DNA mismatch recognition and binding in human cells has been thought to be mediated by the hMSH2 protein. Here it is shown that the mismatch-binding factor consists of two distinct proteins, the 100-kilodalton hMSH2 and a 160-kilodalton polypeptide, GTBP (for G/T binding protein). Sequence analysis identified GTBP as a new member of the MutS homolog family. Both proteins are required for mismatch-specific binding, a result consistent with the finding that tumor-derived cell lines devoid of either protein are also devoid of mismatch-binding activity.

The molecular defects responsible for tumor cell hypermutability in humans have not yet been fully identified. Here the gene encoding a G/T mismatch-binding protein (GTBP) was localized to within 1 megabase of the related hMSH2 gene on chromosome 2 and was found to be inactivated in three hypermutable cell lines. Unlike cells defective in other mismatch repair genes, which display widespread alterations in mononucleotide, dinucleotide, and other simple repeated sequences, the GTBP-deficient cells showed alterations primarily in mononucleotide tracts. These results suggest GTBP is important for maintaining the integrity of the human genome and document molecular defects accounting for variation in mutator phenotype.

Abstract The COVID-19 pandemic caused by the β-coronavirus SARS-CoV-2 has made the development of safe and effective vaccines a critical global priority. To date, four vaccines have already been approved by European and American authorities for preventing COVID-19 but the development of additional vaccine platforms with improved supply and logistics profiles remains a pressing need. Here we report the preclinical evaluation of a novel COVID-19 vaccine candidate based on the electroporation of engineered, synthetic cDNA encoding a viral antigen in the skeletal muscle, a technology previously utilized for cancer vaccines. We constructed a set of prototype DNA vaccines expressing various forms of the SARS-CoV-2 Spike (S) protein and assessed their immunogenicity in animal models. Among them, COVID- e Vax – a DNA plasmid encoding a secreted monomeric form of SARS-CoV-2 S protein RBD – induced the most potent anti-SARS-CoV-2 neutralizing antibody responses (including against the current most common variants of concern) and a robust T cell response. Upon challenge with SARS-CoV-2, immunized K18-hACE2 transgenic mice showed reduced weight loss, improved pulmonary function and significantly lower viral replication in the lungs and brain. COVID- e Vax conferred significant protection to ferrets upon SARS-CoV-2 challenge. In summary, this study identifies COVID- e Vax as an ideal COVID-19 vaccine candidate suitable for clinical development. Accordingly, a combined phase I-II trial has recently started in Italy.

Abstract DNA-based vaccines represent a simple, safe and promising strategy for harnessing the immune system to fight infectious diseases as well as various forms of cancer and thus are considered an important tool in the cancer immunotherapy toolbox. Nonetheless, the manufacture of plasmid DNA vaccines has several drawbacks, including long lead times and the need to remove impurities from bacterial cultures. Here we report the development of polymerase chain reaction (PCR)-produced amplicon expression vectors as DNA vaccines and their in vivo application to elicit antigen-specific immune responses in animal cancer models. Amplicons encoding tumor-associated-antigens, such as telomerase reverse transcriptase or neoantigens expressed by murine tumor cell lines were able to elicit antigen-specific immune responses and proved to significantly impact tumor growth when administered in combination with immune-checkpoint inhibitors (ICIs). These results strongly support the further exploration of the use of PCR-based amplicons as an innovative immunotherapeutic approach to cancer treatment.

ABSTRACT Since its first detection in China in late 2019, SARS-CoV-2, the etiologic agent of COVID-19 pandemic, has infected a wide range of animal species, especially mammals, all over the world. Indeed, as reported by the American Veterinary Medical Association, besides human-to-human transmission, human-to-animal transmission has been observed in some wild animals and pets, especially in cats. With animal models as an invaluable tool in the study of infectious diseases combined with the fact that the intermediate animal source of SARS-CoV-2 is still unknown, researchers have demonstrated that cats are permissive to COVID-19 and are susceptible to airborne infections. Given the high transmissibility potential of SARS-CoV-2 to different host species and the close contact between humans and animals, it is crucial to find mechanisms to prevent the transmission chain and reduce the risk of spillover to susceptible species. Here, we show results from a randomized Phase I/II clinical study conducted in domestic cats to assess safety and immunogenicity of a linear DNA (“linDNA”) vaccine encoding the RBD domain of SARS-CoV-2. No significant adverse events occurred and both RBD-specific binding/neutralizing antibodies and T cells were detected. These findings demonstrate the safety and immunogenicity of a genetic vaccine against COVID-19 administered to cats and strongly support the development of vaccines for preventing viral spread in susceptible species, especially those in close contact with humans.

Abstract DNA integrity is a key issue in gene therapy and genetic vaccine approaches based on plasmid DNA. In contrast to messenger RNA that requires a controlled cold chain for efficacy, DNA molecules are considered to be more stable. In this study, we challenged this concept by characterizing the immunological response induced by a plasmid DNA vaccine delivered using electroporation. As a model, we used COVID-eVax, which is a plasmid DNA vaccine that targets the receptor binding domain (RBD) of the SARS-CoV-2 spike protein. Increased nicked DNA was produced by using either an accelerated stability protocol or a lyophilization protocol. Surprisingly, the immune response induced in vivo was only minimally affected by the percentage of open circular DNA. This result suggests that plasmid DNA vaccines, such as COVID-eVax that has completed a phase I clinical trial, retain their efficacy upon storage at higher temperatures and this feature may facilitate their use in low-/middle-income countries.

Abstract Background Tracking the genetic variability of Severe Acute Respiratory Syndrome CoronaVirus 2 (SARS-CoV-2) is a crucial challenge. Mainly to identify target sequences in order to generate robust vaccines and neutralizing monoclonal antibodies, but also to track viral genetic temporal and geographic evolution and to mine for variants associated with reduced or increased disease severity. Several online tools and bioinformatic phylogenetic analyses have been released, but the main interest lies in the Spike protein, which is the pivotal element of current vaccine design, and in the Receptor Binding Domain, that accounts for most of the neutralizing the antibody activity. Methods Here, we present an open-source bioinformatic protocol, and a web portal focused on SARS-CoV-2 single mutations and minimal consensus sequence building as a companion vaccine design tool. Furthermore, we provide immunogenomic analyses to understand the impact of the most frequent RBD variations. Results Results on the whole GISAID sequence dataset at the time of the writing (October 2020) reveals an emerging mutation, S477N, located on the central part of the Spike protein Receptor Binding Domain, the Receptor Binding Motif. Immunogenomic analyses revealed some variation in mutated epitope MHC compatibility, T-cell recognition, and B-cell epitope probability for most frequent human HLAs. Conclusions This work provides a framework able to track down SARS-CoV-2 genomic variability.