Targeting a major HIV-1 vulnerability region: the gp41 membrane proximal external region. Balance between neutralizing and non-neutralizing antibodies and implications for vaccine design

Resum

La generació d’anticossos àmpliament neutralitzants contra el VIH-1 es el principal objectiu d’una vacuna que sigui capaç de controlar l’epidèmia causada per aquest virus. La glicoproteïna de l’embolcall del VIH-1 es l’únic antigen viral exposat a la membrana del virus y la principal diana de respostes humorals protectores. Dins d’aquesta proteïna han sigut identificades regions funcionals reconegudes per anticossos àmpliament neutralitzants, fent possible la definició de punts de vulnerabilitat del virus, cap als que una vacuna hauria de dirigir-se. En aquest context, la regió externa pròxima a la membrana (MPER) de la gp41 es un dels llocs de vulnerabilitat més representatius del virus, ja que està altament conservat, té un paper crucial per a la infectivitat del virus i es reconegut per anticossos protectors àmpliament neutralitzants. Tot i així, la seva situació, prop a la membrana, fa que el MPER sigui un domini poc accessible, exposat de manera transitòria, hidrofòbic i altament influenciat pels lípids de la membrana. Per tant, la seva immunogenicitat presenta una alta complexitat que ha de ser explorada en major profunditat. En aquesta tesi, aportem nou coneixement sobre l’immunogenicitat del MPER durant l´infecció natural i en models animals d’immunització. S’han avaluat miniproteïnes derivades de la gp41 que sobreexposen el MPER, per ser utilitzades com 1) nous plataformes per a la detecció d’anticossos anti-MPER i 2) prototipus d’immunògens presentats en proteoliposomes de diversa composició. Els resultats van revelar una alta immunogenicitat del MPER en humans, que correlaciona amb la resposta global contra la proteïna de l’embolcall, suggerint que el sistema immune no té cap restricció per a la generació d’aquest tipus d’anticossos. Tot i així, els anticossos detectats van mostrar una funcionalitat heterogènia, tant pel que fa a la capacitat neutralitzant com a la competició per diferents epítops, independentment de l’especificitat per MPER. A més, aquest resultats van ser reproduïts en animals immunitzats. En aquest últims, s’ha aconseguit generar un alt títol d’anticossos específics, que van ser potenciats per la incorporació als proteoliposomes de lípids complexes que mimetitzaven als de la partícula viral. Sorprenentment, es va generar una resposta immunodominant no neutralitzant contra un epítop solapant amb el de l’anticòs neutralitzant 2F5. En resum, la resposta humoral contra el MPER a humans i animals immunitzats no va correlacionar amb la capacitat neutralizant d’aquests i els anticossos generats són principalment no neutralitzants. Aquests resultats suggereixen que el balanç de la resposta neutralitzant i no neutralitzant té una important rellevància en la resposta global contra el MPER. Conseqüentment, sembla necessari un major refinament d’immunògens capaços d’evitar respostes no neutralitzants. Aquest redisseny es veurà altament beneficiat pel coneixement generat a partir de nous anticossos monoclonals contra el MPER que recullin l’heterogeneïtat funcional observada als nostres estudis.

Data del Ajut	15 de jul. 2016
Idioma original	Anglès
Supervisor	Julian Miguel Blanco Arbues (Director/a) & Jorge Carrillo Molina (Director/a)