Immunogene und immunsuppressive Eigenschaften des transmembranen Hüllproteins gp41 von HIV

Abstract

Die Entwicklung eines effektiven HIV-Impfstoffes ist bis heute nicht gelungen. Konventionelle Immunisierungsstrategien mit rekombinant hergestellten Hüllproteinen des Virus sowie deren Präsentation in verschiedensten Formen induzierten keine subtypenübergreifende, protektive Immunantwort gegen HIV. Die Gewinnung und Charakterisierung der gp41-spezifischen breit neutralisierenden monoklonalen Antikörper 2F5 und 4E10 bildete die Grundlage einer Reihe neuer epitopgerichteter Ansätze für die HIV-Impfstoffentwicklung. Bisherige Immunisierungsstudien basierten auf der Verwendung des linearen Hauptepitopes (E2) der beiden Antikörper aus dem C-terminalen Teil der Ektodomäne von gp41. Nach neueren Erkenntnissen, reicht für eine effektive Neutralisation durch 2F5 oder 4E10 die Bindung dieser Antikörper an ihr lineares Epitop in der membrannahen externen Region (MPER) von gp41 allein nicht aus. Vielmehr wurde die Beteiligung einer N-terminalen Domäne (E1) von gp41 an der neutralisationsaktiven Bindung von 2F5 bzw. 4E10 postuliert. In dieser Arbeit wurden die beiden an der Neutralisation durch 2F5 und 4E10 beteiligten Epitopbereiche E1 und E2 des gp41 erstmals in das strukturell verwandte transmembrane Hüllprotein des Koala Retrovirus (KoRV) eingebracht. Die Applikation der hergestellten Antigene erfolgte sowohl in Form der codierenden DNA mittels ballistischer Immunisierung (GeneGun®) als auch durch bakteriell exprimierte Proteine. Mit beiden Strategien konnten für drei Hybridproteine in den ersten Studien eine HIV-1 gp41 spezifische, breit neutralisierende humorale Immunantwort im Rattenmodell induziert werden. Diese Ergebnisse konnten jedoch in späteren Studien weder durch Proteinimmunisierung, noch durch die DNA-Immunisierung mit der GeneGun® reproduziert werden. Die Analyse der induzierten Immunantworten beider Versuchsreihen zeigte eine Verlagerung der Hauptimmunantwort auf die nicht HIV-1 spezifischen Bereiche des Trägerproteins. Es wurde eine bakterielle Fremdinfektion der Versuchtiere als eine Ursache dieses Phänomens festgestellt. Dennoch stellen die generierten Hybridproteine einen wertvollen und innovativen Ansatz eines epitopgerichteten HIV-Vakzins dar. Die DNA-Immunisierung mittels GeneGun® konnte als geeignete Methode zur Präsentation membranständiger Antigene und zur epitopgerichtenten Induktion einer humoralen Immunantwort etabliert werden. Zur Evaluierung der Immunisierungsstudien wurde ein neuartiger real time PCR basierter in vitro Neutralisationstest um Kontrollen zur Virusspezifität und Cytotoxizität erweitert.