Adenovirüs Serotipinin 5-vektörlü Aşı Yaklaşımlar Geliştirme Antijen Kapsid-Ortaklık Stratejisi kullanmak
Summary
Burada, bir proof-of-prensibi iki değerlikli adenovirüs tip 5 (Ad5) vektörü oluşturmak için bir protokol mevcut Ad5 / H5-HVR1-Kwas-HVR5-His 6 Antijen Kapsid-Ortaklık stratejisi kullanılarak. Bu vektör nitel uygunluk arzettiği gösterilmiştir, yetenek dahil antijenlere Ad5-pozitif in vitro sera'yı ve antijenikliği yanı sıra immünojenitesini kaçmak için.
Abstract
Adenovirüs serotip 5 (Ad5) yoğun aşı gelişimi için geleneksel bir transgen yöntemleri ile modifiye edilmiştir. Klinik çalışmalarda bu geleneksel modifiye Ad5 vektörlerin azaltılmış etkililiğin öncelikle nüfusun çoğunluğu arasında Ad5 önceden varolan bağışıklık (PEI) ile ilişkili olabilir. Ad5 PEI endişe çözerek Ad5-vektörlü aşı gelişmesini teşvik etmek, yenilikçi Antijen Kapsid-Kuruluş strateji istihdam edilmiştir. Bu stratejinin liyakat, biz ilk hekson mekik inşa Ad5-vektörlü plazmid HVR1-Kwas-HVR5-His önceden yapılmış mekik plazmid HVR5-His 6 / pH5S içine aşırı değişken bölgesi (HVR) Hexon 1. altklonlanmasıyla 6 / pH5S, His 6 etiketi HVR5 dahil vardı. HIV epitopu ELDKWAS ihtiva eden bu HVR1 DNA fragmanı elde edilmiştir. HVR1-Kwas-HVR5-His 6 / pH5S sonra doğrusallaştırılmış ve doğrusallaştırılmış omurga plasmid pAd5 / ΔH5 (GL) ile birlikte transforme edilmiş olanHomolog rekombinasyon için. PAd5 / H5-HVR1-Kwas-HVR5-His 6 hücrelerine transfekte edilmiştir Bu rekombine plazmid, viral vektör Ad5 / H5-HVR1-Kwas-HVR5-His 6 oluşturmak için. Bu vektör, viral bir fiziksel titre (VP / ml) ile belirtilen niteliksel uygunluğu, enfeksiyonlu titre (IP / ml) ve karşılık gelen VP / IP oranına sahip doğrulandı. Hem HIV epitopu ve O'nun 6 etiket yüzey maruz Ad5 kapsitinde vardı ve kendi epitop özel antijenisiteyi korudu. Bir nötralizasyon deneyi in vitro Ad5-pozitif serumlar ile nötralize aşmak için bu iki değerli vektörü yeteneğini gösterdi. Fare aşılama HIV epitopu ve 6 His için güçlü bir humoral bağışıklık spesifik oluştuğunu gösterdi. Bu proof-of-prensibi çalışma Antijen Kapsid-Ortaklık stratejisi ile ilişkili protokol fizibil farklı kapsid proteinleri değiştirerek Ad5-vektörlü aşıların üretimi için kullanılabilir öne sürdü. Bu protokol, hatta f olabilirurther nadir serotip adenovirüs vektörlü aşıların üretimi için de uyarlanabilir.
Introduction
İnsan adenovirüs (Ad), bir çift sarmallı DNA genomunu ihtiva eden bir ikosahedral nükleokapsid sahip bir orta büyüklükte olmayan zarflı bir virüstür. Reklam Yedi gruba bir sınıflandırmaya (G ile A), Adenoviridae familyasına aittir. Her grup farklı serotiplerin virüs içeriyor. Grup C adenovirüs, hangi serotip 5 (Ad5) en yoğun çalışmalar yapılmış ve en yaygın gen tedavisi ve aşı gibi vectored yaklaşımlar uygulanmaktadır.
Geleneksel transgen stratejisi geliştirildi ve gen-faiz ile virüs erken genlerin değiştirmesi ile karakterize Ad5 değişiklikler, uygulanan ve gen-faiz bir ev sahibi odaklı ifadesi olmuştur. Örnekler Simian İmmün Yetmezlik Virüsü 1 rev geni ile erken gen 3 (E3) değiştirerek pENV9 / Ad5hrΔE3 inşaat olan İnsan Bağışıklık Yetmezliği ve gag geni ile erken gen 1 (E1) değiştirerek AdCMVGag inşaatıVirüs (HIV) 2 ve lac Z geni 3 E1 değiştirerek Reklam lac Z yapımı. Ad5 geleneksel transgen stratejisinin geniş uygulama şu esasa bağlıdır: Ad5, virüs ve virüs yayılması üzerine uygulanabilir gen mühendisliği, yabancı gen ucun geniş konaklama ve Ad5 4,5 güvenliği için barındıran geniş. Ancak, bu stratejinin kullanımı ile Ad5-vektörlü klinik tedavilerin azalmış etkililiğin Ad5 çocuklar ve yetişkinler 4,6 çoğunluğu arasında çok yaygın olduğundan, öncelikle Ad5 PEI ile ilişkili olduğu eşlenmiş olan büyük bir darboğaz olmuştur.
Ad5 önemli darboğazı aşmak için, temel amacı Ad5 PEI engellemeyi alternatif bir strateji geliştirmektir. Bu tür nötralize edici antikorlar (yakalar) 8-10 ve CD8 + T hücresi tepkilerinin olarak doğuştan gelen bağışıklık 7, adaptif bağışıklık Ad5 karşı 10 birlikte gösterilmiştirAd5 yakalar Ad5 PEI 10,11 katkıları baskın rol oynamaya görünen ile Ad5 PEI ntribute. Dahası, Ad5 ana protein Hexon, lif ve penton tabanı dahil kapsid proteinleri bulunan hedef epitopları, yakalar. Hangi Of, hekson Ad5 yakalar 8,11-13 önemli hedefidir. Bu bulgulara dayanarak, yenilikçi Antijen Kapsid-Kuruluş strateji girmiştir. Bu yeni strateji, nötralizan antikorların ve verimli Ad5 vektör idareleri azalarak tanınması lider, proteinlerin-faiz Ad5 nötralize epitoplarını vardiya veya maskeleri Ad5 kapsid proteinleri üzerinde değiştirilmesini ya da birleştirilmesini vurgulamaktadır. Aynı zamanda ana doğrudan bağışıklık sistemine 4,14,15 kadar antijenler-faiz sunarak sağlam humoral bağışıklığı ve güçlü hücresel bağışıklığı ortaya çıkarmak yardımcı olabilir, çünkü bu strateji rekabetçi olması dikkat çekicidir. Bu strateji dayanarak, moleküler klonlama ve yeniden birleştirici Reklam viral vektör, bir kurtarma yapısal ayrılabilirdört ana adımlar (a) ya da polimeraz zincir reaksiyonu (PCR) ya da sentez ile gen-faiz fragmanının hazırlanması; (B) bir adenovirüs omurgasına gen bölgesinin çıkar fragmanını ve homolog kollar ihtiva eden bir mekik plazmidinin gen fragmanının ligasyonu; (C) homolog rekombinasyon ko-transforme doğrusallaştırılmış plasmid omurgası pAd5 / ΔH5 (GL) 16 gen-faiz fragmanını ihtiva eden plasmid Servisi; (D) doğrusallaştırılmıştır rekombinant adenoviral plazmid transfeksiyon antijenleri-faiz ile birleşmiş rekombinant Reklam vektör kurtarmak için.
Grubumuzun ve bazıları farklı bulaşıcı patojenlere karşı İlan vectored aşı geliştirilmesi için bu alternatif reklam birleşme stratejisi artırdık. Bir rekombinant Ad vektör üretilmesini bildirdi Ad-HVR1-LGS-His Ad5 hekson (hexon5) arasında HVR1 yereli bir His-etiketli, HIV-1 antijeni V3 içeren 6 -V3. Bu oluşturulan vektör str tetiklediV3 epitopa 4 özgü Ong humoral immün tepkisi. Ayrıca hexon5 2 HVR2 yereli olarak HIV-1 zara yakın ekto bölge (MPER) eklenerek Ad5 / HVR2-MPER-L15ΔE1 gelişimini bildirilmiştir. Buna ek olarak, Dr. Zhou'nun grup Reklam serotip 3 (Ad3) vectored aşılar, yani. Geliştirmek için bu Reklam kuruluş stratejisinin yararları kullandı, Reklam-3'te of HVR1 içine enterovirus 71 nötralize edici epitopu SP70 dahil ederek viral vektör R1SP70A3 nesil hekson (hexon3). R1SP70A3 Enterovirüs 71 meydan 15 karşı koruma yüksek oranda kurşun epitop SP70 özgü güçlü yakalar ve IFN-γ üretimini, üretilen.
Teknik başvuru amacıyla, bizim çalışmamız HVR1 içine HIV-1 antijeni içeren bir iki değerli Ad5 vektörü Ad5 / H5-HVR1-Kwas-HVR5-His 6 nesil odaklanmak niteliksel Antijen Kapsid-Kuruluş stratejisi yararlandı birda hexon5 ve HVR5 içine His etiketi. oluşturulan viral vektör, ayrıca immünolojik değerlendirilmiştir. Antijen Kapsid-Ortaklık stratejisi farklı bulaşıcı hastalıklara karşı Ad5-vektörlü aşılama yaklaşımlarının geliştirilmesi yönünde yararlanılabilir.
Protocol
Representative Results
Discussion
aşıların geliştirilmesi için Ad5 değişiklik geleneksel transgen stratejisinin uygulama öncelikle Ad5 PEI 4,6 ile bağlantılı darboğaz için azalmıştır. Bu darboğaz kısmen bu strateji Ad5 nötralizan antikorların tarafından nötralize kaçmasına beri antijenlerin-faiz ile Ad5 ve nötralize epitoplarını değiştirerek, alternatif Antijen Kapsid-Ortaklık stratejisi (Şekil 1A) uygulamasıyla azaldı ve sağlam dokunulmazlık nesil kolaylaştırmak olabilir dahil antijenleri…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Sağlık 5T32AI7493-20 ve 5R01AI089337-03 hibe Bu eser Ulusal Sağlık Enstitüleri tarafından kısmen desteklenmiştir. fon çalışma tasarımı, veri toplama ve analizi, yayınlama kararı, ya da yazının hazırlanmasında hiçbir rolü yoktu.
Materials
| 1x DPBS | Thermo Scientific | SH30256.01 | for cell spliting |
| 10x DPBS | Thermo Scientific | SH30378.02 | for dialysis buffer preparation |
| glycerol | SIGMA | G5516-1L | for dialysis buffer preparation |
| SDS | BIO-RAD | 161-0301 | for virus lysis buffer preparation |
| Fetal Bovine Serum (FBS) | Thermo Scientific | SH30910.03 | component of culture medium |
| 100X Non-Essential Amino Acids | Thermo Scientific | SH30238.01 | component of culture medium |
| 200mM/L L-glutamine | Cellgro | 25-005-CI | component of culture medium |
| penicillin/streptomycin solution | Cellgro | 30-002-CI | component of culture medium |
| DMEM with high glucose | Thermo Scientific | SH30081.01 | for HEK293 cell culture |
| Minimum Essential Medium Eagle | SIGMA | M5650 | for HeLa cell culture |
| phenol:chloroform:isoamyl alcohol | SIGMA | P3803-100ML | for large size of DNA purification |
| cesium chloride | Research Products International Corp. | C68050 | for virus purificiation |
| HEPES | Cellgro | 25-060-CI | for CsCl solution preparation |
| HEK293 | ATCC | 51-0036 | for virus rescue and upscale |
| HeLa | ATCC | CCL-2 | for neutralization assay |
| T-25 flask | Thermo Scientific | 156367 | for cell culture |
| T-75 flask | CORNING | 430641 | for cell culture |
| T-175 flask | Thermo Scientific | 159910 | for cell culture |
| Ultracentrifuge | BECKMAN | NA | for virus purification |
| Ultracentrifuge tube | BECKMAN | 344059 | for virus purification |
| dialysis cassette | Thermo Scientific | 66380 | for virus dialysis |
| ELISA plate | Thermo Scientific | 442404 | for ELISA |
| human anti-gp41 (2F5) mAb | NIH AIDS Reagent Program | 1475 | for immunological assays |
| mouse anti-His tag mAb | GenScript | A00186 | for immunological assays |
| SOC medium | CORNING | 46-003-CR | for transformation |
| PCR master mix solution | QIAGEN | 201445 | for PCR |
| Animal lancet (point length at 5mm) | MEDIpoint | for mice bleeding | |
| Biophotometer | Eppendorf | for virus physical titer titration |
References
- Cheng, S. M., et al. Coexpression of the simian immunodeficiency virus Env and Rev proteins by a recombinant human adenovirus host range mutant. Journal of virology. 66, 6721-6727 (1992).
- Matthews, Q. L., et al. HIV antigen incorporation within adenovirus hexon hypervariable 2 for a novel HIV vaccine approach. PloS one. 5, e11815 (2010).
- DeMatteo, R. P., et al. Long-lasting adenovirus transgene expression in mice through neonatal intrathymic tolerance induction without the use of immunosuppression. Journal of virology. 71, 5330-5335 (1997).
- Gu, L., et al. A recombinant adenovirus-based vector elicits a specific humoral immune response against the V3 loop of HIV-1 gp120 in mice through the ‘Antigen Capsid-Incorporation’ strategy. Virology journal. 11, 112 (2014).
- Matthews, Q. L., Krendelchtchikov, A. L. G., Li, Z. C. Viral Vectors for Vaccine Development. INTECH. , (2013).
- Tang, D. C., Zhang, J., Toro, H., Shi, Z., Van Kampen, K. R. Adenovirus as a carrier for the development of influenza virus-free avian influenza vaccines. Expert review of vaccines. 8, 469-481 (2009).
- Flatt, J. W., Kim, R., Smith, J. G., Nemerow, G. R., Stewart, P. L. An intrinsically disordered region of the adenovirus capsid is implicated in neutralization by human alpha defensin 5. PloS one. 8, e61571 (2013).
- Bradley, R. R., Lynch, D. M., Iampietro, M. J., Borducchi, E. N., Barouch, D. H. Adenovirus serotype 5 neutralizing antibodies target both hexon and fiber following vaccination and natural infection. Journal of virology. 86, 625-629 (2012).
- Zaiss, A. K., Machado, H. B., Herschman, H. R. The influence of innate and pre-existing immunity on adenovirus therapy. Journal of cellular biochemistry. 108, 778-790 (2009).
- Sumida, S. M., et al. Neutralizing antibodies and CD8+ T lymphocytes both contribute to immunity to adenovirus serotype 5 vaccine vectors. Journal of virology. 78, 2666-2673 (2004).
- Sumida, S. M., et al. Neutralizing antibodies to adenovirus serotype 5 vaccine vectors are directed primarily against the adenovirus hexon protein. Journal of immunology. 174, 7179-7185 (2005).
- Bradley, R. R., et al. Adenovirus serotype 5-specific neutralizing antibodies target multiple hexon hypervariable regions. Journal of virology. 86, 1267-1272 (2012).
- Gahery-Segard, H., et al. Immune response to recombinant capsid proteins of adenovirus in humans: antifiber and anti-penton base antibodies have a synergistic effect on neutralizing activity. Journal of virology. 72, 2388-2397 (1998).
- Gu, L., et al. Using multivalent adenoviral vectors for HIV vaccination. PloS one. 8, e60347 (2013).
- Tian, X., et al. Protection against enterovirus 71 with neutralizing epitope incorporation within adenovirus type 3 hexon. PloS one. 7, e41381 (2012).
- Wu, H., et al. Construction and characterization of adenovirus serotype 5 packaged by serotype 3 hexon. Journal of virology. 76, 12775-12782 (2002).
- Wu, H., et al. Identification of sites in adenovirus hexon for foreign peptide incorporation. Journal of virology. 79, 3382-3390 (2005).
- Qiu, H., et al. Serotype-specific neutralizing antibody epitopes of human adenovirus type 3 (HAdV-3) and HAdV-7 reside in multiple hexon hypervariable regions. Journal of. 86, 7964-7975 (2012).
- Parker, C. E., et al. Fine definition of the epitope on the gp41 glycoprotein of human immunodeficiency virus type 1 for the neutralizing monoclonal antibody 2F5. Journal of virology. 75, 10906-10911 (2001).
- Farrow, A. L., et al. Immunization with Hexon Modified Adenoviral Vectors Integrated with gp83 Epitope Provides Protection against Trypanosoma cruzi Infection. PLoS neglected tropical diseases. 8, e3089 (2014).
- Krause, A., et al. Epitopes expressed in different adenovirus capsid proteins induce different levels of epitope-specific immunity. Journal of virology. 80, 5523-5530 (2006).
- Omori, N., et al. Modification of a fiber protein in an adenovirus vector improves in vitro gene transfer efficiency to the mouse microglial cell line. Neuroscience letters. 324, 145-148 (2002).
- Dmitriev, I. P., Kashentseva, E. A., Curiel, D. T. Engineering of adenovirus vectors containing heterologous peptide sequences in the C terminus of capsid protein IX. Journal of virology. 76, 6893-6899 (2002).
- Xue, C., et al. Construction and characterization of a recombinant human adenovirus type 3 vector containing two foreign neutralizing epitopes in hexon. Virus research. 183, 67-74 (2014).
- Tian, X., et al. Construction and characterization of human adenovirus serotype 3 packaged by serotype 7 hexon. Virus research. 160, 214-220 (2011).
- Kim, J. W., et al. An adenovirus vector incorporating carbohydrate binding domains utilizes glycans for gene transfer. PloS one. 8, e55533 (2013).
- Vasconcelos, J. R., et al. Pathogen-induced proapoptotic phenotype and high CD95 (Fas) expression accompany a suboptimal CD8+ T-cell response: reversal by adenoviral vaccine. PLoS pathogens. 8, e1002699 (2012).
- Matthews, Q. L., et al. Genetic incorporation of a herpes simplex virus type 1 thymidine kinase and firefly luciferase fusion into the adenovirus protein IX for functional display on the virion. Molecular imaging. 5, 510-519 (2006).
