Development of prime-boost immunization schemes to elicit VRC01-class bNAbs in polyclonal human BCR backgrounds
开发初免-加强免疫方案以在多克隆人 BCR 背景中引发 VRC01 类 bNAb
基本信息
- 批准号:10593446
- 负责人:
- 金额:$ 30.76万
- 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:2018-12-06 至 2023-11-30
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:AffinityAllelesAmino AcidsAnimal ModelAnimalsAntibodiesAntibody AffinityAntibody FormationAntibody ResponseAntigensB-Cell Antigen ReceptorB-Lymphocyte EpitopesB-LymphocytesBindingBinding SitesBypassCarbohydratesCollaborationsDevelopmentElementsEngineeringEpitopesEvolutionFrequenciesGenerationsGenesGoalsGrantGrowthHIVHIV InfectionsHIV-1HumanImmunizationImmunoglobulin Somatic HypermutationIn VitroInfectionKnock-inKnock-in MouseLeadLearningLightLinkMethodologyMonoclonal AntibodiesMusMutatePathway interactionsPolysaccharidesPositioning AttributeProcessProteinsReagentRecombinantsReportingSchemeSecondary ImmunizationSeriesSiteSite-Directed MutagenesisSomatic MutationSpecificityTestingTransgenic MiceVaccinationVirusadoptive B cell transferbasedesignenv Gene Productsexperimental studyglycosylationimprovedin vivomouse modelneutralizing antibodynovelpreventsimian human immunodeficiency virussuccessvaccination strategyvaccine trial
项目摘要
ABSTRACT
VRC01-class broadly neutralizing antibodies (bNAbs) recognize a conserved epitope within the CD4-
binding site of HIV-1 Env. They are among the most potent bNAbs known and protect animals from
experimental S/HIV infection, making them a highly attractive type of antibody to elicit by vaccination. They
have been isolated from multiple HIV-1-infected subjects, but are all derived from the same VH1-2 allele (*02)
and a small number of light chains, all of which express a 5 amino-acid CDRL3. In contrast to the mature, fully
mutated forms of VRC01-class antibodies, their inferred germline forms do not recognize Env and do not
neutralize HIV-1. This led to the hypothesis that previous recombinant Env immunogens were ineffective in
activating naïve B cells expressing germline VRC01-class B cell receptors (BCRs), which may, in part, explain
why such immunogens have not elicited VRC01-like antibody responses in vaccine studies. We reported on
the design of a clade C-derived Env protein (426c Core) that binds germline VRC01-class antibodies and
initiates the expansion of naïve B cells expressing the corresponding BCRs in vivo, but is insufficient to induce
the maturation of these BCRs towards their neutralizing forms. A major hurdle to overcome in order to elicit any
bNAbs through immunization is due to steric restrictions imposed by glycans present at the conserved
glycosylation site N276 in Loop D of Env. These glycans limit access to the epitope recognized by germline
VRC01-class antibodies, but as the antibodies undergo somatic hypermutation and affinity-based selection
they ‘learn’ how to bypass this steric block. The success of our immunization strategies to elicit VRC01-class
bNAbs will therefore depend on our ability to guide the evolution of germline VRC01-class antibodies along
particular maturation pathways to bypass the N276 glycan-imposed restrictions. In this Project we propose to
use concepts and reagents, not tested previously, in an effort to overcome these major obstacles preventing
the generation of VRC01-class antibodies by immunization. Specifically, we propose to use anti-idiotypic
monoclonal antibodies (aiMAbs) against the germline VRC01-class antibodies to specifically increase the
frequency of VRC01-expressing B cells prior to immunization with the germline-binding’ 426c Core
immunogen, followed by booster immunizations with Env-based reagents that select for VRC01-class B cells
that can bypass the restrictions imposed by the N276 glycans. Our studies will be performed in an iterative
fashion in diverse animal models that express VRC01-class BCRs, including mice engineered to express a
polyclonal human BCR repertoire.
抽象的
VRC01 类广泛中和抗体 (bNAb) 可识别 CD4- 内的保守表位
HIV-1 Env 的结合位点 它们是已知最有效的 bNAb,可保护动物免受感染。
实验性 S/HIV 感染,使它们成为通过疫苗接种引发的极具吸引力的抗体类型。
已从多个 HIV-1 感染受试者中分离出来,但均源自相同的 VH1-2 等位基因 (*02)
和少量轻链,与成熟的、完全表达的CDRL3相比,它们全部表达5个氨基酸。
VRC01 类抗体的突变形式,其推断的种系形式不识别 Env,并且不
中和 HIV-1,这导致了先前的重组 Env 免疫原对 HIV-1 无效的假设。
激活表达种系 VRC01 类 B 细胞受体 (BCR) 的幼稚 B 细胞,这可能部分解释
我们报道了为什么此类免疫原在疫苗研究中没有引起类似 VRC01 的抗体反应。
结合种系 VRC01 类抗体的进化枝 C 衍生的 Env 蛋白(426c 核心)的设计
启动体内表达相应 BCR 的初始 B 细胞的扩增,但不足以诱导
这些 BCR 向中和形式的成熟是引发任何问题需要克服的主要障碍。
通过免疫接种产生的 bNAb 是由于保守位点上存在的聚糖所施加的空间限制造成的。
Env 环 D 中的糖基化位点 N276 这些聚糖限制了对种系识别表位的访问。
VRC01 类抗体,但由于抗体经历体细胞超突变和基于亲和力的选择
他们“学习”如何绕过这个空间阻滞我们的免疫策略成功地引发了 VRC01 级。
因此,bNAb 将取决于我们指导种系 VRC01 类抗体进化的能力
在这个项目中,我们建议绕过 N276 聚糖施加的限制的特定成熟途径。
使用之前未测试过的概念和试剂,努力克服这些阻碍的主要障碍
具体来说,我们建议通过免疫产生VRC01类抗体。
针对种系 VRC01 类抗体的单克隆抗体 (aiMAbs) 特异性增加
使用种系结合的 426c 核心进行免疫之前表达 VRC01 的 B 细胞的频率
免疫原,然后使用基于 Env 的试剂进行加强免疫,选择 VRC01 类 B 细胞
我们的研究将迭代进行,可以绕过 N276 聚糖的限制。
在表达 VRC01 类 BCR 的多种动物模型中流行,包括被设计为表达 VRC01 类 BCR 的小鼠
多克隆人类 BCR 库。
项目成果
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