Mosaic Immunogens as Multivalent Alphavirus Vaccines
作为多价甲病毒疫苗的嵌合免疫原
基本信息
- 批准号:10212942
- 负责人:
- 金额:$ 47.44万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:
- 财政年份:2018
- 资助国家:美国
- 起止时间:2018-08-21 至 2023-07-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:3-DimensionalAerosolsAlphavirusAmericasAmino Acid SequenceAntibodiesAntibody ResponseAntigensAreaArthralgiaAttenuatedBindingBinding SitesBiochemicalBioinformaticsCellsChikungunya virusChimera organismChronicCloningConsensusCryoelectron MicroscopyCulicidaeDNADataDatabasesDisease OutbreaksE proteinEbola virusEncephalitis VirusesEnzyme-Linked Immunosorbent AssayEpidemicEpitopesEquine EncephalomyelitisEquus caballusEventFilovirusFlavivirusFoundationsGeneral PopulationGlycoproteinsGoalsGrowthHealthHumanHybridsImmune responseImmunizeIndividualInfectionInsectaInternationalLatin AmericaLeadMeaslesMeasles virusMilitary PersonnelModelingMolecular ConformationMosaicismMusMutationOryctolagus cuniculusOutcomeParentsPeriodicityPropertyProteinsRepliconResearch PersonnelSeriesSerotypingStructural ProteinStructureSurfaceSurvivorsTestingTravelVaccinatedVaccinesVariantVenezuelan Equine Encephalitis VirusVirionVirusVirus AssemblyVirus-like particleWestern BlottingWorkZika VirusZoonosesaerosolizedbasebioweaponchikungunyacomputerized toolscostcross reactivitydeep sequencingdesignenv Gene Productsgenome sequencingimmunogenicimmunogenicitymortalitymosquito-borneneutralizing antibodyneutralizing monoclonal antibodiesnovelnovel diagnosticspandemic diseaseparticleprotein structurethree dimensional structuretoolvaccine accessvaccine candidatevaccine developmentwhole genome
项目摘要
Abstract
Recent epidemics of chikungunya virus (CHIKV), Ebola virus or Zika virus have shown how viruses
previously considered a low threat can emerge suddenly, destroying lives and economies. Multivalent
treatments or vaccines that are effective against diverse virus strains are needed to deal with emerging threats
before they reach epidemic status. In this proof of concept project, we will use a protein structure- and epitope-
based approach to construct a multivalent vaccine against two quite diverse mosquito borne alphaviruses, both
severely effecting human health and with periodic outbreaks in the Americas, including the US, Venezuelan
equine encephalitis virus (VEEV), which has a high mortality in zoonotic outbreaks in humans, and CHIKV,
which can cause chronic arthralgia. We hypothesize that an optimized attenuated virus, expressing
mosaic envelope proteins projecting epitopes from both CHIKV and VEEV, will induce protective
antibodies against both parent viruses as well as a wide spectrum of alphaviruses. A vaccine
incorporating this would substantially reduce the cost and regulatory burden compared to the current “cocktail”
approach, where individual viruses are combined.
The envelope E2 proteins will be designed using structural and computational tools, developed by the PI
and his collaborators on projects with measles, flaviviruses, filovirus and alphaviruses, and incorporated into
vaccines developed in Dr. Weaver’s group. Together, we previously showed that a consensus E2 representing
several different VEEV strains could be incorporated into infectious virus. Even without optimization, the
consensus virus vaccine protected mice against a wild type (wt) strain of VEEV nearly as well as those
vaccinated with the same wt strain. Our first aim is to express and characterize multivalent, physicochemical
consensus proteins of the E2 glycoprotein that will represent both CHIKV and VEEV strains. These will be
optimized to bind antibodies against diverse alphaviruses and generate cross protective antibodies in mice. A
concurrent second aim is to introduce epitopes known to be the binding site for neutralizing antibodies into the
wt-E2 proteins of CHIKV and VEEV, expressed in the context of a whole virus, and determine the range of
protection these provide. In a third aim, the optimized E2 proteins will be incorporated into a novel whole virus
vaccine candidate based on the alphavirus Eilat (EILV), which replicates in mosquito but not mammalian cells.
Vaccinated mice will be challenged with diverse strains of CHICV, VEEV, and other alphaviruses. Dr. Weaver’s
group has shown that replacing the E proteins of EILV with those of CHIKV or VEEV can lead to new
diagnostic tools and an EILV/CHIKV vaccine candidate that remains restricted in its growth to insect cells but
generates protection against CHIKV. The anticipated outcome will be an optimized, broadly protective
vaccine against diverse alphavirus strains. The optimized, multivalent E2 proteins can also be inserted into
other vaccine platforms, such as alpha-virus replicon particles or DNA-based vaccines.
抽象的
最近基孔肯雅病毒(CHIKV)、埃博拉病毒或寨卡病毒的流行已经表明病毒如何
以前被认为是低威胁的威胁可能会突然出现,摧毁生命和经济。
需要有效对抗不同病毒株的治疗方法或疫苗来应对新出现的威胁
在他们达到流行状态之前,在这个概念验证项目中,我们将使用蛋白质结构和表位。
基于方法构建针对两种截然不同的蚊媒甲病毒的多价疫苗,两者
严重影响人类健康,并在美洲(包括美国、委内瑞拉)定期爆发
马脑炎病毒(VEEV)和 CHIKV,在人类人畜共患疫情中死亡率很高
我们捕获了一种优化的减毒病毒,可引起慢性关节痛。
镶嵌包膜蛋白投射来自 CHIKV 和 VEEV 的表位,将诱导保护性
针对两种亲本病毒以及多种甲病毒的抗体 A 疫苗。
与当前的“鸡尾酒”相比,纳入这一点将大大降低成本和监管负担
方法,将单个病毒组合在一起。
包膜 E2 蛋白将使用 PI 开发的结构和计算工具进行设计
和他的合作者关于麻疹、黄病毒、丝状病毒和甲病毒的项目,并纳入
Weaver 博士小组开发的疫苗之前,我们共同证明了代表 E2 的共识。
即使没有优化,也可以将几种不同的 VEEV 病毒株合并到传染性病毒中。
病毒疫苗保护小鼠对 VEEV 野生型 (wt) 株的抵抗力几乎与那些
我们的首要目标是表达和表征多价、理化特征。
代表 CHIKV 和 VEEV 毒株的 E2 糖蛋白的蛋白质 这些将是共有蛋白质。
优化以结合针对不同甲病毒的抗体并在小鼠 A 中产生交叉保护抗体。
同时的第二个目标是将已知为中和抗体结合位点的表位引入到
CHIKV 和 VEEV 的 wt-E2 蛋白,在整个病毒的背景下表达,并确定
第三个目标是,优化的 E2 蛋白将被整合到一种新型的完整病毒中。
基于埃拉特甲病毒(EILV)的候选疫苗,该病毒在蚊子中复制,但不能在哺乳动物细胞中复制。
接种疫苗的小鼠将受到不同毒株的 CHICV、VEEV 和 Weaver 博士的其他甲病毒的攻击。
研究小组表明,用 CHIKV 或 VEEV 的 E 蛋白替换 EILV 的 E 蛋白可以产生新的
诊断工具和 EILV/CHIKV 候选疫苗,其在昆虫细胞中的生长仍然受到限制,但
产生针对 CHIKV 的保护,预期结果将是优化的、广泛的保护。
针对不同甲病毒株的疫苗也可以插入优化的多价 E2 蛋白。
其他疫苗平台,例如甲病毒复制子颗粒或基于 DNA 的疫苗。
项目成果
期刊论文数量(9)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Repurposing approved drugs on the pathway to novel therapies.
在新疗法的道路上重新利用已批准的药物。
- DOI:
- 发表时间:2020
- 期刊:
- 影响因子:13.3
- 作者:Schein; Catherine H
- 通讯作者:Catherine H
Repurposing approved drugs for cancer therapy.
将已批准的药物重新用于癌症治疗。
- DOI:
- 发表时间:2021-03-25
- 期刊:
- 影响因子:6.7
- 作者:Schein; Catherine H
- 通讯作者:Catherine H
Producing physicochemical property consensus alphavirus protein antigens for broad spectrum vaccine design.
生产理化性质一致的甲病毒蛋白抗原,用于广谱疫苗设计。
- DOI:
- 发表时间:2020
- 期刊:
- 影响因子:7.6
- 作者:Baker, Wendy S;Negi, Surendra;Braun, Werner;Schein, Catherine H
- 通讯作者:Schein, Catherine H
Regional and temporal coordinated mutation patterns in SARS-CoV-2 spike protein revealed by a clustering and network analysis.
聚类和网络分析揭示了 SARS-CoV-2 刺突蛋白的区域和时间协调突变模式。
- DOI:
- 发表时间:2022-01-21
- 期刊:
- 影响因子:4.6
- 作者:Negi, Surendra S;Schein, Catherine H;Braun, Werner
- 通讯作者:Braun, Werner
D-graph clusters flaviviruses and β-coronaviruses according to their hosts, disease type and human cell receptors.
D-图根据宿主、疾病类型和人类细胞受体对黄病毒和β-冠状病毒进行聚类。
- DOI:
- 发表时间:2020-08-14
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Braun, Benjamin A;Schein, Catherine H;Braun, Werner
- 通讯作者:Braun, Werner
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