Monkey-virus kann ein Teil der zukünftigen HIV-Impfstoff: Simian immunodeficiency virus envelope protein löst gewünschten anti-HIV-Antikörper-Reaktion bei Mäusen

Ein protein aus dem Simian Immunodeficiency Virus (SIV), die können infizieren Affen und Menschenaffen hat gezeigt, Versprechen als eine mögliche Komponente eines Impfstoffs gegen das Humane Immundefizienz-Virus (HIV), in einer neuen Studie von Wissenschaftlern am Scripps-Forschung in La Jolla, Kalifornien.

Schimpansen-SIV, die Ursache kann eine AIDS-ähnliche Erkrankung in der Natürliche Wirt, ist das virus, das „sprang“ auf den Menschen und entwickelte sich zu HIV etwa vor einem Jahrhundert in Afrika. SIV ‚ s outer-envelope-protein, Env, Aktien eine Schlüssel-Struktur, die mit HIV-Env; diese und andere Eigenschaften machen die SIV Env attraktiv als eine mögliche Komponente einer zukünftigen Impfstoff gegen eine HIV-Infektion. In der Studie, veröffentlicht in der Mai-21-Ausgabe von Cell Reports, the Scripps Research Wissenschaftler fanden heraus, dass das impfen Mäuse mit SIV Env-Proteine ausgelöst Antikörper neutralisieren Infektion gegen mehrere HIV-Stämme.

„Wir haben hier gezeigt, dass man mit Formen von Schimpansen-SIV infizieren zu stimulieren die Produktion von Antikörpern gegen das menschliche-HIV zu infizieren“, sagt co-senior-Autor Dennis Burton, PhD, James und Jessie-Moll Stuhl in der Immunologie in der Abteilung für Immunologie und Mikrobiologie an Scripps-Forschung. „Es ist ein einfaches, aber inspiriert Strategie, die an die Verwendung des cowpox virus zur Immunisierung gegen Pocken-virus vor über 200 Jahren, und sollte uns helfen, bei der Herstellung eines HIV-Impfstoffs.“

Trotz Medikamenten, die Kontrolle von HIV und reduzieren übertragung, bleibt die Krankheit eine führende Ursache des Todes und eine gesundheitliche Bedrohung für Millionen Menschen weltweit. Etwa 37 Millionen Menschen wurden weltweit mit HIV Leben, Ende 2017, nach den Centers for Disease Control and Prevention. Ein Impfstoff gegen HIV würde helfen, Infektion zu verhindern und die Kontrolle der Ausbreitung der Krankheit.

Der traditionelle Ansatz zur Gestaltung eines viralen Impfstoffs ist die Verwendung einer geschwächten oder technisierte version des virus als „immunogen“, stimuliert das Immunsystem, produzieren schützende Antikörper. Aber das funktioniert nicht gegen HIV. Die AIDS-verursachenden virus schnell mutiert, die Ihren äußeren Strukturen, die während der Infektion, ständig neue Stämme oder Varianten, die entziehen produzierte Antikörper gegen Vorherige Varianten. Ein Impfstoff auf der Basis eines HIV-Stamm begegnet in der Vergangenheit wäre unwirksam gegen nahezu alle Versionen des HIV-eine person würde wahrscheinlich Auftritt, in die Zukunft.

Als ein alternativer Ansatz, Burtons Gruppe und andere gestalten wollen HIV-Impfstoffe, die Fokussierung der Immunantwort auf die wenigen wirklich gefährdeten Teile des virus. Diese gefährdeten virale Strukturen, oder „breit neutralisierende Epitope,“ sind so wichtig, um HIV-Fähigkeit Zellen zu infizieren und zu replizieren, die Sie variieren, indem Sie eine begrenzte Menge von einer Sorte zur nächsten. Es ist eine anspruchsvolle Strategie, weil diese Strukturen sind in der Regel gut verdeckt durch das virus.

Darüber hinaus werden die Antikörper, befestigen können diese Epitope neigen dazu, ungewöhnliche Formen, und im wesentlichen sind schwierig für das Immunsystem zu produzieren; man findet Sie nur selten bei HIV-infizierten Menschen, und selbst dann, in der Regel auf einem niedrigen Niveau.

Burton und Kollegen hoffen, um bei der überwindung dieser Hürden durch die Verwendung einer primären Injektion plus einer Reihe von Auffrischungsimpfungen alle mit verschiedenen immunogene, schrittweise zwingen, die Produktion von Antikörpern, befestigen Sie Sie fest, um breit neutralisierende Epitope — bei gleichzeitiger Minimierung der üblichen, verschwendet die Produktion von Antikörpern gegen nicht-gefährdeten sites auf dem virus. SIV Env schien ein potentiell gutes immunogen in einem solchen Impfstoff, weil es eine breit neutralisierende epitope, die V2-Spitze, das ist fast identisch zu seinem Pendant auf HIV-Env, hat aber wenig ähnlichkeit sonst.

„In einer multi-stage-und multi-Komponenten-HIV-Impfstoff-Strategie, wir möchten zu entlocken Antikörper-Antworten auf die breit neutralisierende Epitop gemeinsam zwischen sequentiellen immunogene, bei gleichzeitiger Minimierung der off-target-Antworten auf andere Epitope“, sagt Raiees Andrabi, PhD, ein Postdoc-research associate in der Burton-Labor, war Erster Autor der Studie.

Andrabi und Kollegen entwickelt, die einen stabilen stand-alone-version von SIV Env-ein drei-Teil „trimer“ – Struktur, die normalerweise unterstützt durch die virale äußeren Membran — aus einem Schimpansen-SIV infizieren Stamm der Nähe von menschlichen HIV. Mit Mäusen entwickelt von den Mitarbeitern an der Duke University, um in der Lage sein, die Herstellung der erforderlichen Antikörper, zeigten Sie, dass das impfen mit der SIV Env trimere zweimal über vier Wochen ermittelt die gewünschten, eng ausgerichtet Antikörper-Antwort auf die HIV-V2-Spitze. Die Antikörper-Antwort in der Lage war Neutralisierung der verschiedenen HIV-Isolate; hinzufügen einer booster-Impfung mit HIV-Env-trimere aus, die der HIV-neutralisierende Reaktion noch breiter.

„Dies deutet darauf hin, dass die Antikörper-Antworten waren entwickelt sich entlang günstigen Wege,“ Andrabi sagt.

Das Labor von co-senior-Autor Andrew Ward, PhD, professor in der Abteilung der Integrativen Strukturellen und computerbiologie an Scripps-Forschung, inzwischen verwendet die Kryo-Elektronen-Mikroskopie, um die Karte für die erste Zeit, die Atomare Struktur von SIV Env-trimer. Das team analysiert die Karte zu entdecken, die strukturellen Unterschiede zwischen SIV und HIV-Env-trimere.

Die Wissenschaftler SIV Env-trimer wurde vom US-National Institute of Allergy and Infectious Diseases (NIAID)/National Institutes of Health (NIH) als Kandidat für eine HIV-Impfung, und die Entwicklung einer größeren Fertigungsprozess, denn es ist jetzt im Gange, Andrabi sagt. Das team hofft, zu Beginn der menschlichen Sicherheit Studien innerhalb der nächsten Jahre.