Establishment and evaluation of a feline foamy virus subviral particle-based vaccine strategy for induction of neutralizing antibodies against HIV-1
| Autor: | Schneikart, Gerald |
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| Jazyk: | angličtina |
| Rok vydání: | 2014 |
| Předmět: | |
| DOI: | 10.25646/5347 |
| Popis: | Durchschnittlich 2,5 Jahre nach einer HIV-Infektion entwickeln ungefähr 10 - 30 % der infizierten Patienten breitneutralisierende Antikörper. Zwei solcher Antikörper sind 2F5 und 4E10, die die membrannahe externe Region (MPER) des transmembranen Hüllproteins gp41 binden. Studien haben ergeben, dass das nichtpathogene Retrovirus feline foamy virus (FFV), ähnlich der 2F5 und 4E10-Epitope, ebenfalls immunogene Regionen im membrannahen Bereich von TM (gp48) mit zweiteiliger Anordnung aufweist. Anders als bei anderen Retroviren, ist das FFV Env-Protein in der Lage sich ohne weitere Virusproteine als subviraler Partikel (SVP) von der Zytoplasmamembran abzuschnüren. In einer vorangegangen Arbeit wurden durch Ersetzen der äquivalenten Sequenzen die 2F5 und 4E10-Epitope in die FFV Env-kodierende Gensequenz eingefügt. Nach Transfektion von HEK293T-Zellen, wurden hybride FFV/HIV-1 SVPs, auf deren Oberfläche die 25F und 4E10 Epitope exponiert sind, in die Zellkulturüberstände abgegeben. Um jedoch deren Potential als Impfstoff gegen Infektionen durch HIV-1 mittels Immunisierungsstudien in Ratten bestimmen zu können, sind größere Mengen dieser chimären SVP-Antigene erforderlich. Im Rahmen dieser Masterarbeit wurden effiziente Protokolle zur Großproduktion von SVPs etabliert. Zuerst wurden die entsprechenden Sequenzen in retrovirale Transfervektoren subkloniert. Um diese mit Vesicular stomatitis virus-Protein G zu pseudotypisieren, wurden anschließend die Produktion und das Konzentrieren von infektiösen Viren systematisch optimiert, um möglichst hohe virale Titer zu erhalten. Verschiedene Zelllinien wurden dann testweise für die Produktion von SVPs stabil transduziert, wobei sich CRFK-Zellen als optimale SVP-Produzenten erwiesen. Nachdem durch Immunopräzipitation der Antigene mit den monoklonalen Antikörpern 2F5 und 4E10 gezeigt wurde, dass die entsprechenden Epitope zugänglich sind, wurde die erfolgreiche SVP-Produktion mittels Transmissionselektronenmikroskopie nach "Negativkontrastierung“ bestätigt. Schließlich wurde die Produktion von SVPs nochmalig durch das Testen einer Reihe kommerzieller Expressionsmedien optimiert, wobei erstmals durch das Anwenden von Corning® HYPERFlasks® SVPs im größeren Maßstab produziert wurden. Durch die hier etablierten Protokolle für die Großproduktion von hybriden FFV/HIV-1 SVPs, die die 2F5 und 4E10 Epitope an ihrer Oberfläche präsentieren, kann diese neuartige FFV-basierende rekombinante Strategie für ein Antigen als potentieller HIV-Impstoff getestet werden. 35 million people died due to the acquired immunodeficiency syndrome (AIDS) since the outbreak of the HIV pandemic. Despite intensive research, developing an immunogen to induce broadly neutralizing antibodies (bnAbs) against HIV remains a challenge, although about 10 - 30 % of infected individuals develop bnAbs against HIV-1 on average 2.5 years after infection. Two of them are 2F5 and 4E10, targeting the membrane proximal external region (MPER) of the transmembrane envelope protein (TM) gp41. Previous studies on the non-pathogenic retrovirus feline foamy virus (FFV) revealed immunogenic regions with a bipartite motif in its TM protein, gp48, equivalent to the locations of the 2F5 and 4E10 epitopes in HIV gp41. In order to use the FFV TM protein as HIV epitope scaffold, the 2F5 and 4E10 epitopes were integrated into the full-length FFV Env backbone by replacing the equivalent sequences. After transfection of HEK293T cells, it could be shown that the chimeric FFV/HIV-1 proteins are produced and released into the cell culture supernatants. Furthermore, the secreted material has properties typical for subviral particles (SVPs). This is in line with the finding that FFV Env protein expression is sufficient to induce budding in absence of any other FV proteins. In order to allow evaluation of the potential of those hybrid SVPs as HIV-1 vaccines by administration in a DNA-prime/SVP-boost regimen in rats, sufficient amounts were required. In the frame of this thesis, efficient protocols for large-scale production of SVPs were established. This was achieved by subcloning the respective sequences into retroviral transfer vectors and systematic optimization of transfection, virus production and concentration protocols to obtain high titer stocks of infectious vesicular stomatitis virus protein G (VSV-G) pseudotyped viruses. Transduction of various cell lines revealed CRFK cells as suitable producer cells for the production of the intended SVPs. Immunoprecipitation of the native antigens with mAb 2F5 and mAb 4E10 demonstrated that the respective epitopes are accessible. Application of transmission electron microscopy using the method of negative staining confirmed successful SVP production which was further optimized by testing different commercially available expression media. First steps to scale up the production process using Corning® HYPERFlasks® have also been accomplished. The established protocols for large-scale production of hybrid FFV/HIV-1 SVPs carrying the 2F5 and 4E10 epitopes allow testing the potential of a novel recombinant vaccine strategy against HIV-1 infections. |
| Databáze: | OpenAIRE |
| Externí odkaz: |
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