Medical Immunology, 2005; 4: 6-6 (más artículos en esta revista)

La continuación de la vacuna contra el VIH saga: desnudo junto a emperadores hadas madrinas

BioMed Central
Un Kendall Smith (kasmith@med.cornell.edu) [1]
[1] La División de Inmunología, Departamento de Medicina, Weill Medical College de la Universidad de Cornell, Nueva York, NY EE.UU.

Este es un artículo de acceso abierto distribuido bajo los términos de la licencia Creative Commons License (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0], que permite el uso irrestricto, la distribución y reproducción en cualquier medio, siempre que la obra original sea debidamente citada.

Resumen

Los últimos acontecimientos en el campo de vacunas contra el VIH se transmitió en un Simposio de Keystone recientemente. Este comentario resume algunos de los aspectos más destacados de esta reunión, y se centra en algunos de los acontecimientos que parece especialmente prometedora, así como los que no lo hacen. Lamentablemente, la "saga" continúa.

Introducción

Los investigadores que trabajan en el campo de vacunas contra el VIH se congregaron en una reunión Simposios de Keystone, que se celebró en Banff, Canadá Abril 9-15, 2005. David Montefiori, y Kent Weinhold, ambos de la Universidad de Duke, y Carolyn Williamson, de la Universidad de Ciudad del Cabo presidió la reunión, que se celebró simultáneamente con una reunión sobre Patogénesis del VIH, presidido por Michael Lederman de la Case Western University, Richard Koup de NIAID / NIH, y Michael Malim, del King's College de Londres.

Las reuniones se destacaron por nuevas perspectivas de las relaciones estructura-actividad de la cubierta del virus, otras caracterizaciones de los aspectos funcionales de los CD4 + y CD8 + T en células de la respuesta inmune satisfactoria con el VIH y otros virus y las vacunas, así como los defectos funcionales de estos Mismas células de individuos con viremia persistente y progresiva enfermedad.

Contra este telón de fondo científico, fue una emocionante presentación por Judy Lieberman de la Escuela de Medicina de Harvard, que parece haber resuelto el problema de la entrega de pequeños ARN de interferencia (ARNsi) a destinatarios específicos células in vivo.

Sin embargo, los distintos grupos académicos y de las empresas que están compitiendo para desarrollar la primera profilaxis efectiva las vacunas contra el VIH se creó el drama de la reunión, que se realizará en las diversas ponencias y carteles en el curso de los 6 días de la reunión. Por lo tanto, este comentario se centrará en la evolución de estos informes y con la esperanza de proporcionar un sabor de los procedimientos a los que no pudieron asistir.

La dotación

Bing Chen de Children's Hospital Laboratorio de Medicina Molecular de la Facultad de Medicina de Harvard presentó los datos de un esfuerzo de colaboración por su grupo y por el grupo de Stephen Harrison en la Escuela de Medicina de Harvard y por John Skehel del Instituto Nacional de Investigaciones Médicas de La Ridgeway, Mill Hill, Londres. También han publicado recientemente sus conclusiones [1, 2]. Como estos investigadores señalado, las estructuras de fragmentos de gp120 y gp41 glicoproteína de la envoltura se han conocido durante algún tiempo, en conformaciones correspondientes a los estados después de su adhesión a las moléculas CD4 y después de la fusión de membranas. En comparación, los investigadores determinaron la estructura cristalina, en el 4,0 Å de resolución, de un plenamente glicosilada y unliganded SIV proteína gp120 básico, en una conformación prefusion en representación de su estado, antes de la interacción con CD4. Comparación de la nueva estructura y el VIH gp120 básico en la conformación de CD4 determinado puesto de manifiesto una sorprendente reajuste estructural en partes de la proteína, lo que resulta en diferentes superficies antigénica. Su modelo predice que en el momento de unión a CD4, partes de la gp120 se desplazará alrededor de la cavidad CD4 vinculante con grandes excursiones, por ejemplo, la punta del tallo V1-V2 mueve más de 40 Å. Su modelo predice que hasta el co-receptor se une, el V1-V2 tallo no se acopló en contra de la β20-β21 cinta de la parte externa de dominio, y por lo tanto la hoja de transición, que se une a la co-receptor no es el formato correcto.

Todos estos aspectos estructura-actividad de la dotación se graficaron en películas molecular, que permite a los no iniciados apreciar la enorme distancia que las partes de las moléculas CD4 vinculante después de los viajes, para formar el co-receptor del sitio de unión. Esperemos que estas nuevas ideas sobre la estructura y dinámica de la actividad de la dotación se destinará a los nuevos enfoques para la artesanía molecular inmunógenos que promuevan la generación de anticuerpos neutralizantes.

Agotamiento de células T

Hay un consenso entre casi todos los investigadores ahora, que la persistencia de la infección viral conduce a un defecto en tanto cualitativa CD4 + y células T CD8 +, que se manifiesta por una incapacidad para producir citoquinas, especialmente IL2, cuando activados in vitro por péptidos virales. En comparación, las células de la misma persona puede responder de forma plena y adecuadamente a otros antígenos a los cuales el individuo es inmune, por ejemplo, los antígenos de citomegalovirus (CMV) y el virus de Epstein-Barr (VEB). La consecuencia de la incapacidad de producir IL2 es una mala respuesta proliferativa y la incapacidad de distinguir en un "ejecutor" de capacidad, ya sea supervisada por citoquinas / o producción de quimioquinas por capacidad citolítica.

Michael Betts desde el Centro de Investigación de Vacunas en los NIH supervisó la producción de citoquinas por el 11-parámetro de citometría de flujo para examinar cinco antígeno-específica de células T CD8 + funciones simultáneamente (degranulación-CD107a; de citoquinas y quimioquinas expresión-INF-γ, TNF-α, IL2, MIP1 β ) En 9 infectados por el VIH a largo plazo Nonprogressors (LTNP) y 79 Progressors. El LTNP mantenido una polyfunctional de células T CD8 + respuesta, que expresan el gen de la mayoría de los productos ensayados, mientras que el progressors fueron marcadamente deficiente. Además, la respuesta polyfunctional se mostró como un componente normal del efector de células T CD8 + respuestas a CMV, EBV, y el virus de la gripe en individuos normales. Muy notable fue el hallazgo de que la polyfunctional las respuestas no se limitan a un determinado fenotipo de superficie, si cree que refleja una "memoria central" fenotipo o no. Estos hallazgos pueden también auguran el final de análisis fenotípico como un sustituto de la función de los linfocitos.

Giuseppe Pantaleo adscrito estas conclusiones, y destacó que la falta de control de la replicación viral no se debe a la falta de VIH específicas de CD4 + o células T CD8 +, tal como se propuso inicialmente. En lugar de ello, los datos reflejan Pantaleo Betts de los datos, y destacó que la capacidad de producir IL2 correlaciona mejor con una buena respuesta inmune, ya sea con el VIH o con el CMV o EBV, por cualquiera de infectados por el VIH o las personas no infectadas.

En consecuencia, los 64 dólares aún sin respuesta la pregunta es ¿por qué parece que hay ese defecto específico en el VIH y las células T específicas de la razón por la que se manifiesta por la incapacidad para expresar los genes IL2. Sin embargo, todos estos datos apuntan claramente a que la investigación debe centrarse en el futuro, no para hasta que este defecto se entiende será abordable terapéuticamente. Queda por determinar si la administración IL2 pueden eludir el defecto en la producción de IL2 por el VIH específicas de CD4 + y los linfocitos T CD8 +.

En este sentido, Mark Connors de NIAID / NIH informó sobre más datos de su grupo indicando que, además de un defecto en la producción de IL2, los linfocitos T CD8 + de Progressors no puede responder a IL2 por proliferan in vitro en respuesta a la estimulación de los antígenos del VIH. Hizo hincapié en que el 10% y el 40% de los que circulan los linfocitos T CD8 + son VIH-reactiva cuando los individuos son viremic, que es una gran proporción del total de células T CD8 + en masa. Usando el VIH-péptido tetramers para identificar el VIH específicos de las células, puede demostrar que la células T CD8 + de ambas LTNP y Progressors son CD25-, y la expresión génica en estas células como la supervisión de los arrays de ADN son idénticos cuando se estudió de nuevo, antes de la activación. Sin embargo, cuando el antígeno activado, incluso la adición de IL2 exógenos no causa los linfocitos T CD8 + de Progressors para dividir. Sugirió que sus datos apuntan a un defecto en IL2-respuesta, que podría ser atribuible a los cambios en las cadenas de los receptores de IL2, la IL2R vías de señalización, o en la expresión de genes regulados-IL2, en particular, el IL2-reguated genes que promueven La progresión del ciclo celular. Asimismo, indicó que tales defectos cualitativos en el virus específicos de las células T CD8 + sigue siendo la respuesta más probable es determinante de la pérdida de la restricción inmunológica de la replicación del virus. Como tal, sus datos indican que una mayor comprensión de estas características cualitativas pueden proporcionar importante información sobre la forma en que estos cambios se podrían evitar en los vacunados o invertir en las personas infectadas.

RNAi

Judy Lieberman presentaron impresionantes datos, que indican que es posible que se pueda utilizar la tecnología para crear ARNsi microbicidas eficaces, y también para orientar únicamente a las células infectadas por el VIH sistémicamente in vivo, mediante la formulación de magia en la búsqueda de balas y suprimir las células infectadas. Si sus datos se mantienen y se puede repetir y fundamentado, es un gran salto adelante, no sólo para la prevención y el tratamiento de la infección por el VIH, pero para casi todos los aspectos de la investigación biomédica y la medicina.

Como se explica por Lieberman, RNAi es un antiguo, conservado evolutivamente de acogida de defensa contra los virus y los elementos trasladables, que utiliza pequeños ARN de doble desamparados, llamado ARN interferentes pequeños (ARNsi), para silenciar la expresión de genes con una alta especificidad, orientados por la degradación de los mRNAs homólogos [ 3]. Lieberman del grupo utilizó un modelo murino de Virus Herpes simple-2 (VHS-2), la infección vaginal para desarrollar un microbicida basada ARNsi. Cuando se mezclan con los lípidos, siRNAs son adoptadas de manera eficiente y de manera uniforme por células de la mucosa y la submucosa y eficaz silencio de la expresión génica en el ratón vagina. SiRNAs que individualmente silencio una variedad de HSV-2 genes e inhibir la replicación de HSV-2 in vitro por 4-8 veces fueron identificados. Vaginal siRNAs dirigidos a la instalación de VHS-2 fue bien tolerado y protegido ratones letal de la infección por el VHS-2.

En otros experimentos, dirigidos Lieberman células infectadas por el VIH con RNAi utilizando un quimérico molécula diseñada para contener el antígeno vinculante región de un anticuerpo reacciona con gp120, y la protamina, una molécula de carga positiva. Cuando se mezcla con el VIH dirigidas a los genes ARNsi en solución acuosa, la carga negativa ARNsi forma un complejo estable con el anticuerpo-protamina quimera. Posteriormente se demostró que este complejo molecular que se unen selectivamente a las células diana que expresó gp120. En consecuencia, el anticuerpo se utiliza para identificar las células y de la correcta entrega el ARNsi protamina. Los datos presentados por Lieberman sugiere que puede ser posible ahora el silencio de su gen de la elección, con lo que la evolución de la terapia génica desde una disciplina centrada en los genes que expresan los desaparecidos, para silenciar la expresión de los genes no deseados! En un documento de prensa en la que se describe a estos notables resultados [4].

La vacuna contra el VIH en tramitación (Los emperadores y los Fairy Godmothers)

Permanente, en marcado contraste con estos acontecimientos prometedores en la escena de las ciencias básicas, son decepcionantes, desconcertante, pero luego prometedores en los aspectos más prácticos de desarrollo de una vacuna eficaz.

Andrew McMichael de Oxford apoyo de la Iniciativa Internacional Vacuna contra el SIDA (IAVI) es tal vez una de las primeras incorporaciones a la carrera para desarrollar una vacuna eficaz. La mayor parte de todo el mundo ahora sabe que Oxford / IAVI dejado los grandes de fase I / II de prueba en Kenya el año pasado. McMichael examinó las razones de esta decisión para los participantes de la conferencia de Keystone. El grupo de Oxford eligió una combinación de la inmunización de ADN primordial, seguida de un refuerzo de inmunización con Vaccinia Ankara Modificada (MVA). En el momento en que este enfoque se había previsto, ya hace varios años, la opinión predominante es que es importante para seleccionar "inmuno" epítopos incluir en las vacunas. Así, tanto el cebado de vacunas de ADN y la vacuna MVA impulsar sólo figura gag p24, p17, y una "cadena" de determinados epítopos CTL de otras regiones del genoma del VIH.

McMichael informó de que las respuestas en el ensayo fueron Kenyon decepcionante, con sólo ~ 20% de los vacunados con una positiva respuesta inmunitaria a la vacunación en una muy estrictas validado IFN-γ ELISPOT ensayo. Añadió que tal vez una mejor ensayo para la detección de reactividad inmune a antígenos de la vacuna podría ser obtenido por el cultivo de las personas vacunadas de PBMCs in vitro con el VIH y péptidos IL2 para 7-14 días antes de la prueba para la producción de IFN-γ por las células ELISPOT . Sugirió que tal vez este "reactivado respuesta" sería más representativo de la memoria a largo plazo. Esto puede ser cierto, pero este tipo de "respuesta reactivado" se opone a la capacidad de cuantificar las frecuencias de VIH-antígeno de las células T reactivas un tema, porque después de 1-2 semanas de expansión selectiva de las células de reacción antígeno-dependientes en IL2 Crecimiento, y la desaparición del antígeno de las células nonreactive, cualquier intento de cuantificación es infructuosa.

La búsqueda de las posibles razones de por qué esta estrategia de inmunización no, la más probable es la falta de amplitud de los antígenos incluidos en los vectores, y el hecho de que tanto la reproducción de vectores son incompetentes. Para una discusión de la replicación competente vs incompetente vacunas, ver [5].

Tal vez el próximo participante en la carrera de la vacuna contra el VIH es la Merck Corporation, que también aprobó un ADN cebado concepto, seguido de un impulso con la replicación incompetente Adenovirus serotipo 5 (Ad5). Merck elegidos para incluir sólo los genes que codifican las poliproteínas gag en sus vectores. John Shiver resumió sus conclusiones cuando inmunitario normal de los voluntarios. Ya sea por ELISPOT ensayadas por citometría de flujo o el control de la acumulación intracelular de IFN-γ, las respuestas inmunes son casi indetectables, con frecuencias de sólo el 0,1% -0,2% por citometría de flujo (1000-2000 terreno de la formación de células / PBMCs por millones de ensayo ELISPOT ). Debido a que estos voluntarios normales no pueden ser impugnadas con el VIH para probar su inmunidad antiviral, que aún se desconoce si estas respuestas inmunes se reflejan o no la inmunidad protectora. Sin embargo, en el mejor de las respuestas inmunes son sólo en el límite inferior de detección (LID) por el ensayo de citometría de flujo. Además, se sabe que la mayoría de las personas en los EE.UU. ya son inmunes a la Ad5 serotipo, y de detectar aun marginal de la respuesta inmune a la inmunógeno, una enorme dosis se ha de dar, a 100 mil millones de partículas virales. No está claro por qué Merck está llevando a cabo esta línea de investigación, en vista de estos resultados marginales. Evidentemente no hay nadie dispuesto a Merck en pie y decir que el emperador no tiene ropa [6].

El último participante en la carrera de la vacuna contra el VIH que informaron sobre los datos en los seres humanos fue el Centro de Investigación de Vacunas (VRC) del NIAID / NIH, que es dirigido por Gary Nabel. El VRC ha adoptado un enfoque muy similar a la de Merck, con un ADN primordial, seguida de un impulso Ad5. Sin embargo, en contraste con Merck, la VRC ha colocado más genes del VIH en sus vacunas. Ellos están usando un plásmido de ADN de los genes env clados de A, B, y C. A continuación, un plásmido contiene los genes que codifican la clade B gag, pol, nef y genes. Esta inmunización es seguido por una combinación de 4 vectores Ad5 codificación clade B gag y pol, y env de clados A, B, y C.

Barney Graham informó de los resultados disponibles hasta la fecha. Sorprendentemente, a pesar de la adición de un mayor número de genes del VIH en los vectores, las respuestas inmunes son todavía apenas detectable por citometría de flujo, en el orden de 0,1% a 0,2% positivo intracelular de las células de la tinción de citoquinas. Una vez más, estos datos se presentaron como si se trata de la respuesta inmune fuerte, no marginal de la respuesta inmune que realmente representan. En consecuencia, no se hace mención alguna de suprimir este enfoque.

Habida cuenta de estos marginales suscitó en la respuesta inmune normal de las personas, uno se pregunta si un "Gatekeeper" se utiliza, como profiláctico ensayos en monos, como fue sugerido por algunos en la reunión, o por la obtención de un antiviral punto final en los seres humanos infectados por el VIH, antes A la realización de ensayos a gran escala profilácticos en los países en desarrollo [5, 7].

Afortunadamente hay algunos Fairy Godmothers de espera en las alas, ansioso por ola sus varitas mágicas para asumir después de los Emperadores retiro para ocultar su desnudez. Harriet Robinson, del grupo de la Universidad de Emory presentado 5 resúmenes que resultó en el mayor número de carteles. De esos informes, uno de los más interesantes fue un estudio en el que caracteriza el mapeado y las respuestas de células T relacionados con el control a largo plazo de una virulenta SHIV-9.6P reto en 22 macacos vacunados con una Gag-Pol-Env DNA / MVA vacuna . Por lo tanto, que han utilizado un enfoque similar al del grupo de Oxford, pero se han incluido los 3 más importantes y prevalentes en sus genes vacuna. Además, el MVA que utilizan es diferente de la de Oxford MVA, en la medida en que libera partículas similares al virus (VLP) [8]. Por lo tanto, expresa más de un ciclo replicativo viral, por lo que debería ser más inmunogénica. Se realizarán las pruebas de la frecuencia, amplitud, y la estabilidad de los anti-viral CD4 + y CD8 + y células T para la protección de la función de células T como lo demuestra el IFN-γ y IL2 co-producción durante un período de 200 semanas de control viral (3,9 años ). Incluso 2,5 años de desafío, IFN-γ-producción de las células T eran aún detectable en frecuencias de hasta el 1,0% del total de CD8 + o linfocitos T CD4 +, que es 10 veces mayor que las frecuencias que la de Oxford, Merck y VRC grupos en la presentación de informes Los seres humanos. Por otra parte, estas células T respuestas fueron notablemente estable cuando se puso a prueba un año más tarde y mantuvo una buena función, como lo demuestra la co-producción de IFN-γ e IL2.

Este grupo también presentó datos sobre los seres humanos en una fase I multi-centro, aleatorio, controlado con placebo, doble ciego juicio realizado bajo los auspicios de la HVTN. Un clade B, la vacuna contra el VIH ADN desarrollado para su uso como vector para un cebado DNA / MVA combinación de vacunas en los seres humanos fue probado en 30 VIH-normal de los voluntarios no infectados. Este 9,5 kb de DNA CMV utiliza un promotor y una hormona de crecimiento bovino polyadenylation secuencia de expresar una sola transcripción que se somete a Rev-dependiente subgenomic marco de empalme y por desplazamiento de expresar Gag, Pr, RT, Env, Tat, Rev y Vpu. En esta primera etapa de prueba de seguridad, las dosis de 0,3 mg y 3,0 mg fueron bien toleradas. ELISPOT ensayos realizados sobre células congeladas fueron negativos después del 2 de inmunizaciones. Sin embargo, los ensayos de citometría de flujo realizado sobre células frescas detectó algunas de las respuestas, aunque en baja frecuencia, 0.01-0.1%. Datos adicionales de este grupo se espera con interés.

Tal vez el inconformista del grupo es Marjorie Robert-Guroff del NCI. Ella ha sido el desarrollo de la replicación-Adenoviruses competentes como vectores de vacunas contra el VIH [9]. En contraste con la Merck y VCR / NIH grupos, que ha centrado su atención en dos diferentes serotipos, # s 4 y 7. El Ejército de los EE.UU. ha utilizado estos dos serotipos como vacunas para los nuevos reclutas entre 1972 y 1996, y un máximo de 10 millones de hombres jóvenes recibieron estas vacunas, aparentemente segura. La vacunación se suspendieron en 1996 debido a que la empresa les dejó la producción manufacturera. Sin embargo, una gran mayoría de los jóvenes adultos en los EE.UU. no han estado expuestos a estos serotipos, a fin de que estén en riesgo de desarrollar infecciones graves del tracto respiratorio superior. Debido a esto, y debido a la guerra iraquí, el gobierno tiene previsto volver a introducir estas vacunas. Dado que la mayoría de las personas ya no son inmunes a estos serotipos, que hacen de las principales candidatas para su uso como vectores de vacunas contra otros microbios, como el VIH. Robert-Guroff es la planificación inicial de los ensayos clínicos con Ad4 basada en el VIH recombinantes.

Un análisis completo de la reproducción de anuncios competentes en el enfoque de la vacuna contra el VIH-chimpancés y macacos, SIV-modelos demostrado que suscita potentes humoral, celular, la mucosa y la inmunidad dando fuerte, duradera eficacia protectora contra patógenos SIV. La comparación de la réplica-con replicación competente-incompetente vectores de anuncios, que muestran que el 10-100 veces la dosis más bajas de la replicación de vectores competentes de anuncios suscitó mucho más, y de mayor duración, IFN-γ-secretora de las células en respuesta a env péptidos en comparación con la replicación - Incompetente de anuncios vectores, y cebados más fuerte de proliferación de células T respuestas. Además, en un total combinado de Ad-VIH recombinante cebado / proteína impulsar el enfoque utilizando Chiron gp140 del VIH oligomeric Δ V2 vacuna, el aumento de la inmunidad humoral se suscitó con la reproducción de anuncios recombinantes, con una mayor dotación de lucha contra la encuadernación y los títulos de anticuerpos neutralizantes, y una mayor capacidad para neutralizar un Amplio espectro de heteróloga VIH R5-trópico primaria aislamientos. Replicando Ad-anticuerpos recombinantes también suscitó mediado significativamente mayor que los niveles de anticuerpos citotoxicidad celular dependiente (ADCC), y los datos mostraron que la actividad ADCC correlacionado con la protección antiviral después de SIV desafío [10].

Robert-Guroff concluyó afirmando que sus resultados deben apoyar el desarrollo continuo de la reproducción de anuncios de la vacuna contra el VIH recombinante, y sugirió que una mayor atención debe centrarse en la reproducción de vectores en general. Además, señaló que la reproducción de los vectores tienen un fuerte efecto adyuvante y obtener la inmunidad persistente, como lo demuestra la casi totalidad de los vivos atenuados replicación viral competentes de las vacunas que ya se han licenciado. Por último, destacó que "el uso de la replicación de vectores competentes, por sí sola o en combinación con otros reproducir, o no la reproducción de los vectores, junto con bien diseñados dotación aumenta, puede proporcionar la amplia, potente y rápida respuesta de la inmunidad necesaria para una Profiláctica eficaz vacuna contra el VIH. "

Si los Emperadores que tome nota en el diseño de su próximo traje de ropa!