Fabian Marc Philipp Kaiser

• Despite intense research efforts, a safe and effective HIV-1/AIDS vaccine still remains far away. HIV-1 escapes the humoral immune response through various mechanisms and until now, only a few nAbs have been identified. A promising strategy to identify new epitopes that may elicit such nAbs is to dissect and analyze the humoral immune response of sera with broadly reactive nAbs. The identified epitopes recognized by these antibodies might then be incorporated into a vaccine to elicit similar nAbs and thus provide protection from HIV-1Despite intense research efforts, a safe and effective HIV-1/AIDS vaccine still remains far away. HIV-1 escapes the humoral immune response through various mechanisms and until now, only a few nAbs have been identified. A promising strategy to identify new epitopes that may elicit such nAbs is to dissect and analyze the humoral immune response of sera with broadly reactive nAbs. The identified epitopes recognized by these antibodies might then be incorporated into a vaccine to elicit similar nAbs and thus provide protection from HIV-1 infection. Using random peptide phage display libraries, the Ruprecht laboratory has identified the epitopes recognized by polyclonal antibodies of a rhesus monkey with high-titer, broadly reactive nAbs that had been induced after infection with a SHIV encoding env of a recently transmitted HIV-1 clade C. The laboratory analyzed phage peptide inserts for conformational and linear homology with computational assistance. Several of the identified peptides mimicked domains of the original HIV-1 clade Env, such as conformational V3 loop epitopes and the conserved linear region of the gp120 C-terminus. As part of this work, these mimotopes were analyzed for cross-reactivity with other sera obtained from rhesus monkeys with nAbs and antibody recognition was shown for several mimotopes, particularly those representing the V3 loop. In addition, these mimotopes were incorporated into a novel DNA prime/phage boost strategy to analyze the immunogenicity of such phage-displayed peptides. Mice were primed only once with HIV-1 clade C gp160 DNA and subsequently boosted with mixtures of recombinant phages. This strategy was designed to focus the humoral immune response on a few, selected Env epitopes (immunofocusing) and induced HIV-1 clade C gp160 binding antibodies and cross-clade nAbs. Furthermore, the C-terminus of gp120, a conserved HIV Env region, was linked to the induction of nAbs for the first time. The identification of such conserved antigens may lead to the development of a vaccine that is capable of inducing broadly reactive nAbs that might confer protection form HIV-1 infection.…
• Trotz enormer Forschungsleistungen liegt ein sicherer und effektiver Impfstoff gegen HIV-1/AIDS immer noch in weiter Ferne. HIV-1 entkommt der humoralen Immunantwort aufgrund mehrerer Mechanismen und daher wurden bis zu diesem Zeitpunkt nur wenige neutralisierende Antikörper identifiziert. Eine vielversprechende Strategie zur Identifizierung neuer Epitope, die neutralisierende Antikörper induzieren könnten, ist die Analyse von Seren mit solchen Antikörper. Die dabei identifizierten Epitope könnten dann zur Herstellung eines ImpfstoffesTrotz enormer Forschungsleistungen liegt ein sicherer und effektiver Impfstoff gegen HIV-1/AIDS immer noch in weiter Ferne. HIV-1 entkommt der humoralen Immunantwort aufgrund mehrerer Mechanismen und daher wurden bis zu diesem Zeitpunkt nur wenige neutralisierende Antikörper identifiziert. Eine vielversprechende Strategie zur Identifizierung neuer Epitope, die neutralisierende Antikörper induzieren könnten, ist die Analyse von Seren mit solchen Antikörper. Die dabei identifizierten Epitope könnten dann zur Herstellung eines Impfstoffes verwendet werden, der ähnliche neutralisierende Antikörper induziert und damit vor einer Infektion mit HIV-1 schützt. Mittels Phage-Display hat das Labor von Ruth Ruprecht mehrere solcher Epitope von polyklonalen Antikörpern aus Rhesus Affen mit hochtitrigen, breit-neutralisierenden Antikörpern identifiziert. Diese Antikörper wurden nach einer Infektion mit einem SHIV induziert, das das virale Hüllprotein eines kürzlich übertragenen HIV-1 clade C Virus enthielt. Die Phagenpeptide wurden auf konformelle und lineare Homologie mittels einer Computer Software untersucht. Mehrere dieser Peptide entsprachen Domänen des viralen Hüllproteins, wie z.B. konformelle V3 loop Epitope and Epitope des linearen C-Terminus von gp120. Im Rahmen dieser Arbeit wurden diese Mimotope auf Kreuzreaktivität mit anderen Seren von Rhesus Affen mit neutralisierenden Antikörpern untersucht. Dabei wurden insbesondere die Mimotope des V3 loops von anderen Seren erkannt. Des Weiteren wurden diese Phagen-Mimotope im Rahmen einer neuen DNA prime/phage boost Strategie zur Immunisierung verwendet. Mäuse wurden einmalig mit HIV-1 clade C gp160 DNA immunisiert und anschließend mehrfach mit rekombinanten Phagen geboostet. Mittels dieser Strategie sollte das Immunsystem auf einige, spezielle Epitope des viralen Hüllproteins fokusiert werden (Immunofocusing). Hierbei wurden HIV-1 clade gp160-bindende Antikörper und breit-neutralisierende Antikörper induziert. Des Weiteren konnten zum ersten Mal neutralisierende Antikörper gegen den C-terminus von gp120, einer konservierten Region des viralen Hüllproteins, induziert werden. Die Identifikation solcher konservierter Mimotope kann zur Entwicklung von einem HIV-1 Impfstoff beitragen, der breit neutralisierende Antikörper induziert, die vor einer Infektion schützen können.…