ИММУНОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА СИНТЕТИЧЕСКИХ ПЕПТИДОВ, КОПИРУЮЩИХ АКТУАЛЬНЫЕ АНТИГЕННЫЕ ДЕТЕРМИНАНТЫ ВИЧ

Разработка эффективной вакцины против ВИЧ/СПИД, способной остановить распространение вируса, по-прежнему остается важнейшей задачей в профилактике и терапии ВИЧ/ СПИД. Существует множество подходов по созданию кандидатных вакцинных препаратов, основанных на индукции как нейтрализующих антител, так и активации цитотоксических лимфоцитов. Одним из перспективных направлений является использование синтетических пептидов в качестве антигенов. Пептиды способны вызывать активацию как клеточного, так и гуморального звена иммунного ответа. Оболочечный белок gp120 ВИЧ1 содержит эпитопы для нейтрализующих антител. Область V3-петли ВИЧ1 необходима для связывания вируса с корецепторами клетки, кроме того, этот эпитоп индуцирует высокий иммунный ответ. В клинических испытаниях кандидатной вакцины против ВИЧ/СПИД RV144 уровень вакцин-индуцированных антител к V1-/V2-региону обратно коррелировал с риском заражения ВИЧ. Отличительной особенностью ВИЧ является его высокая изменчивость. Использование консесусных последовательностей позволяет вызывать иммунный ответ широкой специфичности. Нами проведено исследование иммуногенных и биологических свойств синтетических пептидов, копирующих V1-, V2-, V3-петли оболочечного белка gp120 консенсусной последовательности вирусов группы М CON-S и последовательности V3-петлю российского изолята RUA022a2. Исследуемые пептиды специфически распознавались сыворотками ВИЧ-инфицированных людей в иммуноферментном анализе, что свидетельствует об их схожести с вирусным прототипом. Пептиды сами по себя являются слабыми иммуногенами, т.к. имеют низкую молекулярную массу. Поэтому для усиления иммунного ответа они вводились совместно с полным адъювантом Фрейнда. Иммунизация лабораторных животных вызывала образование антител на все пептиды, входящие в состав смеси, в основном IgG изотипа. Титр антител на каждый пептид зависел от его протяженности. Полученные в результате иммунизации антитела не обладали нейтрализующей активностью. Нейтрализующие свойства антител были изучены на модели псевдовирусной инфекции, используя молекулярные клоны вирусных изолятов CAP 45.2.00.G3 и QH.209.14.M.EnvA2. Нейтрализация вируса – достаточно сложный процесс, на который влияет ряд факторов: количество антител (титр), изотип антител, строение самих антител. Возможно, для индукции нейтрализующих антител данной смесью пептидных антигенов необходимо провести подбор иммуноадъювантов и способов иммунизации. Исследование биологической активности пептидов выявило, что они способны усиливать проникновение псевдовирусных частиц в клетку в модели in vitro. Исследование проводилось на молекулярных клонах вирусных изолятов CAP 45.2.00.G3, QH209.14M.ENV.A2, QD435.100M.ENV.E1. Данные вирусные изоляты относятся к разным субтипам ВИЧ1.

ВИЧ, пептиды, вакцина, нейтрализующие антитела, усиление инфекции, мыши

1. Chavez L., Calvanese V., Verdin E. HIV Latency Is Established Directly and Early in Both Resting and Activated Primary CD4 T Cells. Plos Pathog., 2015, Vol. 11, no. 6, e1004955.

2. Duerr A., Huang Y., Buchbinder S., Coombs R.W., Sanchez J., del Rio C., Casapia M., Santiago S., Gilbert P., Corey L., Robertson M.N. Extended follow-up confirms early vaccine-enhanced risk of HIV acquisition and demonstrates waning effect over time among participants in a randomized trial of recombinant adenovirus HIV vaccine (Step Study). J. Infect. Dis., 2012, Vol. 206, no. 2, pp. 258-266.

3. Dettin M., Scarinci C., Zanotto C., Roncon R., De Rossi A., Di Bello C. Biological and conformational studies on analogues of a synthetic peptide enhancing HIV-1 infection. J. Pept. Sci., 1998, Vol. 4, no. 7, pp. 436-448.

4. Deng H., Liu R., Ellmeier W., Choe S., Unutmaz D., Burkhart M., Di Marzio P., Marmon S., Sutton R.E., Hill C.M., Davis C.B., Peiper S.C., Schall T.J., Littman D.R., Landau N.R. Identification of a major co-receptor for primary isolates of HIV-1. Nature, 1996, Vol. 381, pp. 661-666.

5. Díez-Fuertes F., Cabello M., Thomson M.M. Bayesian phylogeographic analyses clarify the origin of the HIV-1 subtype A variant circulating in former Soviet Union’s countries. Infect. Genet. Evol. 2015, pii: S1567-1348(15)00165-3.

6. Edlefsen P.T., Rolland M., Hertz T., Tovanabutra S., Gartland A.J., deCamp A.C., Magaret C.A., Ahmed H., Gottardo R., Juraska M., McCoy C., Larsen B.B.,Sanders-Buell E., Carrico C., Menis S., Bose M., Arroyo M.A., O’Connell R.J., Nitayaphan S., Pitisuttithum P., Kaewkungwal J., Rerks-Ngarm S., Robb M.L., Kirys T., Georgiev I.S., Kwong P.D., Scheffler K., Pond S.L., Carlson J.M., Michael N.L., Schief W.R., Mullins J.I., Kim J.H., Gilbert P.B. Comprehensive sieve analysis of breakthrough HIV-1 sequences in the RV144 vaccine efficacy trial. PLoS Comput. Biol., 2015, Vol. 11, no. 2, e.1003973.

7. Haynes B.F., Gilbert P.B., McElrath M.J., Zolla-Pazner S., Tomaras G.D., Alam S.M., Evans D.T., Montefiori D.C., Karnasuta C., Sutthent R., Liao H.X., DeVico A.L., Lewis G.K., Williams C., Pinter A., Fong Y., Janes H., DeCamp A., Huang Y., Rao M., Billings E., Karasavvas N., Robb M.L., Ngauy V., de Souza M.S., Paris R., Ferrari G., Bailer R.T., Soderberg K.A., Andrews C., Berman P.W., Frahm N., De Rosa S.C., Alpert M.D., Yates N.L., Shen X., Koup R.A., Pitisuttithum P., Kaewkungwal J., Nitayaphan S., Rerks-Ngarm S., Michael N.L., Kim J.H. Immune-correlates analysis of an HIV-1 vaccine efficacy trial. N. Engl. J. Med., 2012., Vol. 366, pp. 1275-1286.

8. Henrich T.J., Kuritzkes D.R. HIV-1 entry inhibitors: recent development and clinical use. Curr. Opin. Virol., 2013, Vol. 3, no. 1, pp. 51-77.

9. Julien J.P., Sok D., Khayat R., Lee J.H., Doores K.J., Walker L.M., Ramos A., Diwanji D.C., Pejchal R., Cupo A., Katpally U., Depetris R.S., Stanfield R.L., McBride R., Marozsan A.J., Paulson J.C., Sanders R.W., Moore J.P., Burton D.R., Poignard P., Ward A.B., Wilson I.A. Broadly neutralizing antibody PGT121 allosterically modulates CD4 binding via recognition of the HIV-1 gp120 V3 base and multiple surrounding glycans. PLoS Pathog., 2013, Vol. 9, no. 5, e1003342.

10. Liao H.X., Sutherland L.L., Xia S.M., Brock M.E., Scearce R.M., Vanleeuwen S., Alam S.M., McAdams M., Weaver E.A., Camacho Z., Ma B.J., Li Y., Decker J.M., Nabel G.J., Montefiori D.C., Hahn B.H., Korber B.T., Gao F., Haynes B.F. A group M consensus envelope glycoprotein induces antibodies that neutralize subsets of subtype B and C HIV-1 primary viruses. Virology, 2006, Vol. 353, no. 2, pp. 268-282.

11. Montefiori D.C. Measuring HIV neutralization in a luciferase reporter gene assay. Methods Mol. Biol., 2009, Vol. 485, pp. 395-405.

12. Peeters M., D’Arc M., Delaporte E. Origin and diversity of human retroviruses. AIDS Rev., 2014, Vol. 16, no. 1, pp. 23-34.

13. Sarzotti-Kelsoe M., Bailer R.T., Turk E., Lin C.L., Bilska M., Greene K.M., Gao H., Todd C.A., Ozaki D.A., Seaman M.S., Mascola J.R., Montefiori D.C. Optimization and validation of the TZM-bl assay for standardized assessments of neutralizing antibodies against HIV-1. J. Immunol. Methods, 2014, Vol. 409, pp. 131-146.

14. Sagar M., Wu X., Lee S., Overbaugh J. Human immunodeficiency virus type 1 V1-V2 envelope loop sequences expand and add glycosylation sites over the course of infection, and these modifications affect antibody neutralization sensitivity. J. Virol., 2006, Vol. 80, no. 19, pp. 9586-9598.

15. Tomaras G.D., Haynes B.F. Strategies for eliciting HIV-1 inhibitory antibodies. Curr. Opin. HIV AIDS, 2010, Vol. 5, no. 5, pp. 421-427.

16. Trkola A., Purtscher M., Muster T., Ballaun C., Buchacher A., Sullivan N., Srinivasan K., Sodroski J., Moore J.P., Katinger H. Human monoclonal antibody 2G12 defines a distinctive neutralization epitope on the gp120 glycoprotein of human immunodeficiency virus type 1. J. Virol., 1996, Vol. 70, no. 2, pp. 1100-1108.

17. Watkins J.D., Siddappa N.B., Lakhashe S.K., Humbert M., Sholukh A., Hemashettar G., Wong Y.L., Yoon J.K., Wang W., Novembre F.J., Villinger F., Ibegbu C., Patel K., Corti D., Agatic G., Vanzetta F., Bianchi S., Heeney J.L., Sallusto F., Lanzavecchia A., Ruprecht R.M. An anti-HIV-1 V3 loop antibody fully protects cross-clade and elicits T-cell immunity in macaques mucosally challenged with an R5 clade C SHIV. PLoS One, 2011,Vol. 6, no. 3, e18207.

18. Yates N.L., Liao H.X., Fong Y., deCamp A., Vandergrift N.A.,Williams W.T.,Alam S.M., Ferrari G.,Yang Z.Y., Seaton K.E., Berman P.W., Alpert M.D., Evans D.T., O’Connell R.J., Francis D., Sinangil F., Lee C., Nitayaphan S., Rerks-Ngarm S., Kaewkungwal J., Pitisuttithum P., Tartaglia J., Pinter A., Zolla-Pazner S., Gilbert P.B., Nabel G.J., Michael N.L., Kim J.H., Montefiori D.C., Haynes B.F., Tomaras G.D. Vaccine-induced Env V1–V2 IgG3 correlates with lower HIV-1 infection risk and declines soon after vaccination. Sci. Transl. Med., 2014, Sci. Transl. Med., Vol. 6, no. 228, p. 228ra39.

19. Zanotto C., Calderazzo F., Dettin M., Di Bello C., Autiero M., Guardiola J., Chieco-Bianchi L., De Rossi A. Minimal sequence requirements for synthetic peptides derived from the V3 loop of the human immunodeficiency virus type 1 (HIV-1) to enhance HIV-1 binding to cells and infection. Virology, 1995, Vol. 206, no. 2, pp. 807-816.

20. Zolla-Pazner S., deCamp A., Gilbert P.B., Williams C., Yates N.L., Williams W.T., Howington R., Fong Y., Morris D.E., Soderberg K.A., Irene C., Reichman C., Pinter A., Parks R., Pitisuttithum P., Kaewkungwal J., RerksNgarm S., Nitayaphan S., Andrews C., O’Connell R.J., Yang Z.Y., Nabel G.J., Kim J.H., Michael N.L., Montefiori D.C., Liao H.X., Haynes B.F., Tomaras G.D. Vaccine-induced IgG antibodies to V1V2 regions of multiple HIV-1 subtypes correlate with decreased risk of HIV-1 infection. PLoS One, 2014, Vol. 9, no. 2, e87572.

21. Zolla-Pazner S. Identifying epitopes of HIV-1 that induce protective antibodies. Nat. Rev. Immunol., 2004, Vol. 4, no. 3, pp. 199-210.