Background The rapid development of effective medical countermeasures against potential biological threat agents is vital. Repurposing existing drugs that may have unanticipated activities as potential countermeasures is one way to meet this important goal, since currently approved drugs already have well-established safety and pharmacokinetic profiles in patients, as well as manufacturing and distribution networks. Therefore, approved drugs could rapidly be made available for a new indication in an emergency. Methodology/Principal Findings A large systematic effort to determine whether existing drugs can be used against high containment bacterial and viral pathogens is described. We assembled and screened 1012 FDA-approved drugs for off-label broad-spectrum efficacy against Bacillus anthracis; Francisella tularensis; Coxiella burnetii; and Ebola, Marburg, and Lassa fever viruses using in vitro cell culture assays. We found a variety of hits against two or more of these biological threat pathogens, which were validated in secondary assays. As expected, antibiotic compounds were highly active against bacterial agents, but we did not identify any non-antibiotic compounds with broad-spectrum antibacterial activity. Lomefloxacin and erythromycin were found to be the most potent compounds in vivo protecting mice against Bacillus anthracis challenge. While multiple virus-specific inhibitors were identified, the most noteworthy antiviral compound identified was chloroquine, which disrupted entry and replication of two or more viruses in vitro and protected mice against Ebola virus challenge in vivo. Conclusions/Significance The feasibility of repurposing existing drugs to face novel threats is demonstrated and this represents the first effort to apply this approach to high containment bacteria and viruses.

Objectives: Risk for psychosis is currently defined primarily on the basis of attenuated positive symptoms (APS), with no inclusion of the functional deficits characteristic of schizophrenia. Impaired social and role functioning have been of interest for reflecting poor outcome but far less is known about the developmental impact of these deficits as vulnerability or risk factors. Methods: Age-appropriate social and role functioning were prospectively assessed in 100 individuals at clinical high risk (CHR) for psychosis included in the 8-site North American Prodromal Longitudinal Study database. A nested case-control design was used to compare changes in social and role functioning in 26 individuals converting to psychosis shortly after baseline assessment and 24 converting over a year later. Individuals in each converter subgroup were directly matched to a non-converter at the same site, controlling for time to conversion, age, gender, and severity of baseline symptoms. Results: At baseline, CHR subjects who later became psychotic were significantly more likely to be impaired socially than matched non-converters. Onset of psychosis did not further disrupt social difficulties. Role functioning showed some of the same trends, but the overall pattern was not as consistent as for the social domain. Controlling for neurocognition did not change the pattern of group differences. Conclusions: Early impaired social functioning appears to be a risk factor for psychosis and, added to APS, could potentially contribute to accurate identification of CHR individuals and provide a new direction for early intervention to reduce long-term disability.

A major public health concern associated with schizophrenia and psychotic disorders is the long-term disability that involves impaired cognition, lack of social support, and an inability to function independently in the community. A critical goal of early detection and intervention studies in psychosis is therefore to understand the factors leading to this often profound impairment.To develop a predictive model of functional (social and role) outcome in a clinical high-risk sample for psychosis.Prospective, naturalistic, longitudinal 3- to 5-year follow-up study.The Recognition and Prevention Program in New York, a research clinic located in the Zucker Hillside Hospital in New York.One hundred one treatment-seeking patients at clinical high risk for psychosis. Ninety-two (91%) were followed up prospectively for a mean (SD) of 3 (1.6) years.Neurocognitive and clinical assessment.The primary outcome variables were social and role functioning at the last follow-up visit.Poor social outcome was predicted by reduced processing speed (odds ratio [OR], 1.38; 95% CI, 1.050-1.823; P = .02), impaired social functioning at baseline (OR, 1.85; 95% CI, 1.258-2.732; P = .002), and total disorganized symptoms (OR, 5.06; 95% CI, 1.548-16.527; P = .007). Reduced performance on tests for verbal memory (OR, 1.74; 95% CI, 1.169-2.594; P = .006), role functioning at baseline (OR, 1.34; 95% CI, 1.053-1.711; P = .02), and motor disturbances (OR, 1.77; 95% CI, 1.060-2.969; P = .03) predicted role outcome. The areas under the curve for the social and role prediction models were 0.824 (95% CI, 0.736-0.913; P < .001) and 0.77 (95% CI, 0.68-0.87; P < .001), respectively, demonstrating a high discriminative ability. In addition, poor functional outcomes were not entirely dependent on the development of psychosis, because 40.3% and 45.5% of nonconverters at clinical high risk had poor social and role outcomes, respectively.Results from this study support the increasing emphasis on functional decline as a critically important outcome that parallels conversion to psychosis and suggest that both psychosis and long-term functional disability are equally important targets for prevention. Reduced neurocognitive performance, functional impairments, and nonpositive attenuated symptoms at baseline were associated with an increased risk of poor functional outcomes in our sample. Poor functional outcomes were not entirely dependent on positive symptoms and the development of psychosis, further highlighting the need for intervention at this early stage of development for those who do and do not convert to a full-blown psychotic disorder.

Abstract Recently approved vaccines have already shown remarkable protection in limiting SARS-CoV-2 associated disease. However, immunologic mechanism(s) of protection, as well as how boosting alters immunity to wildtype and newly emerging strains, remain incompletely understood. Here we deeply profiled the humoral immune response in a cohort of non-human primates immunized with a stable recombinant full-length SARS-CoV-2 spike (S) glycoprotein (NVX-CoV2373) at two dose levels, administered as a single or two-dose regimen with a saponin-based adjuvant Matrix-M™. While antigen dose had some effect on Fc-effector profiles, both antigen dose and boosting significantly altered overall titers, neutralization and Fc-effector profiles, driving unique vaccine-induced antibody fingerprints. Combined differences in antibody effector functions and neutralization were strongly associated with distinct levels of protection in the upper and lower respiratory tract, pointing to the presence of combined, but distinct, compartment-specific neutralization and Fc-mechanisms as key determinants of protective immunity against infection. Moreover, NVX-CoV2373 elicited antibodies functionally target emerging SARS-CoV-2 variants, collectively pointing to the critical collaborative role for Fab and Fc in driving maximal protection against SARS-CoV-2. Collectively, the data presented here suggest that a single dose may prevent disease, but that two doses may be essential to block further transmission of SARS-CoV-2 and emerging variants. Highlights NVX-CoV2373 subunit vaccine elicits receptor blocking, virus neutralizing antibodies, and Fc-effector functional antibodies. The vaccine protects against respiratory tract infection and virus shedding in non-human primates (NHPs). Both neutralizing and Fc-effector functions contribute to protection, potentially through different mechanisms in the upper and lower respiratory tract. Both macaque and human vaccine-induced antibodies exhibit altered Fc-receptor binding to emerging mutants.

Abstract An urgent global quest for effective therapies to prevent and treat COVID-19 disease is ongoing. We previously described REGN-COV2, a cocktail of two potent neutralizing antibodies (REGN10987+REGN10933) targeting non-overlapping epitopes on the SARS-CoV-2 spike protein. In this report, we evaluate the in vivo efficacy of this antibody cocktail in both rhesus macaques and golden hamsters and demonstrate that REGN-COV-2 can greatly reduce virus load in lower and upper airway and decrease virus induced pathological sequalae when administered prophylactically or therapeutically. Our results provide evidence of the therapeutic potential of this antibody cocktail.

The emergence of novel severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) variants stresses the continued need for next-generation vaccines that confer broad protection against coronavirus disease 2019 (COVID-19). We developed and evaluated an adjuvanted SARS-CoV-2 Spike Ferritin Nanoparticle (SpFN) vaccine in nonhuman primates (NHPs). High-dose (50 µ g) SpFN vaccine, given twice within a 28 day interval, induced a Th1-biased CD4 T cell helper response and a peak neutralizing antibody geometric mean titer of 52,773 against wild-type virus, with activity against SARS-CoV-1 and minimal decrement against variants of concern. Vaccinated animals mounted an anamnestic response upon high-dose SARS-CoV-2 respiratory challenge that translated into rapid elimination of replicating virus in their upper and lower airways and lung parenchyma. SpFN's potent and broad immunogenicity profile and resulting efficacy in NHPs supports its utility as a candidate platform for SARS-like betacoronaviruses.A SARS-CoV-2 Spike protein ferritin nanoparticle vaccine, co-formulated with a liposomal adjuvant, elicits broad neutralizing antibody responses that exceed those observed for other major vaccines and rapidly protects against respiratory infection and disease in the upper and lower airways and lung tissue of nonhuman primates.

Abstract A safe and effective vaccine against COVID-19 is urgently needed in quantities sufficient to immunise large populations. We report the preclinical development of two BNT162b vaccine candidates, which contain lipid-nanoparticle (LNP) formulated nucleoside-modified mRNA encoding SARS-CoV-2 spike glycoprotein-derived immunogens. BNT162b1 encodes a soluble, secreted, trimerised receptor-binding domain (RBD-foldon). BNT162b2 encodes the full-length transmembrane spike glycoprotein, locked in its prefusion conformation (P2 S). The flexibly tethered RBDs of the RBD-foldon bind ACE2 with high avidity. Approximately 20% of the P 2S trimers are in the two-RBD ‘down,’ one-RBD ‘up’ state. In mice, one intramuscular dose of either candidate elicits a dose-dependent antibody response with high virus-entry inhibition titres and strong TH1 CD4 + and IFNγ + CD8 + T-cell responses. Prime/boost vaccination of rhesus macaques with BNT162b candidates elicits SARS-CoV-2 neutralising geometric mean titres 8.2 to 18.2 times that of a SARS-CoV-2 convalescent human serum panel. The vaccine candidates protect macaques from SARS-CoV-2 challenge, with BNT162b2 protecting the lower respiratory tract from the presence of viral RNA and with no evidence of disease enhancement. Both candidates are being evaluated in phase 1 trials in Germany and the United States. BNT162b2 is being evaluated in an ongoing global, pivotal Phase 2/3 trial ( NCT04380701 , NCT04368728 ).

Abstract The novel virus SARS-CoV-2 has infected more than 14 million people worldwide resulting in the Coronavirus disease 2019 (COVID-19). Limited information on the underlying immune mechanisms that drive disease or protection during COVID-19 severely hamper development of therapeutics and vaccines. Thus, the establishment of relevant animal models that mimic the pathobiology of the disease is urgent. Rhesus macaques infected with SARS-CoV-2 exhibit disease pathobiology similar to human COVID-19, thus serving as a relevant animal model. In the current study, we have characterized the transcriptional signatures induced in the lungs of juvenile and old rhesus macaques following SARS-CoV-2 infection. We show that genes associated with Interferon (IFN) signaling, neutrophil degranulation and innate immune pathways are significantly induced in macaque infected lungs, while pathways associated with collagen formation are downregulated. In COVID-19, increasing age is a significant risk factor for poor prognosis and increased mortality. We demonstrate that Type I IFN and Notch signaling pathways are significantly upregulated in lungs of juvenile infected macaques when compared with old infected macaques. These results are corroborated with increased peripheral neutrophil counts and neutrophil lymphocyte ratio in older individuals with COVID-19 disease. In contrast, pathways involving VEGF are downregulated in lungs of old infected macaques. Using samples from humans with SARS-CoV-2 infection and COVID-19, we validate a subset of our findings. Finally, neutrophil degranulation, innate immune system and IFN gamma signaling pathways are upregulated in both tuberculosis and COVID-19, two pulmonary diseases where neutrophils are associated with increased severity. Together, our transcriptomic studies have delineated disease pathways to improve our understanding of the immunopathogenesis of COVID-19 to facilitate the design of new therapeutics for COVID-19.

Summary Monoclonal antibodies against SARS-CoV-2 are a clinically validated therapeutic option against COVID-19. As rapidly emerging virus mutants are becoming the next major concern in the fight against the global pandemic, it is imperative that these therapeutic treatments provide coverage against circulating variants and do not contribute to development of treatment emergent resistance. To this end, we investigated the sequence diversity of the spike protein and monitored emergence of minor virus variants in SARS-COV-2 isolates found in COVID-19 patients or identified from preclinical in vitro and in vivo studies. This study demonstrates that a combination of non-competing antibodies, REGEN-COV, not only provides full coverage against current variants of concern/interest but also protects against emergence of new such variants and their potential seeding into the population in a clinical setting.

ABSTRACT Vaccine and antiviral development against SARS-CoV-2 infection or COVID-19 disease currently lacks a validated small animal model. Here, we show that transgenic mice expressing human angiotensin converting enzyme 2 (hACE2) by the human cytokeratin 18 promoter (K18 hACE2) represent a susceptible rodent model. K18 hACE2-transgenic mice succumbed to SARS-CoV-2 infection by day 6, with virus detected in lung airway epithelium and brain. K18 ACE2-transgenic mice produced a modest TH1/2/17 cytokine storm in the lung and spleen that peaked by day 2, and an extended chemokine storm that was detected in both lungs and brain. This chemokine storm was also detected in the brain at day 4. K18 hACE2-transgenic mice are, therefore, highly susceptible to SARS-CoV-2 infection and represent a suitable animal model for the study of viral pathogenesis, and for identification and characterization of vaccines (prophylactic) and antivirals (therapeutics) for SARS-CoV-2 infection and associated severe COVID-19 disease.