Desarrollo de inmunógenos y estrategias de vacunación para optimizar la inducción de anticuerpos neutralizantes de amplio espectro frente al vih-1

Resumen

La glicoproteína de la envuelta (Env) del VIH-1 ha desarrollado múltiples mecanismos de escape al reconocimiento de anticuerpos neutralizantes. A pesar de esta evasión, durante la infección natural en individuos, se han identificado y aislado una serie de anticuerpos neutralizantes de amplio espectro (bNAbs), los cuales son capaces de proteger frente a la infección en modelos animales y ser eficaces en el control de la infección en humanos. Sin embargo, hasta el momento no ha sido posible la inducción de este tipo de anticuerpos mediante distintas estrategias de vacunación. Estudios longitudinales, indican que se necesitan unos 2 a 3 años de infección para desarrollar este tipo respuesta. No obstante, nuestro grupo ha identificado por primera vez, individuos infectados que desarrollaron actividades neutralizantes de amplio espectro (bNA) dentro de los primeros 6 meses de infección, demostrando que es posible la inducción de bNAbs en periodos cortos de exposición al antígeno. Estas evidencias permiten razonar que una vacuna basada en Env podría ser capaz de inducir bNAbs. En este trabajo de tesis nos hemos enfocado en seleccionar envueltas del VIH-1 de distinta procedencia: Envs que surgen de forma natural en pacientes con infección reciente temprana (con menos de 100 días de infección) cuyos sueros tienen bNA y, por otro lado, Envs artificiales mutadas aleatoriamente que presentan mayor eficiencia de unión por bNAbs, con respecto a las Envs parentales utilizando el método R.I.S (Rapid Immunogen Selection), donde previamente hemos aislado la variante LR1-C1 con mayor afinidad por el anticuerpo 4E10. En el siguiente estudio, hemos identificado 5 pacientes con bNA dentro de los primeros 100 días de infección, de los cuales hemos elegido 2 para amplificar y estudiar las Env virales desde plasma, denominados DET 887 y DET 936. Con el método R.I.S hemos identificado 3 variantes de la Env AC10.29, con mayor eficiencia de unión por el anticuerpo PGT151. Paralelamente, nuestro objetivo fue desarrollar, optimizar y caracterizar inmunógenos basados en VLPs (Virus Like Particles) formados por las proteínas Gag del VIH-1 y Envs desde pacientes o Envs identificadas por el método R.I.S. Hemos optimizado el sistema de producción de VLPs-Gag-Env en células 293F, obteniendo partículas homogéneas con tamaños entre 169-177 nm de diámetro y con rendimientos de producción de alrededor de 7-9μg/mL de gp120. Además, hemos mejorado la expresión y estabilidad de trímeros de Env en la superficie de las VLPs, incorporando las mutaciones SOS-T, previamente descritas7, estas VLPs-SOS-T reconocieron eficientemente bNAbs específicos de trímero en forma nativa tales como VRC01, PGT145 y 35O22. Adicionalmente, se generaron trímeros solubles (SOSIPs) con las Envs de los pacientes DET 887 y DET 936, los cuales mostraron un perfil de antigenicidad diferente al obtenido con las VLPs-SOS-T, correspondientes. Finalmente, hemos caracterizado la inmunogenicidad de las VLPs y los SOSIPs en conejos. Todos los inmunógenos testados indujeron anticuerpos específicos autólogos y heterólogos frente a la proteína gp120, las VLPs y los SOSIPs según corresponda. Mientras que estas VLPs y SOSIPs no pudieron inducir actividad neutralizante detectable en los conejos inmunizados, un animal mostró respuesta de anticuerpos a la región próxima del epítopo del 4E10, vacunado con la Env LR1-C1, demostrando que hemos dirigido la respuesta inmune mediante la exposición del epítopo del anticuerpo 4E10.