and variants by immunization with protein-based recombinant RBD-C-tag administered with aluminum-phosphate adjuvant intramuscularly. Immunization of C57BL/6 mice with RBD-C-tag resulted in the in vivo production of IgG antibodies recognizing the immune-critical spike protein of the SARS-COV-2 virus as well as the SARS-COV-2 variants alpha (“United Kingdom”), beta (“South Africa”), gamma (“Brazil/Japan”), and delta (“India”) as well as wt -spike protein. RBD-C-tag immunization led to a desired Th1 polarization of CD4 T cells producing IFNγ. Importantly, RBD-C-tag immunization educated IgG production delivers antibodies that exert neutralizing activity against the highly transmissible SARS-COV-2 virus strains “Washington”, “South Africa” (beta), and “India” (delta) as determined by conservative infection protection experiments in vitro. Hence, the protein-based recombinant RBD-C-tag is considered a promising vaccination candidate against COVID-19 and a broad range of emerging SARS-COV-2 virus variants.