Development of an HIV vaccine based on a VSV-GP vector

Seit der Entdeckung des humanen Immundefizienz-Virus (HIV) als Auslöser für das erworbenes Immundefektsyndrom (AIDS) hat es großen Fortschritt in den Behandlungsmöglichkeiten gegeben. Ein Impfstoff wird jedoch noch benötigt. Vielversprechende Impfstoffkandidaten sind virale Vektoren, da diese ein umfangreiche, robuste und langanhaltende Immunantwort hervorrufen. Wir arbeiten mit einem chimären Vesikularen stomatitis Virus (VSV-GP), welches das Glycoprotein (GP) des Lymphozytäre-Choriomeningitis-Virus besitzt. VSV-GP ist ein potenter Impfstoffvektor, der keine der Nachteile eines wildtyp VSV aufweist. In dieser Arbeit bewerten wird das Potential von VSV-GP als Impfstoff gegen HIV. Verschiedene HIV-1 Hüllproteingene wurden in das Genom von VSV-GP kloniert, wie bspw. sekretierte oder Membran-verankerte, intakte oder mutierte Furinschnittstelle oder C-Termini mit unterschiedlicher Länge. Unsere Ergebnisse zeigen, dass das Einfügen eines zusätzlichen Antigens sowie die Anwesenheit von zwei Glycoproteinen die Replikation von VSV-GP nicht beeinträchtigen. Alle HIV-1 Env varianten werden von Zellen expremiert und einige werden sehr effizient in die Membran von VSV-GP eingebaut. Wichtige Epitope für das Binden von breit neutralisierenden Antikörpern gegen HIV-1, wie MPER (membrane proximal external region), CD4 binding site, V1V2 und V3 loop werden auf den viralen Partikeln präsentiert. Das Binden von quartären Antikörpern, lässt eine trimäre Strukturv von HIV Env eingebaut in VSV-GP vermuten. Vektoren mit Membran-verankerten Env induzierten höhere Antikörpertiter als sekretierte Env Proteine. In Kaninchen wurden Antikörper hervorgerufen, die Epitop über das gesamte Env verteilt, erkennen. Des weiteren wurde eine Tier 1A neutralisierende Antikörperantwort indiziert, die mit einer Boost-Immunisierung gesteigert werden konnte. Das Friend Virus Model ist ein retrovirales Model für Infektionskrankheiten, bei dem eine Challenge im Maus-Model möglich ist. Wir zeigten, dass VSV-GP
Since the human immunodeficiency virus (HIV) has been discovered as the cause of the acquired immunodeficiency syndrome (AIDS), great progress has been made towards the treatment of HIV. However, a protective vaccine is still urgently needed. Promising vaccine candidates are viral vectors, since they induce a diverse, robust and long-lasting immune response. We are working with the chimeric vesicular stomatitis virus (VSV-GP) containing the glycoprotein GP of the lymphocytic choriomeningitis virus. VSV-GP is a potent viral vaccine vector that overcomes several of the limitations of wild-type VSV. Here, we evaluated the potential of VSV-GP as an HIV vaccine vector. We introduced genes for different variants of the HIV-1 Envelope protein Env, i.e., secreted or membrane-anchored, intact or mutated furin cleavage site or different C-termini, into the genome of VSV-GP. We found that the addition of the Env antigen and the presence of two glycoproteins did not attenuate VSV-GP replication. All HIV-1 Env variants were expressed in VSV-GP infected cells and some were incorporated very efficiently into VSV-GP particles. Crucial epitopes for binding of broadly neutralizing antibodies against HIV-1 such as MPER (membrane proximal external region), CD4 binding site, V1V2 and V3 loop were present on the surface of VSV-GP-Env particles. Binding of quaternary antibodies indicated a trimeric structure of VSV-GP incorporated Env. We detected high HIV-1 antibody titers in mice and showed that vectors expressing membrane-anchored Env elicited higher antibody titers than vectors that express secreted Envs. In rabbits, HIV Env-binding antibodies recognizing different epitopes spanning the whole HIV Env gp140 were induced. Furthermore, tier 1A HIV-1 neutralizing antibodies were detectable after prime immunization and titers further increased after boosting with a second immunization. Using Friend virus as model for retroviral infections where a challenge is possible in a mouse model, we
by Christiane Anika Bresk
Dissertation Medical University of Innsbruck 2019