AIDS vaktsiini teadusuuringute allkomitee koosolek

Korrale kutsuma

Sammult analüüsida uuendus

AIDS Vaccine Research allkomisjon (AVRS) täidetud avalikul istungil jaanuaril 27-28 2009, Natcher Conference Center Campus theernment-valitsuse) Bethesda, MD.

AVRS liikmetest: Eric Hunter (esimees), James Bradac (tegevsekretär), Jay Berzofsky (ex officio), Deborah Birx, Dennis Burton, Kevin Fisher, Paul Johnson; Jeffrey Lifson, Margaret Liu, Bonnie Mathieson (ex officio), Juliana McElrath, Nelson Michael (ex officio), Gary Nabel (ex officio), Louis Picker, Bali Pulendran, Nina Russell, Jerald Sadoff, Bruce Walker.

Muud participatingernment töötajad

kõlarid

Dr Hunter kutsus kohtumisel tellida ning palus komitee liikmed ja vaatlejad end tutvustada. Ta tunnistas samuti teenuse ja panust kolme AVRS liikmed, kes on pöörleva välja allkomisjoni: Paul Johnson, Margaret Liu ja Julie McElrath.

Julie McElrath tuvastanud kaks suurt teaduslikku küsimused, mis tulenevad SAMM kohtuprotsessi; nimelt (1) Mis on põhjus, miks vaktsiini efektiivsuse ja (2) Millised bioloogiliste mehhanismide selgitamiseks suurenenud HIV-1 omandamise Vaktsiini-? Praeguseks 22 osas on esitatud 10 kinnitatud uuringute abil valige viaalid on 247.000 eksemplari, mis on veetud ja accessioned kuupäeva. Mõnel juhul eksperimentide on juba tehtud ja andmed on vaatluse all.

Kokkuvõttes näitavad need tulemused T rakkude vaktsiine vaja panna tugevam ja laiem vastuseks saavutada läve kaitse. Kuid mis epitoopide kajastatakse võib olla tähtsam kui number. Ad5 vektorid, nagu praegu ehitatakse, ei pruugi anda “õiget” mälu vastuse ja võib tegelikult niisutada vastuseks HIV-1 transgeene, kuid puuduvad tõendid, et olemasolev Ad5 immuunsus suurendab vastuvõtlikkust HIV-1. Vastuseks küsimustele, McElrath lisada, et uurijad üritavad jätkuvalt kindlaks, kas on tuntav vaktsineeritutel on need, mis annavad kaitse. Lisaks soodsad HLA tüüp ei ole alati edasi kaitset. Seal saab täiendavat teavet ning erijuhtudel esitada AVRS mais.

Larry Corey esitatakse järeldused mõju herpes simplex viiruse tüüp 2 (HSV-2). Etapis kohordi, umbes 30 protsenti kõikidest osalejatest HSV-2 positiivset ja see suurendab nende tõenäosust HIV-nakkuse iseseisvalt teiste riskifaktorite, kuigi paistab ka mõned vastastikmõju HSV-2 seisund, Ad5 seropositiivsusega ja lõigati. Mehhanismi, uurijad teoretiseerida et HSV-2 infektsioon põhjustab krooniline põletikuline vastus segatud dendriitrakud hetkel naha-subdermal piiri lähedal närvilõpmeid, isegi kui puudub nähtav kahjustus, ning et hõõrdumisele suguühte ajal paljastab need sihtrakke HIV. Seega, HSV-2 infektsioon võib kujutada endast takistust HIV vaktsiini, juhtides tähelepanu tungivale vajadusele HSV-2 vaktsiini hästi.

Patricia D’Souza ettepaneku, et praeguse testides ei pruugi olla piisav, et tuvastada korreleeruvad kaitse. Ilmselgelt ei ole kõik tsütotoksilised T-lümfotsüüdid (CTL) on loodud võrdsed-CD8 + rakud näitavad väga paljutõotav, kuid mitmed tegurid võivad aidata viirusevastane toime CD8 + T-rakkude: polüfunktsionaalsus, funktsionaalne aviidsuses, tappes tõhususe, evolutsiooniline piirangud epitoop järjestusi, kineetika antigeeni esitlemist ja proliferatsiooni võime. Lisaks tõhusust immuunvastust T-raku vaktsiin võib varieeruda inimeselt inimesele niisama immuunvastust HIV nakkuse teeb ja varieerumine võib tugevalt seotud HLA alleeli. Seega T-raku vaktsiin võib suurendada organismi geenide poolt määratud füüsiline võime reageerida HIV, mille tulemuseks on erineva kontrolli, mis sõltuvad inimese HLA alleeli.

Bruce Walker esitatakse andmed CTL funktsiooni 500 LTNPs rahvusvahelises HIV kontrollerid kohordi, kellest mõned on normaalne CD4 + ja äärmiselt madal viiruskoormus 30 aastat pärast serokonversiooni. Nende võime sisaldada HIV infektsioon ei seotud erinevate viiruse fitness mida vahendatakse immuunsüsteemi. Näiteks kaitsev HLA-B * 57 alleeli üleesindatud eliit kontrollerid ja tundub olevat oluline seos MHC ja viirusliku fitness. Mingil viisil CTL-väljendatud peptiidid (nagu TW10, mis pärsib p24 süntees) avaldavad selektiivset survet viirusgenoomil elanikkonnast, kontrollides viiruse hulk piirates Viiruse võime muteeruda ja seega pääseda. Tundub, et see on HIV epitoopide mis on sihitud CTL poolt, mitte HLA alleele, mis on kaitsev. Praegune ülesanne on välja selgitada, mis HIV epitoobid ennustada kontrolli ja süvenemise ning arendada vaktsiini, mis tekitab reaktsiooni, et need konkreetsed epitoobid.

David Heckerman viidatud sarnaste tõendite selgitada, miks Merck vaktsiini ei vähendamaks viiruse SAMM juhul, vaatamata induktsiooni HIV-CD8 + T-rakke. Pärast vaktsineerimist uurijad analüüsiti reageerimist 76 peptiid “Minibasseinid” toestavad Gag, Pol ja Nef. Iga vastuse omistati tuntud epitoop igas Minibassein ja samasuur HLA liik üksikutes ja loodetud vastuseid korrelatsioonis varase SVL nädalatel 8 ja 12 pärast nakatumist. Tulemused näitasid, et kontrolli seadepunktile VL on korrelatsioonis mitte kokku mitmeid vastuseid, vaid pigem mitmeid vastuseid konkreetsetele, kaitsev epitoobid. Need “hea” epitoobid ei piirdu Gag, samuti ei ole need piiratud nende poolt esitatud kaitsev alleelide nagu B * 57 ja B * 27. See näitab, et disaini eduka vaktsiini immunogeeniga võib sõltuda ka hea epitoobid ja välistades teised, mis tõmbaks immuunsüsteemi suunatud piirkondadele, mis on seotud kontrolli viiruse replikatsiooni.

Vastuseks küsimusele, Heckerman ütles, et uurijad on praegu lähemalt, mida määratleb “hea” epitoop, vaid et me võib vajada suuremat baari “hea”. Näiteks mõned samad mutatsioonid on näinud nii LTNPs ja progressors ja rohkem andmeid vaja nalja teha täpsed parameetrid “kaitsta.” Need lisaandmed varsti muutuvad kättesaadavaks, võimaldades uurijatel vaadata ka pärast nakatumist sündmuste ja vastata küsimustele, kuidas immuunvastuse takistab kompenseerivad “põgeneda “mutatsioonid HIV.

Mark Connors esitatakse andmed, mis viitavad, et oluline on T-rakkude funktsiooni immuunsüsteemi kontrolli all. Analüüs LTNPs paljastab, et kumbki HLA profiil üldiselt ega B * 57 eelkõige on vajalik või piisav mahasurumiseks viiruse hulk. Kuid LTNPs ei osakaal on suurem ja / või enama aktiivse elanikkonna varajase CD8 + T-efektorrakud mis eritavad gamma-interferooni (IFN-γ), granzyme-B ja perforiin. Uurijad testitud rolli need efektormolekulideta in vitro tappes testis segades kõigepealt efektorrakkudel märgistatud märklaudrakkudeks tund ja seejärel mõõtes gransüüm-B. Nad täheldasid suuremahulise tapmine korrelatsioonis kohaletoimetamise granzyme-B märgistatud rakke, mis viitab kvalitatiivset kasvu võime HIV + T rakkude tappa nakatunud rakke. Testides PBMCdega HVTNi 071, mis tähendas Merck trivalentsel vaktsiini, näitas sellist mustrit; Vaktsiini toodab vastust profiil, mis sarnaneb rohkem progressors kui LTNPs. Need tulemused näitavad, et vohamist ja laadimise CD8 + T-efektorrakud võtmeroll kontrollimisel viirus, kuid nad näitavad ka vajadust esile aeglasem, pikaajalise leviku ja laadimist. Nad näitavad ka vajadus parema testis efektormolekulideta, midagi sarnast in vitro tapmise katses.

Vastuseks küsimustele, Connors korrata surmamise on kvaliteedi T-rakud, sõltumata peptiidi või profiile, kuid see, et leida optimaalne peptiidi tulemuseks on parem tapmine. Eesmärgiks on testis, eristatakse fenotüübid ilma kattuvad. Need tulemused saadi 36 tundi pärast nakatumist, kuid see oleks kasulik katset korrata 6. päeval, et teada saada, millised täpselt on laienenud. Samuti tuleneb PBMCd ei ütle meile, mis toimub kudedes; see oleks kasulik katset korrata koos limaskesta proovid, eriti rakkude infektsioonipiirkonna. Uurijad on seni läbi tetrameeri pärssimine tappes mõõta selle spetsiifilisus, näiteks kui Env-spetsiifiliste T-rakud on tugevamad kui Gag-spetsiifilise T-rakke. Hetkel ei tundu olevat erinevusi patsientide grupid, kuid need tulemused (lehe SF162 viirus, klaadi B isolaat) ei ole korratud teistes klaadid.

Michael Pensiero märkida, et SAMM leiud seoses rAd5 vektor on ajendanud huvi uuringu metsiktüüpi adenoviirus infektsioon. Vastav uurimisvaldkonnad on korrelatsioon Ad5 immuunsus ja HIV-nakkus, paisumise T-rakkude populatsioonide Ad5 + vaktsineeritutel, vastuseks väljakutse halvenemine immuunvastust HIV transgeene ja mõju vaktsiini väljatöötamisega.

Nicole Frahm ettepaneku, et põhjalikum arusaam vektorit konkreetse rakulist immuunvastust vaja enne vektoreid kasutatakse tulevikus vaktsiini uuringus. Tema laboris uuritud PBMCdega 413 SAMM uuringus osalejate ja mõõta nende vastuste Ad5 vektor (ilma plaadid) ja 1,773 Ad5 15-mer peptiidid, mis kattuvad 11 aminohapet. Tulemused näitasid, et Ad5-spetsiifiliste T-rakulised vastused tuvastatavad enamusel isikutest alates ASTE uuringus ning neid mõjutavad Ad5 seropositiivsusega ja vaktsineerimist. Vastused tühivektorit on valdavalt CD4 + T-rakkude poolt vahendatud; platseebot saanud, vastused on sagedamini isikutel, NAB tiitrid> 18, kuid magnituudi on sarnased. Vaktsineeritutel ravivastus ja suurust on oluliselt pärssinud olemasoleva NAB tiitrid> 18. Vastused Ad5 peptiidid põhjustada märkimisväärse tõusu CD8 + T-rakkude vastuse määrad kõikidel vaktsineeritutel, sõltumata Ad5 seropositiivsusega ja magnituudi on oluliselt suurenenud Ad5 seronegatiivsel teemadel; CD-4 + vastuseks kasvama alles seronegatiivsel teemasid. Epitoobikaardistamise selgub, et CD4 + vastused on peamiselt suunatud hekson ja tuuma valkude, samas CD8 + vastused on suunatud täiendava eesmärgi, E3 / E4, ainult väikesed erinevused eripära vahel vaktsineeritute ja platseebot saanute. Üheksakümmend kaks protsenti sihitud peptiidid täiesti konserveerunud rühm C adenoviirused (Ad1, 2, 5 ja 6), mis võib seletada juuresolekul Ad-spetsiifiliste T-rakulised vastused puudumisel Ad5 nabs.

Vastuseks küsimusele, Frahm lisas, et mitmete looduslike preinfection koos C-grupi adenoviirused võib olla suur paremdustoime, mis viib immuunsüsteemi reageerima jõuliselt vektori samas segavad seda HIV lisab. Seda võib vältida kasutades vähem üldvektorit; palju õppida peetavate kohtuprotsesside kasutades modifitseeritud vaktsiinia Ankara ja kanaarilinnu vektorid. See võib olla võimalik kuidagi Tyrmätä alguses (vektor) reageerimine ja keskenduda vastuse transgeenide.

Michael Betts esitatud andmeid proovide analüüsi alates 1. faasi Merck vaktsiini, mis näitavad mingit erinevust ekspressiooni või funktsionaalsust CD4 + T-rakkude Ad5 Seropositiivsete seronegatiivsetele vaktsineeritutel ja mingeid erinevusi immuunsuse induktsiooni. Vaktsineerimine hulk suureneb CD4 + rakkude varase, eriti seronegatiivsel vaktsineeritutel, vaid 20. nädalal, vastuste on sarnased. Sel põhjusel on ebatõenäoline, et Ad5 seropositiivsusega suudab vastutada kõrgem infektsiooni vaktsineeritutel.

Vastuseks küsimusele, Betts ütles, et väljendus CD67 (võimaliku aktiveerimise marker) ei muutu igal ajahetkel. Eksperimentaalse disain sunnitud uurijad järeldavad, mis juhtub kudede, mida saab mõõta PBMCdes; inimkaubanduse markerid ei ole veel kättesaadavad ja peab tulema suurem isend baasi.

Dan Barouch adresseeritud sama aluseks oleva küsimuse, kas Ad5 immuunsust toimib arvu suurendada eesmärgid HIV, samuti andmeid kasutades faasi 1 kohtuprotsessi Mercki vaktsiini. Ta ei leidnud seost Ad5 seropositiivsusega ja Ad5 spetsiifiliste T-rakkude vastuseid. Seronegatiivsed vaktsineeritutel sai Seropositiivsete Ad5, kuid nad ei näidanud tuvastatav vastuseid Ad26 Ad35 või Ad42. Vaktsineerimine ei põhjusta muutusi CD4 + alamhulgad või pidevalt CD4 + T-rakke. Üheskoos need andmed vähendada usutavust hüpoteesi, et Ad5 NAB tiiter> 18 aitab kaasa HIV omandamise SAMM vaktsineeritutel. Barouch laboris on praegu vaadates seropositiivsus alternatiivsete Ad vektoreid (5, 26, 35 ja 48) on SAMM uuring, et määrata, kui baasjoone nabs teiste Ad serotüüpide korrelatsioonis täiustatud omandamine.

Vastuseks küsimusele, Barouch ütles, et Ad5 immuunsus püsib riskitegur ümberlõikamata mehed. Vähe on ristuvat reaktiivsust hulgast 51 inimese adenoviirus serotüübi suhtes, välja jooksul 6 alagruppides, ja seal on palju õppida haruldast ja nõrgalt nakatav sordid nagu Ad26, isegi siis, kui nad on vähem-kui-täiuslik vektorid. Veel on vaja andmeid limaskestade vastuseid, mida võidakse uuritud primaadi (NHP) uuringud, näiteks ninasisesed koos Replikatsioonikompetentne Ad5 järgneb limaskesta bioptaadid korduma teiste Reklaamitüübid. Heteroloogse peaminister ja hoogu on teine ​​strateegia, mis väärib edasist uurimist. Ajaloolised andmed näitavad, et ahviliste ei ole täiuslik mudel inimeste reaktsiooni Ad5.

Daniel Zak esitas süsteemide tasemel mõjude analüüsi Ad5 puutumatust vaktsiini vastuseid, kasutades andmeid HVTNi 071 uuringus. Kasutades mikrorivisid, et teha kindlaks, millised geenid ja teed on aktiveeritud vahedega 6 kuni 168 tundi pärast vaktsineerimist, uurijad leidsid, jõuline, järjekindel vastuste üle 10 teemadel. Maksimaalseks reaktsiooniks langeb 24 tunni 583 geenide järjekindlalt ülereguleeritud ja 482 allareguleeritud, enamik neist võttes seotud funktsioonid immuunvastuse antigeeni töötlemise ja esitlemise ja lümfotsüütide proliferatsiooni. Ad5-spetsiifilise immuunsuse nõrgestatud vastust 148 Nende geenide (84 kuni 64 allapoole), võimalusel kuna antud valdkonnaga on algtaseme erinevustest ekspressiooni abitoimed-relevantsete geenide tekitas vaktsiin. Uurijad tuvastasid mitu romaani korreleerub eest suurusjärgus CD8 + vastused.

Vastuseks küsimustele, Zak lisada, et Ad5 immuunsus nõrgendab mitmeid vastuseid, kuid see ei näi võimendavad kõiki vastuseid. Ei ole selge, kas see juhtub, sest stiimul on vähenenud või vastuse väheneb; See võiks katsetada läbi annuse vähendamist. Oleks soovitav omada andmeid madalamate annustega (vaktsiini) ja varasem ja hilisem ajahetkedel. Praegu ei proovid on saadaval kaugemale nädalas ning oleks soovitav analüüsi korrata juures 20 päeva. Kollapalaviku ja teiste nõrgestatud viiruse vaktsiinide aeglasem vastuseid kui Ad5 vaktsiine.

Wendy Tan esitatakse andmeid hiire uuringud näitavad, et erinevad vektorid esile mälu T-rakud erineva kvaliteediga. Täpsemalt võrdlus Ad5 koos lümfoidne kooriomeningiidi viirus (LCMV) ja Listeria monocytogenes (LM) näitas, et Ad5 võrdleb soodsalt mõned meetmed (nt absoluutarv CD8 + T-rakkude), kuid suhteliselt vähe teised (nt polüfunktsionaalsus ja leviku võimsusega ). Teisisõnu, Ad5 vektor indutseerib vastust, mis on kõrge suurusjärku kuid piiratud laius. DNA kruntimist saab oluliselt suurendada suurusjärku Ad5 indutseeritud CD8 + T-raku vastuse, kuid see on minimaalne mõju tema laiusest või funktsionaalsus.

Vastuseks küsimustele, Tan tunnistanud, et 1011 viirusosakest on kõrge efektiivsusega, kuid kui katset korrati at 107 osakesed, kvaliteedi vastus oli ebaregulaarne. Ei ole selge, kas erinevused on tingitud vektor või annust; Uurijad ei korrata iga vektor iga kord annuse. Leviku andmed on aeglane koguda ja ei ole veel kättesaadavad. Uurijad üritavad jätkuvalt kindlaks sihtrakuks Ad5 CD8 + T-rakud, kuid nad eeldavad, et nad on dendriitrakud. On olulisi erinevusi inimese ja hiire immuunsüsteemile, kuid hiire näib olevat usaldusväärne mudel Ad5 vastuse ja mälu. Uurijad ei ole tutvunud andmeid varasemate Ad5 vaktsiinide theernment Vaktsiin Research Center (VRC).

Adam Sherwat esitatakse plaanid HVTNi 505, tõestab-of-concept kohtuprotsessi DNA prime + rAd5 poolt välja töötatud vaktsiini VRC. Protokoll nõuab registreerimisega umbes 1300 HIV-negatiivsed mehed, kes seksivad meestega (MSM) Ameerika Ühendriikides. Registreerimine on üksnes mehed, kes on ümber lõigatud ja Ad5 seronegatiivsetele; registreerimisega 1300 osalejad oodatakse umbes 36 kuud, ja võib eeldada, et 3,6 protsenti omandavad osalejad HIV-nakkuse igal aastal. Uuringus jälgitakse ohutuse, tühisus ja lõpp-punktid; koosolekul withernment toimus 2009. aasta jaanuaris.

Vastuseks küsimusele, Sherwat ütles, et osalejad ka sõeluda MHC / HLA fenotüüp, kuid mitte enne, kui nad osalesid. Varasem kihistumine võib saak paremaid tulemusi, kuid sõelumine on juba koormavaks ning uurijad ei taha, et kiirendada. Ohutus seire hõlmab crossline lõikesagedus, kuid iga nädal ülevaate viiruskoormus ja muude näitajatega ei ole võimalik selles uuringus, peamiselt seetõttu, et sõrme torgata tehnikat ei ole valmis. Kohtuprotsess peaks olema 80 protsenti võimuses, et avastada 57 protsenti kaitse erinevuse nakkuse vastu.

James Bradac esitles Prekliinilistele tegevust DAIDS Vaktsiin Research Program (VRP). Vastuseks vaktsiini tippkohtumisel VRP paneb suuremat rõhku vaktsiini avastus uuringud, uute raha alusuuringute ja jõupingutusi, et paremini ära kasutada NHP ressursse. theernment avaldanud kaks RFAs 2008. aasta augustis-väga uuendusliku tehnoloogia katkestada HIV levik (HIT-IT) programm, millele laekus 2008. aasta novembris ning põhikooli- HIV vaktsiini Discovery programm, millele laekus 2009. aasta jaanuaris. Esiteks auhindu nii programmid on kavandatud 2009. aasta juulis Lisaks DAIDS on korraldanud seminare pakkumise, nõudluse ja kasutamise NHP ressursse ja B-rakkude vaktsiine; RFA peaks varsti valmis, on B-rakubioloogia võrgustik AIDSi vaktsiinide väljatöötamise programm.

Varem olemasolevate programmide jätkub. Kuus uut järkjärgulised Innovatsiooniauhindade tehti 2008. aastal, ja mõned varem awardees on valmis üleminekuks R21 faasi (lahenduse) kuni R33 (laiendatud areng), ilma uue avalduse esitamiseks. Vastuseks küsimusele, Bradac selgitas, et R21 verstapostid etapiviisilise Innovation Award programm on enda kehtestatud ja toimib osa 18-kuu eduaruanne ja üleminek läbi.

Volikirja üleandmisele järgnenud Eric Hunter näitas, et töö, AVRS on muuta oma arutluste soovitusteks DAIDS, sealhulgas ettepanekuid prioriteetide ja suundade ja (kui võimalik) sarja tegevus teemad. Kokkuvõte Käesoleva kohtumist, PowerPoint esitlused, tehakse kättesaadavaks kohal kuu aja jooksul, ja AVRS siis uuesti läbi nende küsimustega mai koosolekul.

Teised osalejad soovisid selliseid teemasid nagu sisestada disaini ja vektor mõju on nii keeruline, et nad võivad olla liiga palju ühte rühma, käsitseda. Samamoodi mida rahastamise mehhanism on kõige sobivam? theernment on rohkem kontrolli lepingu kui see üle annab, kuid selgelt konsortsium lähenemist vaja. Rahastamine peaks olema kättesaadav konsensuse konverentsi ja mehhanismi leitud, et toetada ühiseid jõupingutusi. Teised osalejad märkisid, et meil on vaja paremini mõista põhitõdesid-näiteks tänapäeva ettekanded näitavad, et see on tähtsam suunata õige epitoobid, kui see on esile tohutu, kuid matt kohta vastuse. Võibolla “kiirus dating” lähenemisviis aitaks vastata põhiküsimused; moodustada ja rünnata mõne õled mehed, siis lase otsused programmide suunas olema tulemustele orienteeritud.

Teine võimalus oleks korraldada konsortsiumid ümber konkreetsete küsimuste või meeskonnad, luua ja testida konkreetse hüpoteesi (nt saab vektori valik kontrolli efektoraine vastuse limaskesta?). Konkreetne näide oleks viirusvektoriga Safety Group, kes saaksid rakendada standardseid mitmel vektorid, mis lahendatakse valdkondadevahelisi küsimusi vaktsiini väljatöötamisega. See oleks hea teema tulemas Global HIV Vaccine Enterprise koosolekul. Seal tundus olevat kokkulepe, et vektorid ja lisab tuleb käsitleda eraldi, kuid tähelepanu sünergia ja keskenduda tulemuse, mida me tahame vektori ja sisestada saavutada.

Koosolek katkestati kell 05:10 ja uuesti kokku järgmisel hommikul kell 8:30

James Bradac avas sessiooni aru, et theernment osakonna mikrobioloogia ja nakkushaiguste (DMID) on sõlminud neli toetused FY 2009 Systems Biology eest nakkushaigused

Lisaks planeerimine on käimas jaoks FY 2010 algatusega alates DAIDS abil P01 või P50 mehhanism Anatoomilised HIV immuunvastuse: süsteemne bioloogia lähenemine. Eesmärk järgmised ettekanded on aidata AVRS soovitusi FY 2011 milliseid täiendavaid algatusi tuleks läbi viia, kasutades seda, mida rahastamisvõimalused. Kaks konkreetset huvitavatel teemadel on: (1) Milliseid küsimusi tuleks käsitleda kasutades süsteemibioloogia viise ja inimese ja NHP proovid ja andmekogude ja (2) Mis süsteemibioloogia tehnoloogiat tuleks kasutada, et vaktsiini teadusuuringute proovid tavapäraseks?

Ron Germain kasutusele süsteemibioloogia kui kombinatsiooni tehnika põhimõtetega, matemaatika, füüsika ja informaatika koos ulatusliku katseandmed, paljudel eri tasanditel, mida saab kasutada, et arendada kvantitatiivne ja kontseptuaalne arusaamine bioloogiliste süsteemide ja nähtusi, mis võimaldab ennustus ja täpset simulatsiooni keeruliste bioloogiliste sündmuste ja käitumist. Sisendid on näiteks genoomi ja epigenomic andmeid, suurte väljendus profiilide suure tootlikkusega proteomic analüüsi, neljamõõtmelises pildistamine andmekogusid Multiparameter nanoskaalas analüüsimiseks ning globaalse RNAi ja keemilised raamatukogu sõelumine. Väljundid hulka inseneri diagrammid, seosed kaardid ja protsessi karikatuurid, samuti kvantitatiivse simuleerivad võrgu korralduse raku komponente, diferentseeritud rakkude, haigused jne Need mudelid võimaldavad uurijatel prognoosida muutuse mõju ühe või mitme komponendi. Tavapärane lähenemisviise nendele küsimustele ja andmestike on raskepärane ja raske uuendada, kuid Simulatsioon immunoloogia (Simmune) arvutiprogrammi abil bioloogid ehitada ja käivitada keerulisi mudeleid vajalikud matemaatika “taustal.” Simmune toetab arvutusmudelid üldse kaalud, alates interaktsioone, et hulkraksete süsteeme, võimaldades uurijatel mõista, ennustada ja kinnitada keerulisi vastasmõjusid.

See ja muud vahendid on välja töötatud ja levitavad theernment Program in Systems immunoloogia ja nakkushaiguste Modeling (PSIIDM) ja uus transernment Center for Human Immunology (CHI), kuid praegu nüüdisaegse on piiratud; vahendid on tasane ja staatiline ja mudelid ei ole minu andmed uusi ja ootamatuid tulemusi. Peamiseks ülesandeks CHI on mõista, kuidas inimese immuunsüsteemi (mitte aga mõnes mudelorganismina) tegutseb tervetel indiviididel ja haiguse kulgu. See nõuab uute analüütiliste vahendite kogumine rohkem andmeid suuremate andmekogude ja palju keerukam, korduv kasutamine neid andmeid, et parandada arusaamist immuunsüsteemi. Üks oluline näitaja kohta on “suure tihedusega andmekogusid,” ja teine ​​on tohutult paralleelselt labor-on-a-chip, mis ühendab biokeemia, genoomika, proteoomika ja haiguse sõrmejälgede toota erinevus diagnoosi ja prognoosi iga patsiendi jaoks tervikuna organism.

Vastuseks küsimusele, Germain ütles, et mudelid saab testida nii iteratsiooni (valmistamine ja katsetamine mitu prognoose) ja tundlikkus testimine (võrreldes prognoose päris bioloogia). Hoone mudeli vältimatult lisab teadlase arusaamine süsteem, mis lähtuvad lihtsalt keeruline. Microarray analüüsi praegu moodustab omamoodi “madala rippus puu”, mis on küps ja valmis analüüsiks; häirituse süsteemid viib keerukamaid teadmisi. Praegune plaan on kasutada “Wikipedia” lähenemist, luua avalik andmebaas struktuursete bioloogia mudeleid, mis saab, mida kopeerida ja testida, kuid mitte muuta, mida väljaspool kasutajad. Igal juhul mudeli (ja selle muutumisest Moderaatorid) seotakse katseandmed. Sel viisil valdkonnas, ei CHI, kureerib mudeleid.

Bali Pulendran ette näide sellest, kuidas süsteemibioloogia võib pakkuda arusaamu, mille empiiriline vaktsiinid varem vahendada nende efektiivsust. Sel juhul kollapalaviku vaktsiini 17D (YF-17D) on üks kõige tõhusamaid vaktsiine kunagi tehtud, toodavad multipronged immuunsus, mis püsib 30 aastat pärast vaktsineerimist, kuid me ei saa aru, kuidas see töötab. Varasemad uuringud on tõendanud, et YF-17D aktiveerib mitu dentriitraku alajaotused kaudu Toll-like-retseptorite (TLRs) 2, 7, 8 ja 9 stimuleerimiseks polüvalentse immuunsus. Edasine analüüs tõi kaasa identifitseerimist kaasasündinud immuunsüsteemi “allkirju”, mida saab ennustada koguse, kvaliteedi ja säilivuse antigeen-spetsiifiliste CD8 + T-rakkude ja B-raku vastused FY-17D. Ei ole üllatav, mitmed neist geenidest on seotud funktsioonid viirusnakkuse üks eriti EIF2AK4, on seotud konserveerunud protsess, mille abil rakk toodab graanulid vastuseks mitut liiki stress, sealhulgas kuumuse, oksüdatsiooni, toitainete piiratud ja UV kiirguse, samuti viirusinfektsioon. Kuna prognoositavaks väärtus selle geeni saab seejärel testiti EIF2AK4-knockout hiirtel, mis tõepoolest indutseerida suuresti kahanenud IFN-γ T-rakkudes. Aga YF-17D tekitab palju peresid geenide; Pulendran andmed soovitatakse selle ja teiste geenide vastuseks YF-17D võiks kaevandatakse veel 20 aastaks.

Uurijad on hakanud kohaldatakse samu tehnikaid teiste vaktsiinidega. Näiteks analüüs gripivaktsiini näitas, et oli väga vähe kattumine geenide poolt indutseeritud kolmevalentne inaktiveeritud gripivaktsiini, mis manustatakse ja elusat nõrgestatud gripivaktsiini, mis manustatakse ninna udu. Analüüsides ägedate infektsioonide kindlaks 35 geeni, mis kõige paremini diskrimineeritud patsientidel gripiviiruse A omadest E. coli või S. kopsupõletik infektsioon. Pikemas perspektiivis, uurijad loodavad selgitada sünnipärase immuunsüsteemi allkirjad vaktsiini immunogeensus ja efektiivsust “hea” ja “suboptimaalsele” vaktsiinid, samuti kaasasündinud korrelaate CTL nabs, Th1, Th2, keskmälu, efektormälu jne ., ja nende integreerimisel ülemaailmse juurdepääsu andmebaasi, mida saab kasutada, et kujundada “vaktsiini chip”, samuti vaktsiinid ise. Tundub ebatõenäoline, et nad avastavad ühe, universaalne korreleeruvad immunogeensuse, kuigi klastrite korrelaate on võimalik. Tähtsam küsimus on, millised uued bioloogilised teadmisi saab kindlaks teha nende allkirju.

Vastuseks küsimustele, Pulendran lisada, et mõningatel juhtudel on see lähenemine paljastab allkiri sihtrakud asemel vaktsiine. Uurijad ei ole teinud SNP analüüs peamiste geene, kuid nad saaksid teha oletusi. Edasine töö on vajalik ka mälu vastus-ei esmane vastus ennustada pikaajalise kaitse? See on eksperiment, mis võiks teha inimestel, kuid see võib olla kasulik katsetada seda esimest NHP mudel kollapalaviku.

Rafick-Pierre Sékaly kirjeldatud võimeid Illumina kiip, mis kasutab süsteemi laarbioloogia töödelda, analüüsida ja selgitada geenirada esile vastuseks kaitsva vaktsiini, loomulik kaitse (nt LTNPs) ja kroonilise infektsiooni erinevaid rakke. Kogemused on näidanud, et tugev mälu T rakkude vastus viib kaitsev immuunsus; analüüsi Illumina chip näitab, et mälu CD4 + T-rakkude LTNPs näidata iseloomulik geeniekspressiooni profiile. Üheks näiteks on FOX03a, mis väljendab valk, mis sihib geenide antiproliferatiivsete ja / või apoptootilist funktsioone; vaigistada FOX03a päästab mälu T-rakke krooniliselt nakatunud HIV teemasid alates Fas-ravimsööda apoptoosi. Edasine analüüs näitab, et mutatsioon FOX3a N-otsa suurendab ka püsivust T raku mälu. Sarnane fenomen näib esinevat mälus B rakkudes LTNPs.

Sékaly ütles, et uurijad on nüüd kasutades Illumina chip korrata oma kollapalaviku töö kolmes erinevas laboris (Atlanta, Montreal, ja Lausanne) teha kindlaks geene ja võrgud tingitud YF-17D. Esialgsed tulemused näitavad, et YF-17D indutseerib hulkrakse sünnipärane immuunvastuse seotud geenide IFN ja TLR aktiveerimise, makrofaagid tapjarakud, Th1 ja Th2 rakud ja aktiveerimist komplemendi süsteemi. YF-17D indutseerib ka seotud geenide montaažiga inflammasome, IL-1α ja östradiooli ja IL-7, ja modulatsiooni transkriptsioonifaktorite ja antigeeni töötlemise geenid-Lühidalt öeldes keeruline adaptiivne immuunvastus, mis on samuti pikaajaline. Need geeniekspressiooni allkirjad on valideeritud in vitro Mimic mudel ja NHP (makaakidel) mudel. Siiski ei näi olevat ühe korrelaat kaitse; kogu (tähtkujus vastus) on kindlasti suurem kui selle osade summa.

Robert Palermo kirjeldatud struktuurivahendite kasutamise laarbioloogia õppida kaasasündinud immuunsuse ja varajase vastuvõtva vastuse mõjureid patogeneesis RNA hingamisteede viiruste ja potentsiaali nende kasutamine NHP mudelid HIV. Praegu uurijad läbi funktsionaalse genoomi uuringud NHP mudelid ja PBMCdes Etapi uuringus osalejate, sealhulgas Environmental allüksuse suurendab, väljendus profiilide ja võrdlusi patogeensete ja nonpathogenic tulemusi. Senised näitavad, et eri vaktsiini režiimide esile erinevaid mustreid geeniekspressiooni; korrelatsioon immunoloogilised ja viroloogilise andmed on käimas, kuid esialgse analüüsi kohaselt sügavam ja keerulisem vastuseks nonpathological nakkuse kui fataalse nakkuse. In sobiva kooskõlastades uurijad usuvad, et nad saavad kasutada sarnast tehnikat NHP mudelid avastada väljendus erinevusi ravile ja reageerivate või vahel kontrollerid ja noncontrollers. Süsteemibioloogia suurendab oluliselt andmete maht loodud sellised uuringud, kuid see annab ka arvutuslikke vahendeid integreerida neid andmeid, et mõtestada neid.

Daniel Zak esitatakse andmed alates NHP uuring kaasasündinud immuunvastuse 10 erinevat vaktsiini Abiaineta režiimid. Thirty-eight animals were vaccinated with different combinations of SIV-Gag with or without one or more TLR adjuvant(s), or with Ad5-Gag only, boosted at 10 and 20 weeks, and challenged at 50 weeks. Results showed that regimes including TLR-3 induce the strongest CD4+ responses, and that TLR-3 by itself induces the strongest CD8+ responses. However, TLR7 and 8 induce the strongest and most consistent expression responses after primary vaccination, especially from IFN-stimulated genes. Further microarray analysis revealed two novel predictors of immunity: stronger induction of CCR2B and stronger repression of KLF5 are associated with stronger CD4+ T cell responses. Mamu A*01 macaques were better protected than non-A*01 animals, and their lower sVL correlated with induction of STAT2 and IRF9 (IFN-stimulated transcription factors), NCF1/NOXO2 (proliferation of phagocytes), and TRAIL (apoptosis-inducing ligand). Novel genes correlated with lower sVL were E2F2 (represses cell cycle genes for quiescence) and PKD2L2 (cation channels). In general, the response on day 2 was predictive of long-term outcome.

In response to questions, Zak added that PBMCs had not been sorted for cell type, and investigators would need naïve cells to track changes in specific subpopulations. PBMCs are immediately preserved once drawn, and there’s little chance for changes in expression prior to analysis. Investigators collect both blood chemistry and microarray data to get parallel information, which can be deconvoluted later.

Participants agreed that these were exciting results and that it would be desirable to incorporate some structural biology techniques in ongoing HVTN trials. One problem is deciding what responses to look for, in what cells, at what intervals (from 1 hour to 1 week). In a human trial, however, this means managing a huge number of blood draws. Unfortunately, total PBMC data from acute infection will not correlate with disease outcome, T cells are needed. Technologies for blood draws and analysis will no doubt improve, thanks in part to improved microarray and chip design. For this reason, some money should go to improvements in high-throughput assays.; Participants acknowledge the capacity of structural biology to deal with large volumes of data, but the goal is to detect a signal—several participants suggested that it is better to overdesign a study than to have masses of useless data. On the other hand, basic biology often benefits from having as much data as possible. A continuing problem is the management of the resulting databases, who will curate them, and, more importantly, who will pay for them? What are the minimal standards for a useful database?

There are several ongoing vaccine trials (dengue, TB, and malaria, as well as HIV) whose results could be analyzed with these techniques. It would also be useful to employ these techniques for a pseudo-retrospective reanalysis, using data from past trials: what cells were present at different times, and does the pattern explain the outcome?

Gary Nabel said that VRC is starting to look at differences in gene expression in specific cell types, and with any luck some pattern might jump out from whole PBMCs. Technology may soon provide a way to separate PBMCs by cell type. He thinks that it would be best to focus on specific cell types. There have been no plans to use systems biology approaches in HVTN 505, but he’ll discuss various possibilities with the protocol committee.

Other participants pointed to a continuing cultural conflict between basic biology, which is curious about everything, and public health, which wants results that can be applied to human health. Consortium approaches will be the best way to get these two cultures to work together.

The meeting adjourned at 12:00 noon.