Proteiny mimikující epitopy široce neutralizujících protilátek proti viru HIV-1

Abstract

Virus HIV-1 je nebezpečný retrovirus představující jeden z předních světových zdravotnických problémů. Infekce virem HIV-1 je v současné době nevyléčitelná a bez antiretrovirové terapie v rámci let smrtelná. Navzdory veškeré snaze se zatím nepodařilo připravit účinnou vakcínu proti tomuto patogenu. Ve své práci se proto věnuji zcela novému a unikátnímu přístupu ve vývoji vakcíny, který využívá malých vazebných proteinů (mimotopů) pro vyvolání tvorby ochranných široce neutralizujících protilátek proti viru HIV-1. Stěžejní náplní práce byla identifikace a charakterizace malých vazebných proteinů, které věrně napodobují (mimikují) oblasti povrchových glykoproteinů viru HIV-1, jež jsou rozpoznávány široce neutralizujícími protilátkami PGT121 a PGT126. Mimotopy byly selektovány z vysoce komplexní kombinatoriální proteinové knihovny odvozené od nového typu "scaffoldu" nazvaného Myomedin. Rozsah proteinové knihovny byl prvně zúžen metodou ribozomálního displeje. Pomocí přímé sendvičové ELISA bylo následně provedeno plošné testování vazby jednotlivých variant Myomedinu na cílové protilátky. Celkem bylo otestováno přes 200 variant, ze kterých vzešlo několik nadějných kandidátů. Tyto varianty Myomedinu byly následně purifikovány, biochemicky a biofyzikálně charakterizovány a nejvhodnější z nich využity pro...

HIV-1 is a dangerous retrovirus which represents one of the world's leading health problems. HIV-1 infection is incurable and without proper treatment by antiretroviral therapy it leads to death within several years. Despite intensive research, no HIV vaccine is currently available. This thesis presents a new and unique approach which has not been used for vaccine development yet. The promising strategy is based on small binding proteins that can elicit broadly neutralizing HIV-1 antibodies by mimicking their epitopes. The aim of this project was to select and characterize small binding proteins that can successfully mimic the surface of viral envelope glycoproteins that is recognized by the broadly neutralizing HIV-1 antibodies PGT121 and PGT126. Proteins were selected from a highly complex combinatorial protein library derived from a new type of scaffold called Myomedin. Firstly, the extent of the protein library was narrowed down using the ribosome display. Then the direct sandwich ELISA screening was applied to select scaffold variants that interact with the target antibodies. In total over 200 variants were tested and several promising candidates were found. These Myomedin variants were purified, biochemically and biophysically characterised and the best ones were used to immunize mice....