Desde o fim de 2019, mais de 770 milhões de casos e 6,9 milhões de mortes pela COVID-19 foram registrados mundialmente. A maioria das vacinas disponíveis atualmente são baseadas apenas na proteína Spike (S) de SARS-CoV-2 e na geração de anticorpos neutralizantes (nAbs). Contudo, tem-se observado o surgimento de variantes de preocupação (VOCs) que apresentam mutações na proteína S, levando ao escape de nAbs induzidos pela vacinação. De fato, houve uma diminuição da eficácia das vacinas baseadas em epítopos conformacionais da proteína S após o surgimento das VOCs. Por outro lado, estudos revelam que existe uma conservação de epítopos de linfócitos T na região do Domínio de Ligação ao Receptor (RBD) de S. Outros antígenos virais, como a proteína do Nucleocapsídeo (N), também são indutores de resposta imune celular protetora. Portanto, uma possível alternativa para aumentar a eficiência no combate às VOCs seria a criação de uma vacina que induza uma imunidade celular robusta. Neste estudo, desenvolveu-se uma proteína quimérica que possui a região RBD e a proteína N de SARS-CoV-2, chamada de SpiN. Primeiramente, observou-se que a proteína SpiN reconhecida por linfócitos T de memória de indivíduos imunizados com CoronaVac ou convalescentes. Ao ser adjuvantada com Poly ICLC, esta formulação se mostrou eficaz em induzir a produção de IFN-γ por linfócitos T CD4+ e T CD8+ de memória em camundongos. Os animais imunizados apresentaram uma alta produção de anticorpos IgG antígeno-específicos, mas não houve detecção de nAbs. Importantemente, hamsters sírios e camundongos transgênicos K18-hECA-2 imunizados com SpiN + Poly ICLC foram resistentes à infecção por SARS-CoV-2 Wuhan e as variantes Delta e Omicron. A proteção foi demonstrada através da manutenção do peso corporal, 100% de sobrevida, diminuição de carga viral pulmonar e cerebral, e ausência de patologia pulmonar. Interessantemente, a proteção induzida por SpiN é perdida após a depleção de linfócitos T CD4+ e T CD8+; e a transferência de soro de camundongos imunizados para animais naïve não é suficiente para conferir resistência à infecção por SARS-CoV-2. Portanto, os resultados sugerem que a imunização com SpiN + Poly ICLC é capaz de induzir proteção contra a infecção pelas variantes de SARS-CoV-2, e que isto ocorre principalmente devido à ativação de resposta imune celular. Atualmente, a formulação final chamada de SpiN-Tec foi aprovada pela ANVISA e encontra-se em ensaio clínico de fase 2 em humanos.

Since the end of 2019, more than 770 millions of cases and 6.9 millions of deaths by COVID-19 were registered globally. Most of the COVID-19 vaccines currently in use are based on the Spike (S) protein from SARS-CoV-2 and the induction of neutralizing antibodies (nAbs). However, the appearance of variants of concern (VOCs) that present mutations in the S protein has been observed. Indeed, the efficacy of the current vaccines targeting conformational S epitopes has been challenged by the emergence of VOCs. However, studies show that there are conserved T lymphocytes epitopes in the Receptor Binding Domain (RBD) from S. Other antigens, such as the Nucleocapsid (N) protein, are also capable of eliciting a protective cellular immune response. Therefore, a viable alternative to improve the efficacy of the protection against VOCs would be the development of a vaccine that induces a robust cellular immunity. In this study, we generated a chimeric protein (SpiN) that comprises the RBD from S protein and the N antigens from SARS-CoV-2. First, it was observed that SpiN protein is recognized by memory T lymphocytes from individuals vaccinated with CoronaVac and convalescent donors. When adjuvanted with Poly-ICLC, this formulation was able to induce IFN-γ production by memory T CD4+ and T CD8+ lymphocytes in mice. Immunized animals showed high levels of antigen-specific IgG antibodies, but no detectable nAbs. Importantly, Syrian hamsters and K18-ACE-2 transgenic mice immunized with SpiN + Poly-ICLC were protected against the infection with SARS-CoV-2 Wuhan and VOCs Delta and Omicron. This was demonstrated by the maintenance of body weight, 100% survival, reduction in lung and brain viral loads, and absence of lung pathology. Interestingly, the protection induced by SpiN was ablated by depletion of CD4+ and CD8+ T lymphocytes and was not transferred by antibodies from vaccinated mice. Altogether, the data suggest that immunization with SpiN + Poly-ICLC is able to induce protection against VOCs, and that this is mainly due the activation of the cellular immune response. Finally, the formulation called SpiN-Tec was approved by the Brazilian Health Regulatory Agency (ANVISA) and is now under a phase 2 clinical trial.