Abstract There is a great need for the development of vaccines for preventing SARS-CoV-2 infection and mitigating the COVID-19 pandemic. Here, we developed two modified vaccinia Ankara (MVA) based vaccines which express either a membrane anchored full-length spike protein (MVA/S) stabilized in a prefusion state or the S1 region of the spike (MVA/S1) which forms trimers and is secreted. Both immunogens contained the receptor-binding domain (RBD) which is a known target of antibody-mediated neutralization. Following immunizations with MVA/S or MVA/S1, both spike protein recombinants induced strong IgG antibodies to purified full-length SARS-CoV-2 spike protein. The MVA/S induced a robust antibody response to purified RBD, S1 and S2 whereas MVA/S1 induced an antibody response to the S1 region outside of the RBD region. Both vaccines induced an antibody response in the lung and that was associated with induction of bronchus-associated lymphoid tissue. MVA/S but not MVA/S1 vaccinated mice generated robust neutralizing antibody responses against SARS-CoV-2 that strongly correlated with RBD antibody binding titers. Mechanistically, S1 binding to ACE-2 was strong but reduced following prolonged pre-incubation at room temperature suggesting confirmation changes in RBD with time. These results demonstrate MVA/S is a potential vaccine candidate against SARS-CoV-2 infection.

In December 2023, we observed a notable shift in the COVID-19 landscape, when JN.1 omicron emerged as the predominant SARS-CoV-2 variant with a 95% incidence. We characterized the clinical profile, and genetic changes in JN.1, an emerging SARS-CoV-2 variant of interest. Whole genome sequencing was performed on SARS-CoV-2 positive clinical specimens, followed by sequence analysis. Mutations within the spike protein sequences were analysed and compared with the previously reported lineages and sub-lineages, to identify the potential impact of the unique mutations on protein structure and possible alterations in the functionality. Several unique and dynamic mutations were identified herein. Molecular docking analysis showed changes in the binding affinity, and key interacting residues of wild-type and mutated structures with key host cell receptors of SARS-CoV-2 entry viz., ACE2, CD147, CD209L and AXL. Our data provides key insights on the emergence of newer variants and highlights the necessity for robust and sustained global genomic surveillance of SARS-CoV-2.

Abstract The SARS-CoV-2 BA.1 and BA.2 (Omicron) variants contain more than 30 mutations within the spike protein and evade therapeutic monoclonal antibodies (mAbs). Here, we report a receptor-binding domain (RBD) targeting human antibody (002-S21F2) that effectively neutralizes live viral isolates of SARS-CoV-2 variants of concern (VOCs) including Alpha, Beta, Gamma, Delta, and Omicron (BA.1 and BA.2) with IC50 ranging from 0.02 – 0.05 μg/ml. This near germline antibody 002-S21F2 has unique genetic features that are distinct from any reported SARS-CoV-2 mAbs. Structural studies of the full-length IgG in complex with spike trimers (Omicron and WA.1) reveal that 002-S21F2 recognizes an epitope on the outer face of RBD (class-3 surface), outside the ACE2 binding motif and its unique molecular features enable it to overcome mutations found in the Omicron variants. The discovery and comprehensive structural analysis of 002-S21F2 provide valuable insight for broad and potent neutralization of SARS-CoV-2 Omicron variants BA.1 and BA.2.

A detailed understanding of the molecular features of the neutralizing epitopes developed by viral escape mutants is important for predicting and developing vaccines or therapeutic antibodies against continuously emerging SARS-CoV-2 variants. Here, we report three human monoclonal antibodies (mAbs) generated from COVID-19 recovered individuals during first wave of pandemic in India. These mAbs had publicly shared near germline gene usage and potently neutralized Alpha and Delta, but poorly neutralized Beta and completely failed to neutralize Omicron BA.1 SARS-CoV-2 variants. Structural analysis of these three mAbs in complex with trimeric spike protein showed that all three mAbs are involved in bivalent spike binding with two mAbs targeting class-1 and one targeting class-4 Receptor Binding Domain (RBD) epitope. Comparison of immunogenetic makeup, structure, and function of these three mAbs with our recently reported class-3 RBD binding mAb that potently neutralized all SARS-CoV-2 variants revealed precise antibody footprint, specific molecular interactions associated with the most potent multi-variant binding / neutralization efficacy. This knowledge has timely significance for understanding how a combination of certain mutations affect the binding or neutralization of an antibody and thus have implications for predicting structural features of emerging SARS-CoV-2 escape variants and to develop vaccines or therapeutic antibodies against these.

Biologic therapies inhibiting the IL-4 or IL-5 pathways are very effective in the treatment of asthma and other related conditions. However, the cytokines IL-4 and IL-5 also play a role in the generation of adaptive immune responses. Although these biologics do not cause overt immunosuppression, their effect in primary severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) immunization has not been studied completely.

Abstract Background The first coronavirus disease 2019 (COVID-19) case in the United States was recognized on 19 January 2020, but the time of introduction of the virus into the United States is unknown. An existing sample cohort was examined for serologic evidence of early severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) infections. Methods A repository of 46 120 samples from healthy routine blood donors, representing 46 states and the District of Columbia, was tested for total antibodies to SARS-CoV-2 nucleocapsid (anti-N) using a commercial test. All reactive samples were further tested using an experimental receptor-binding domain (RBD)–specific immunoglobulin G (IgG) enzyme-linked immunosorbent assay. Further testing was also conducted for anti-spike (anti-S) antibodies by commercial tests, experimental anti-S immunologic blocking, and for antibodies to the 4 human cold coronaviruses. Results Anti-N reactivity was observed in 92 tested samples (0.2%), 91 of which had adequate volume for further testing; of these, 55 were confirmed positive by anti-RBD. None of these reactive findings were attributable to the other human coronaviruses tested. The confirmed-positive frequency increased over time paralleling patterns observed for COVID-19 cases reported in the United States (in contrast to stable patterns over time for the cold coronaviruses). Nine confirmed positive samples (0.07%) were identified among the 13 364 donations collected between 13 December 2019 and 22 January 2020. None of these early confirmed-positive samples were reactive by commercial anti-S tests suggesting very recent infection. Conclusions The samples tested in this study were broadly representative of the United States, and all were from individuals who had successfully donated blood. The antibody-reactive results of this study suggest that SARS-CoV-2 was likely present in the United States before 19 January 2020.

Summary HIV-1 clade C envelope immunogens that elicit both neutralizing and non-neutralizing V1V2-scaffold specific antibodies (protective correlates from RV144 human trial) are urgently needed due to the prevalence of this clade in the most impacted regions worldwide. To achieve this, we introduced structure-guided changes followed by consensus-C sequence-guided optimizations at the V2-region to generate UFO-v2-RQH 173 trimer. This improved the abundance of native-like trimers and carried an intrinsic dynamic V2-loop. Following immunization of rabbits, the wild-type protein failed to elicit any autologous neutralizing antibodies but UFO-v2-RQH 173 elicited both autologous neutralizing and broad V1V2-scaffold antibodies. The variant with 173Y modification in V2-region, most prevalent among HIV-1 sequences, showed decreased ability in displaying native-like V1V2 epitope with time in-vitro and elicited antibodies with lower neutralizing and higher V1V2-scaffold activities. Our results identify a clade C C.1086-UFO-v2-RQH 173 trimer capable of eliciting improved neutralizing and V1V2-scaffold antibodies, and reveal the importance of V2-region in tuning this.

The ART program in low- and middle-income countries (LMIC) like India, has a public health approach with the standardized regimen for all people living with HIV (PLHIV). Based on the evidence from high-income countries (HIC), the successful implication and scale-up of ART in India, the risk of an enhanced and accentuated onset of premature-aging or age-related diseases could be observed in PLHIV. However, very limited data is available on residual inflammation and immune activation in the populations who are on first-generation anti-HIV drugs like zidovudine and lamivudine that had more toxic side effects. Therefore, the aim of the present study was to evaluate the levels of systemic inflammation and understand the risk of age-associated diseases in PLHIV on long-term suppressive ART using a large number of biomarkers of the inflammation and immune activation. Blood samples were obtained from therapy naïve PLHIV (Pre-ART, n=43), PLHIV on ART for >5 years (ART, n=53), and HIV-negative healthy controls (HIVNC, n=41). Samples were analyzed for 92 markers of inflammation, sCD14, sCD163, and telomere length. Several statistical tests were performed to compare the groups under study. Multivariate linear regression was used to investigate the associations. Despite a median duration of eight years of successful ART, sCD14 (p<0.001) and sCD163 (p=0.04) levels continued to be significantly elevated in ART group as compared to HIVNC. Eleven inflammatory markers, including 4E-BP1, ADA, CCL23, CD5, CD8A, CST5, MMP1, NT3, SLAMF1, TRAIL and TRANCE, were found to be significantly different (p<0.05) between the groups. Many of these markers are associated with age-related co-morbidities including cardiovascular disease, neurocognitive decline and some of these markers are being reported for the first time in the context of HIV-induced inflammation. Linear regression analysis showed a significant negative association between HIV-1-positivity and telomere length (p<0.0001). In ART-group CXCL1 (p=0.048) and TGF-α (p=0.026) have a significant association with increased telomere length and IL-10RA was significantly associated with decreased telomere length (p=0.042). This observation warrants further mechanistic studies to generate evidence to highlight the need for enhanced treatment monitoring and special interventions in HIV-infected individuals.