Promotion of neutralizing antibody-independent immunity to wild-type and SARS-CoV-2 variants of concern using an RBD-Nucleocapsid fusion protein
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Universidade Federal de Minas Gerais
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Resumo
Both T cells and B cells have been shown to be generated after infection with SARS-CoV-2 yet protocols or experimental models to study one or the other are less common. Here, we generate a chimeric protein (SpiN) that comprises the receptor binding domain (RBD) from Spike (S) and the nucleocapsid (N) antigens from SARS-CoV-2. Memory CD4+ and CD8+ T cells specific for SpiN could be detected in the blood of both individuals vaccinated with Coronavac SARS-CoV-2 vaccine and COVID-19 convalescent donors. In mice, SpiN elicited a strong IFN-γ response by T cells and high levels of antibodies to the inactivated virus, but not detectable neutralizing antibodies (nAbs). Importantly, immunization of Syrian hamsters and the human Angiotensin Convertase Enzyme-2-transgenic (K18-ACE-2) mice with Poly ICLC-adjuvanted SpiN promotes robust resistance to the wild type SARS-CoV-2, as indicated by viral load, lung inflammation, clinical outcome and reduction of lethality. The protection induced by SpiN was ablated by depletion of CD4+ and CD8+ T cells and not transferred by antibodies from vaccinated mice. Finally, vaccination with SpiN also protects the K18-ACE-2 mice against infection with Delta and Omicron SARS-CoV-2 isolates. Hence, vaccine formulations that elicit effector T cells specific for the N and RBD proteins may be used to improve COVID-19 vaccines and potentially circumvent the immune escape by variants of concern.
Abstract
Foi demonstrado que células T e células B são geradas após infecção com SARS-CoV-2, mas protocolos ou modelos experimentais para estudar uma ou outra são menos comuns. Aqui, geramos uma proteína quimérica (SpiN) que compreende o domínio de ligação ao receptor (RBD) de Spike (S) e os antígenos do nucleocapsídeo (N) do SARS-CoV-2. Células T CD4+ e CD8+ de memória específicas para SpiN puderam ser detectadas no sangue de indivíduos vacinados com a vacina Coronavac SARS-CoV-2 e doadores convalescentes de COVID-19. Em camundongos, SpiN provocou uma forte resposta de IFN-γ por células T e altos níveis de anticorpos para o vírus inativado, mas não anticorpos neutralizantes detectáveis (nAbs). Importante, a imunização de hamsters sírios e camundongos transgênicos da enzima angiotensina convertase-2 humana (K18-ACE-2) com SpiN adjuvantado com Poly ICLC promove resistência robusta ao SARS-CoV-2 selvagem, conforme indicado pela carga viral, inflamação pulmonar, resultado clínico e redução da letalidade. A proteção induzida por SpiN foi ablacionada pela depleção de células T CD4+ e CD8+ e não transferida por anticorpos de camundongos vacinados. Finalmente, a vacinação com SpiN também protege os camundongos K18-ACE-2 contra infecção com isolados Delta e Ômicron SARS-CoV-2. Portanto, formulações de vacinas que induzem células T efetoras específicas para as proteínas N e RBD podem ser usadas para melhorar as vacinas COVID-19 e potencialmente contornar o escape imunológico por variantes preocupantes.
Assunto
Imunização, SARS-CoV-2, COVID-19, Linfócitos T, Vacinas
Palavras-chave
Immunization, Lymphocyte differentiation, SARS-CoV-2, T cells, Vaccines