Immunological study of COVID-19 vaccine candidate based on recombinant spike trimer protein from different SARS-CoV-2 variants of concern

Abstract

The emergency of new SARS-CoV-2 variants that feature increased immune escape marks an urgent demand for better vaccines that will provide broader immunogenicity. Here, we evaluated the immunogenic capacity of vaccine candidates based on the recombinant trimeric spike protein (S) of different SARS-CoV-2 variants of concern (VOC), including the ancestral Wuhan, Beta and Delta viruses. In particular, we assessed formulations containing either single or combined S protein variants. Our study shows that the formulation containing the single S protein from the ancestral Wuhan virus at a concentration of 2µg (SW2-Vac 2µg) displayed in the mouse model the highest IgG antibody levels against all the three (Wuhan, Beta, and Delta) SARS-CoV-2 S protein variants tested. In addition, this formulation induced significantly higher neutralizing antibody titers against the three viral variants when compared with authorized Gam-COVID-Vac-rAd26/rAd5 (Sputnik V) or ChAdOx1 (AstraZeneca) vaccines. SW2-Vac 2µg was also able to induce IFN-gamma and IL-17, memory CD4 populations and follicular T cells. Used as a booster dose for schedules performed with different authorized vaccines, SW2-Vac 2µg vaccine candidate also induced higher levels of total IgG and IgG isotypes against S protein from different SARS-CoV-2 variants in comparison with those observed with homologous 3-dose schedule of Sputnik V or AstraZeneca. Moreover, SW2-Vac 2µg booster induced broadly strong neutralizing antibody levels against the three tested SARS-CoV-2 variants. SW2-Vac 2µg booster also induced CD4+ central memory, CD4+ effector and CD8+ populations. Overall, the results demonstrate that SW2-Vac 2 µg is a promising formulation for the development of a next generation COVID-19 vaccine.Fil: Rudi, Erika. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Biotecnología y Biología Molecular. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Biotecnología y Biología Molecular; ArgentinaFil: Martin Aispuro, Pablo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Biotecnología y Biología Molecular. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Biotecnología y Biología Molecular; ArgentinaFil: Zurita, Maria Eugenia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Biotecnología y Biología Molecular. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Biotecnología y Biología Molecular; ArgentinaFil: González López Ledesma, María Mora. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; ArgentinaFil: Bottero, Daniela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Biotecnología y Biología Molecular. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Biotecnología y Biología Molecular; ArgentinaFil: Malito, Juan Pablo Alfonso. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación en Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Virología e Innovaciones Tecnológicas. Grupo Vinculado Incuinta al IVIT | Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Virología e Innovaciones Tecnológicas. Grupo Vinculado Incuinta al IVIT; ArgentinaFil: Gabrielli, Magali. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Biotecnología y Biología Molecular. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Biotecnología y Biología Molecular; ArgentinaFil: Gaillard, María Emilia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Biotecnología y Biología Molecular. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Biotecnología y Biología Molecular; ArgentinaFil: Stuible, Matthew. National Research Council Canada, Montreal; CanadáFil: Durocher, Yves. National Research Council Canada, Montreal; CanadáFil: Gamarnik, Andrea Vanesa. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; ArgentinaFil: Wigdorovitz, Andrés. Instituto Nacional de Tecnologia Agropecuaria. Centro de Investigacion En Ciencias Veterinarias y Agronomicas. Instituto de Virologia E Innovaciones Tecnologicas. Grupo Vinculado Incuinta Al Ivit | Consejo Nacional de Investigaciones Cientificas y Tecnicas. Oficina de Coordinacion Administrativa Pque. Centenario. Instituto de Virologia E Innovaciones Tecnologicas. Grupo Vinculado Incuinta Al Ivit.; ArgentinaFil: Hozbor, Daniela Flavia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Biotecnología y Biología Molecular. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Biotecnología y Biología Molecular; Argentin

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