Evaluierung genetischer AIDS Impfstoffe in Rhesusaffen

Abstract

Das vom European Network for Vaccine Evaluation in Primates (ENVEP) ausgearbeitete EU Projekt diente der Evaluation von rekombinaten Impfstoffkandidaten in Rhesusaffen zur Entwicklung eines AIDS Impfstoffes. An dem horizontalen und vertikalen Netzwerk waren im Rahmen dieser Studie acht europäische Institute beteiligt, von denen jedes eine andere Kombination verschiedener Impfstoffkandidaten zur Immunisierung der Affen verwendete. Nach der Immunisierung wurden die Tiere mit dem in Rhesusaffen AIDS-verursachenden SIVmac infiziert, um einen durch die Impfstoffkandidaten vermittelten Schutz vor der Infektion bzw. dem Krankheitsausbruch zu prüfen. Ziel hierbei war, diejenige Kombination rekombinanter Impfstoffkandidaten zu identifizieren, welche den besten Schutz vermittelte. Darüber hinaus sollten die erhobenen Daten auf einen Zusammenhang zwischen einer Protektion der Tiere vor SIV/AIDS und ihrer Immunantwort untersucht werden. Unsere Kombination begann zunächst mit einer DNA-Immunisierung, gefolgt von einer Immunisierung mit rekombinatem Modified Vaccinia Ankara (rMVA) und zwei Immunisierungen mit rekombinantem Semliki Forest Virus (rSFV). Alle Immunisierungen erfolgten im Abstand von jeweils acht Wochen, die Impfstoffe trugen dabei folgende SIVmac Gene: gag, pol, env, tat, rev und nef. Zur Kontrolle wurde eine andere Gruppe nach dem gleichen Schema mit leeren Vektoren (ohne SIV Gene) immunisiert, eine weitere Kontrollgruppe verblieb unbehandelt. Die Untersuchung der humoralen und zellulären Immunantworten gegen SIV in diesem Zeitraum ergab eine deutliche Antikörper- und T-Helferzellantwort nach der zweiten rSFV-Immunisierung sowie eine T-Zellantwort im IFN(-ELISpot vor allem nach den ersten beiden Immunisierungen (DNA und rMVA). Acht Wochen nach der letzten SFV Immunisierung erfolgte die rektale Belastung aller Tiere mit SIVmac. Die zellulären und humoralen Immunantworten, die Viruslast sowie die Anzahl der CD4+ und CD8+ T-Zellen wurden im Zeitraum danach gemessen. Zwar konnte keines der immunisierten Tiere vor einer Infektion mit SIV geschützt werden, dennoch wies diese Gruppe gegenüber den Kontrollgruppen eine signifikant niedrigere Spitzenviruslast zwei Wochen nach der Belastung auf. Ein immunisiertes Tier konnte sogar die Virusreplikation sehr schnell kontrollieren und blieb danach virusnegativ. Bis zum Ende der Studie konnte zwischen den immunisierten Tieren und den Kontrolltieren kein Unterschied in der Menge an CD4+ und CD8+ T-Zellen beobachtet werden.Nach der Belastung entwickelten sich in allen Tieren robuste humorale und zelluläre Immunreaktionen gegen SIV. Einige der immunisierten Affen zeigten im Gegensatz zu den Kontrolltieren anamnestische Reaktionen bezüglich der SIV-spezifischen Antikörper und der IFN(-produzierenden Zellen im ELISpot. Der Vergleich unserer Ergebnisse mit denen anderer Teilnehmer dieser Studie zeigt, dass die Effektivität der unterschiedlichen Kombinationen nicht gleich ist, die Wahl der Kombination also Einfluss auf die Immunogenität und die Kontrolle der Infektion hat.

The EU project "European Network for Vaccine Evaluation in Primates (ENVEP)" was designed to evaluate recombinant vaccine candidates in rhesus macaques as part of ongoing efforts to develop an AIDS vaccine. Eight European institutes were involved in this horizontal and vertical network, each of which used a different combination of the vaccine candidates for immunising the monkeys. Following immunisation, the animals were challenged with the simian AIDS- inducing virus SIVmac to evaluate the protection against infection or disease development induced by the vaccine candidates. The aim was to identify the combination of recombinant vaccine candidates able to induce the best level of protection. In addition, the data collected would allow the correlation between the animal's protection from SIV/AIDS and the corresponding immune responses to be investigated. The combination used in our study was an initial DNA immunisation followed by an immunisation with recombinant Modified Vaccinia Ankara (rMVA) and two immunisations with recombinant Semliki Forest Virus (rSFV). All immunisations were given at eight-week intervals and all constructs carried the following SIVmac genes: gag, pol, env, tat, rev and nef. In addition, animals of one control group were immunised with empty vectors (without SIV genes) using the same schedule while a second control group remained untreated. Analysis of the SIV-specific humoral and cellular immune responses during this period revealed a clear antibody and T-helper cell response following the second rSFV immunisation as well as a T-cell response in IFN( ELISpot, particularly after the first two immunisations (DNA and rMVA). The animals were challenged with SIVmac eight weeks after the final immunisation. The cellular and humoral immune responses, the virus loads and the numbers of CD4+ and CD8+ T-cells were continuously measured thereafter. Although none of the immunised animals were protected from SIV infection, this group did show a significantly reduced peak virus load two weeks after challenge. One immunised animal was even able to rapidly control the virus replication and remained virus-negative from then on. However, no difference between the vaccinated and the control animals with regard to the number of CD4+ and CD8+ T-cells was observed during the study. Following challenge, all animals developed robust humoral and cellular immune responses against SIV. Some of the immunised monkeys showed, in comparison to the others, distinct anamnestic responses in terms of SIV-specific antibodies and IFN(-secreting cells in ELISpot. By comparing our results with those of the other participants it is clear that the efficacy of the different combinations was not equal and that the choice of combination can influence the immunogenicity and subsequent control of infection.