Hyperstabile HIV-1 Envelope Trimere als Vakzine

Eine der grössten Hürden für die Entwicklung eines prophylaktisch wirksamen HIV Impfstoffes ist die geringe Zahl funktioneller Hüllproteine verglichen mit einer Unzahl nichtfunktioneller. Letztere sind darüber hinaus gegenüber neutralisierenden Epitopen immunodominant, führen also auf Kosten der Bildung neutralisierender Antikörper (nAbs) zur Entwicklung einer nicht-neutralisierenden humoralen Immunantwort. Nur wenige nAbs wurde bisher isoliert, beispielsweise 2F5, 2G12, 4E10, b12 sowie Fab Z13e. Die Tatsache, dass sie alle an Epitope binden, die auf den Hüllproteinen gp41 und gp120 lokalisiert sind, unterstreicht die Annahme, dass diese Glykoproteine die einzigen für das Immunsystem zugänglichen viralen Strukturen sind. Im ersten Schritt des vorliegenden Projekts wird eine Envelope Library erstellt, die eine Vielzahl verschiedener Mutationen in jenen Positionen repräsentiert, die für die Stabilität des Envelope-Proteins von Bedeutung sind (z.B. Kontaktstellen zwischen gp41 und gp120, sowie zwischen (gp41-gp120) und (gp41-gp120)). Ein grosser Vorteil dieser in vitro mutagenesis Methode liegt darin, dass auch Sequenzen, die aufgrund von mit ihnen einhergehenden Wachstumsnachteilen vom Virus eliminiert würden, weiterverfolgt werden können (Aim 1). In einem weiteren Schritt werden die Envelope Libraries verschiedenen Selektionsmechanismen (erhöhte Temperatur, denaturierende Agenzien und CD4) unterworfen, sodass letztlich nur hyperstabile Mutanten erhalten bleiben. Diese werden dann mit dem Ausgangsisolat hinsichtlich Infektiosität sowie Bindung durch verschiedene Antikörper verglichen (Aim 2). In der abschliessenden Projektphase werden Hasen mit den stabilsten Mutanten in Form einer DNA- prime/VLP-boost Immunisierung behandelt. Die erhaltenen Seren werden dann bezüglich ihrer Bindungseigenschaften und ihres Potentials, verschiedene Virusisolate zu neutralisieren, getestet (Aim 3). Es ist zu erwarten, dass die aus dem vorliegenden Projekt gewonnenen Erkenntnisse wichtige Meilensteine auf dem Weg in Richtung eines funktionellen Impfstoffes gegen HIV-1 darstellen werden.