Vacuna contra el SIDA reunión del subcomité de investigación

Llama para ordenar

Etapa de análisis de actualización

La vacuna contra el Subcomité de Investigación del SIDA (AVRS De) se reunió en sesión pública los días 27-28 de enero del 2009, en el Natcher Conference Center en el campus de bierno theernment) en Bethesda, MD.

RAV miembros presentes: Eric Hunter (Presidente), James Bradac (Secretario Ejecutivo), Jay Berzofsky (oficio), Deborah Birx, Dennis Burton, Kevin Fisher, Paul Johnson; Jeffrey Lifson, Margaret Liu, Bonnie Mathieson (oficio), Juliana McElrath, Nelson Michael (de oficio), Gary Nabel (oficio), Louis Picker, Bali Pulendran, Nina Russell, Jerald Sadoff, Bruce Walker.

El resto del personal participatingernment

altavoces

El Dr. Hunter abrió la sesión a la orden y pidió a los miembros del comité y los observadores que se presenten. También reconoció el servicio y las contribuciones de tres miembros RAV que están girando fuera del subcomité: Paul Johnson, Margaret Liu, y Julie McElrath.

Julie McElrath identificó las dos principales cuestiones científicas que surgen del ensayo STEP; a saber, (1) ¿Cuáles son las razones de la falta de eficacia de la vacuna, y (2) ¿Qué mecanismos biológicos explican el aumento de la transmisión del VIH-1 en el grupo de la vacuna? Hasta la fecha, 22 propuestas se han presentado y aprobado para 10 estudios que utilizaron seleccione viales de los 247.000 ejemplares que han sido enviados y procesados ​​completamente hasta la fecha. En algunos casos, los experimentos ya se han realizado y son datos bajo análisis.

En conjunto, estos resultados sugieren que las vacunas de células T necesitan para obtener una respuesta más fuerte y más amplia para lograr un umbral de protección. Sin embargo, lo que reconocen epítopos específicos se puede ser más importante que la cantidad. vectores Ad5, tal como está actualmente, no puede proporcionar la respuesta de memoria “correcta” y pueden de hecho disminuir la respuesta al VIH-1 transgenes, pero no hay evidencia de que la inmunidad preexistente al Ad5 aumenta la susceptibilidad al VIH-1. En respuesta a las preguntas, McElrath agregó que los investigadores aún están tratando de determinar si los epítopos reconocidos por los vacunados son los que confieren protección. Además, favorable tipo de HLA no siempre transmiten protección. Habrá más información y casos específicos para presentar a AVRS De en mayo.

Larry Corey presentó las conclusiones sobre el impacto del virus del herpes simple tipo 2 (VHS-2). En la cohorte PASO, alrededor del 30 por ciento de todos los participantes son HSV-2 positivo, y aumenta la probabilidad de infección por el VIH, independientemente de otros factores de riesgo, aunque también parece haber cierta interacción entre el estado de HSV-2, el estado serológico de Ad5 y la circuncisión. Mecánicamente, los investigadores teorizan que la infección por HSV-2 induce una respuesta inflamatoria crónica en las células dendríticas mixtos en el límite dérmica-subdérmica cerca de las terminaciones nerviosas, incluso cuando no hay lesión aparente, y que la abrasión durante el coito expone estas células diana de VIH. En consecuencia, la infección por HSV-2 puede suponer una barrera para vacunas contra el VIH, señalando la necesidad urgente de una vacuna contra el VHS-2 también.

Patricia D’Souza sugirió que los ensayos actuales pueden no ser adecuados para identificar las correlaciones de protección. de igualdad de las células CD8 claramente no se crean todos los linfocitos T citotóxicos (CTL) + mostrar una gran promesa, pero varios factores pueden contribuir a la eficacia antiviral de las células T CD8 +: polifuncionalidad, avidez funcional, eficiencia matar, evolutivo limitaciones en las secuencias de epítopo, la cinética de la presentación de antígenos, y la capacidad proliferativa. Además, la eficacia de una respuesta inmune a una vacuna de células T puede variar de persona a persona así como la respuesta inmune a la infección por VIH hace, y esta variación puede estar fuertemente relacionado con HLA alelo. Así, una vacuna de células T puede aumentar la capacidad natural, genéticamente determinada, del cuerpo para responder al VIH, dando como resultado niveles variables de control que dependen de alelo HLA de la persona.

Bruce Walker presentó datos sobre la función de CTL en los 500 LTNPs en la Cohorte controladores Internacional contra el VIH, algunos de los cuales tienen recuentos de CD4 + normales y extremadamente bajas cargas virales 30 años después de la seroconversión. Su capacidad para contener la infección del VIH está relacionada con las diferencias en la aptitud viral que están mediadas por el sistema inmune. Por ejemplo, la protección de HLA B * 57 alelo está excesivamente en controladores de élite y parece ser un vínculo importante entre el MHC y de la aptitud viral. De alguna manera, los péptidos (tales como TW10, que inhibe la síntesis de p24) CTL-expresado ejercer presión selectiva sobre la población viral, controlar la carga viral mediante la limitación de la capacidad del virus para mutar y, por tanto escapar. Parece que son los epítopos del VIH que son el objetivo de los CTL, en lugar de los alelos HLA, que son protectores. La tarea ahora es identificar qué epítopos del VIH predicen el control y la progresión, y para desarrollar una vacuna que provoque una respuesta a esos epítopos específicos.

David Heckerman citó evidencia similar para explicar por qué la vacuna de Merck no logró reducir la carga viral en los casos PASO pesar de la inducción de células T CD8 + específicas del VIH. Después de la vacunación, los investigadores analizaron la respuesta al péptido 76 “minipiscinas” abarca Gag, Pol y Nef. Cada respuesta se atribuyó a un epítopo conocido dentro de cada minipiscina y una restricción de HLA coincidente en el individuo, y las respuestas predichas se correlacionaron con principios SVL en las semanas 8 y 12 después de la infección. Los resultados mostraron que el control del punto de ajuste de VL no está correlacionado con el número total de respuestas, sino más bien por el número de respuestas a epítopos específicos, de protección. Estos epítopos “buenas” no se limitan a la mordaza, ni están limitadas a las presentadas por los alelos de protección, tales como B * B * 57 y 27. Esto sugiere que el diseño de una vacuna exitosa contra el inmunógeno puede depender de epítopos incluidos los buenos y excluir a otros que distraen al sistema inmunológico de atacar a las regiones asociadas con el control de la replicación viral.

En respuesta a las preguntas, Heckerman dijo que los investigadores están tomando actualmente un vistazo más de cerca a lo que define a un “buen” epítopo, pero que es posible que tengamos un listón más alto para una “buena”. Por ejemplo, algunas de las mismas mutaciones se observan en ambos LTNPs y se necesitarán progresores, y más datos para desentrañar los parámetros exactos de “protección”. Esos datos adicionales pronto estará disponible, lo que permite a los investigadores a mirar también a eventos después de la infección y para responder a las preguntas acerca de cómo la respuesta inmune evita el escape de compensación ” “mutaciones en el VIH.

Marcos Connors presentado datos que sugieren la importancia de la función de las células T en el control inmunológico. Análisis de LTNPs revela que ni el perfil HLA en general, ni B * 57 en particular, es necesaria o suficiente para suprimir la carga viral. Sin embargo, LTNPs tienen una proporción más alta, y / o de la población más activo, de las células T efectoras tempranas CD8 + que secretan interferón gamma (IFN-γ), granzima-B y perforina. Los investigadores probaron el papel de estas moléculas efectoras in vitro matando ensayo, primero de mezcla células efectoras con células diana marcadas por una hora y luego de medición para la granzima-B. Observaron una matanza a gran escala que se correlaciona con la entrega de la granzima-B a las células marcadas, lo que sugiere un aumento cualitativo en la capacidad de las células T del VIH + para matar las células infectadas. Los ensayos de PBMC de HVTN 071, que involucró a la vacuna trivalente Merck, no revelaron como patrón; la vacuna produce un perfil de respuesta que es más similar a progresores que a LTNPs. Estos resultados sugieren que la proliferación y la carga de las células T efectoras CD8 + desempeñan un papel clave en el control de virus, sino que también sugieren la necesidad de inducir, la proliferación y la carga más lenta a largo plazo. También revelan la necesidad de una mejor ensayo de moléculas efectoras, algo similar al ensayo de destrucción in vitro.

En respuesta a las preguntas, Connors repitió que matar es una cualidad de las células T, independientemente de péptido o perfil, pero que encontrar el péptido óptima dará lugar a una mejor matar. El objetivo es un ensayo que distingue entre los fenotipos con ninguna superposición. Estos resultados se obtuvieron a las 36 horas después de la infección, pero sería útil repetir el experimento en el día 6 para saber exactamente lo que está siendo ampliado. Del mismo modo, los resultados de las PBMC no nos dicen lo que está pasando en los tejidos; sería útil repetir el experimento con muestras de las mucosas, especialmente las células desde el sitio de infección. Los investigadores aún no han llevado a cabo la inhibición tetrámero de matar para medir su especificidad, por ejemplo, si las células T Env-específicos son más potentes que las células T Gag-específicos. No parece que haya diferencias entre los grupos de pacientes, pero estos resultados (utilizando virus SF162, un aislado de clado B) no se han repetido en otros clados.

Michael Pensiero señalar que las conclusiones a paso con respecto al vector rAd5 han estimulado el interés en el estudio de la infección por adenovirus de tipo salvaje renovada. preguntas de investigación pertinentes incluyen la correlación entre Ad5 inmunidad y la infección por VIH, la expansión de las poblaciones de células T en Ad5 + vacunados, la respuesta al desafío, el deterioro de la respuesta inmune a los transgenes del VIH, y las implicaciones para el diseño de vacunas.

Nicole Frahm sugirió que una comprensión más completa de la respuesta inmune celular específicos del vector será necesario antes de vectores se utilizan en los ensayos de vacunas futuras. Su laboratorio examinó PBMCs de 413 participantes en el ensayo STEP y mide sus respuestas al vector Ad5 (sin inserciones) y 1.773 Ad5 15-mer péptidos solapados por 11 aminoácidos. Los resultados mostraron que las respuestas de Ad5 específicos de células T son detectables en la mayoría de los individuos del ensayo STEP y son influenciados por Ad5 estado serológico y la vacunación. Las respuestas a vector vacío son predominantemente CD4 + T mediada por células; en los que recibieron placebo, las respuestas son más frecuentes en los sujetos con títulos de NAB> 18, pero las magnitudes son similares. En receptores de la vacuna, las tasas de respuesta y magnitudes se amortiguan de manera significativa por los títulos de NAB preexistentes> 18. Las respuestas a los péptidos Ad5 conducen a un aumento significativo en las tasas de respuesta de células T CD8 + en todos los vacunados, independientemente de Ad5 estado serológico, y magnitudes se incrementaron significativamente en Ad5 sujetos seronegativos; 4-CD + tasas de respuesta aumentan sólo en sujetos seronegativos. mapeo de epítopos revela que las células CD4 + respuestas se dirigen principalmente a las proteínas de hexones y el núcleo, mientras que las respuestas CD8 + se dirigen a un objetivo adicional, E3 / E4, con sólo pequeñas diferencias en la especificidad entre los vacunados y los que recibieron placebo. Noventa y dos por ciento de los péptidos dirigidos están completamente conservadas a través de los adenovirus del grupo C (Ad1, 2, 5, y 6), lo que puede explicar la presencia de respuestas de células T específicas Ad-en ausencia de Ad5 Nabs.

En respuesta a preguntas, Frahm añadido que la preinfección naturales múltiple con adenovirus del grupo C puede tener un enorme efecto de preparación, lo que conduce al sistema inmune a responder fuertemente al vector mientras distrayéndolo de los insertos de VIH. Esto podría evitarse mediante el uso de un vector menos común; A cuánto pueden aprender de los ensayos en curso de la utilización de vaccinia modificado de Ankara y del canario vectores. Podría ser posible para golpear alguna manera la respuesta temprana (vector) y centrar la respuesta de los transgenes.

Michael Betts presentó datos de análisis de muestras de un ensayo de fase 1 de la vacuna de Merck que no muestran ninguna diferencia en la expresión o la funcionalidad de las células T CD4 + en Ad5 seropositivos y seronegativos vacunados, y no hay diferencia en la inducción de la inmunidad. La vacunación aumenta el número de células CD4 + temprano, especialmente en los vacunados seronegativos, pero por semana 20, las respuestas son similares. Por esta razón, es poco probable que Ad5 estado serológico puede explicar la mayor tasa de infección en los vacunados.

En respuesta a las preguntas, Betts dijo que la expresión de CD67 (un posible marcador de activación) no cambia en ningún momento. Diseño experimental investigadores para inferir lo que estaba ocurriendo en el tejido de lo que podría medirse en PBMC forzado; marcadores de tráfico todavía no están disponibles y deben provenir de una base de la muestra más grande.

Dan Barouch se dirigió a la misma pregunta subyacente, si la inmunidad específica en Ad5 actúa para aumentar el número de objetivos para el VIH, también utilizando datos de un ensayo de Fase 1 de la vacuna de Merck. Se encontró correlación entre el estado serológico de Ad5 y las respuestas de células T específicas de Ad5. los vacunados seronegativos se convirtieron en seropositivos para Ad5, pero no mostraron respuestas detectables a Ad26, Ad35, Ad42 o. La vacunación no dio lugar a cambios en subconjuntos de células CD4 + o la activación sostenida de las células T CD4 +. Tomados en conjunto, estos datos reducen la plausibilidad de la hipótesis de que Ad5 nAb título> 18 contribuye a la transmisión del VIH en personas vacunadas STEP. El laboratorio de Barouch está analizando actualmente seroprevalencia de vectores alternativos de anuncios (5, 26, 35 y 48) en el estudio STEP para determinar si Nabs de referencia a otros serotipos de Ad correlacionan con la adquisición mejorada.

En respuesta a las preguntas, Barouch dijo que Ad5 inmunidad sigue siendo un factor de riesgo en los hombres no circuncidados. Hay poca reactividad cruzada entre los 51 serotipos de adenovirus humanos, excepto dentro de los 6 subgrupos, y hay mucho que aprender de las variedades raras y débilmente infecciosos tales como Ad26, incluso si son vectores menos que perfectas. Se necesitan más datos sobre las respuestas de las mucosas, que podrían ser investigados en estudios con primates no humanos (NHP), por ejemplo, la provocación nasal con Ad5 competente para la replicación seguida de biopsias de la mucosa, repetidos con otros tipos de anuncios. heteróloga primer impulso y es otra estrategia que merece mayor investigación. Los datos históricos sugieren que los primates no humanos no son un modelo perfecto de la respuesta humana a Ad5.

Daniel Zak presentó un análisis a nivel de sistemas de los efectos de la inmunidad de la vacuna Ad5 sobre las respuestas, utilizando los datos del estudio HVTN 071. El uso de microarrays para determinar cuáles son los genes y las vías se han activado a intervalos de 6 a 168 horas después de la vacunación, los investigadores encontraron respuestas sólidas, consistentes en 10 sujetos. La respuesta máxima se produce en 24 horas, con 583 genes regulados por incremento consistente y 482 downregulated, la mayoría de ellos que tiene funciones relacionadas con la respuesta inmune, el procesamiento y presentación de antígenos, y la proliferación de linfocitos. inmunidad-Ad5 específica atenuada la respuesta de 148 de estos genes (84 hacia arriba, hacia abajo 64), posiblemente debido a que estos sujetos tienen diferencias iniciales en la expresión de genes adyuvancia relevantes inducidos por la vacuna. Los investigadores también identificaron varias novedades, se correlaciona de la magnitud de las respuestas CD8 +.

En respuesta a las preguntas, Zak añadió que Ad5 inmunidad atenúa una serie de respuestas, pero no parece amplificar cualquier respuesta. No está claro si esto se debe a que el estímulo se reduce o se reduce la respuesta; esto podría ser probado a través de la reducción de la dosis. Sería deseable disponer de los datos de dosis más bajas (de vacuna) y en puntos de tiempo anteriores y posteriores. En la actualidad, no hay muestras están disponibles más allá de una semana, y sería deseable repetir el análisis a los 20 días. la fiebre amarilla y otras vacunas de virus atenuados tienen respuestas más lentas que las vacunas Ad5.

Wendy Tan presentó datos de estudios con ratones que muestran que los diferentes vectores de inducir a las células T de memoria de diferentes calidades. Específicamente, una comparación de Ad5 con el virus de la coriomeningitis linfocítica (LCMV) y Listeria monocytogenes (LM) mostró que Ad5 se compara favorablemente sobre ciertas medidas (por ejemplo, número absoluto de células T CD8 +), pero relativamente baja en otros (por ejemplo, polifuncionalidad y proliferación capacidad ). En otras palabras, el vector Ad5 induce una respuesta que es alta en magnitud pero restringido de ancho. cebado de ADN puede aumentar significativamente la magnitud de CD8 inducida por Ad5 + respuesta de células T, pero tiene un efecto mínimo en su amplitud o la funcionalidad.

En respuesta a las preguntas, Tan reconoció que 1011 partículas virales es una dosis alta, pero cuando el experimento se repitió a 107 partículas, la calidad de la respuesta fue irregular. No está claro si las diferencias se deben al vector o la dosis; los investigadores no han repetido cada vector en cada dosis. los datos de proliferación son lentos para recoger y todavía no están disponibles. Los investigadores aún están tratando de determinar la célula diana para las células T CD8 + específicas de Ad5, pero suponen que son las células dendríticas. Existen diferencias significativas entre los sistemas inmunes humanas y de ratón, pero el ratón parece ser un modelo fiable para la respuesta Ad5 y la memoria. Los investigadores no han examinado los datos de las vacunas anteriores Ad5 en theernment Centro de Investigación de Vacunas (VRC).

Adam Sherwat presentó los planes para HVTN 505, un ensayo de prueba de concepto de la vacuna de ADN prime + rAd5 desarrollado por VRC. El protocolo exige para inscribir a aproximadamente 1.300 hombres VIH-negativos que tienen sexo con hombres (HSH) en los Estados Unidos. La inscripción está restringido a los hombres que están circuncidados y Ad5-seronegativos; inscribir a los 1.300 participantes se espera que tome alrededor de 36 meses, y se prevé que 3.6 por ciento de los participantes va a adquirir la infección por VIH cada año. El juicio será supervisado por la seguridad, la futilidad, y los puntos finales; withernment una reunión se llevó a cabo en enero de 2009.

En respuesta a las preguntas, Sherwat dijo que los participantes también se proyectarán para MHC fenotipo / HLA, pero no hasta después de que se inscribieron. A principios de la estratificación podría producir resultados más fuertes, pero la detección es ya onerosos, y los investigadores no quieren extender el proceso. Control de la seguridad incluirá un corte de líneas cruzadas, pero revisión semanal de la carga viral y otros criterios de valoración no será posible en este ensayo, principalmente debido a las técnicas de punción digital no están listos. El ensayo debe tener el 80 por ciento de potencia para detectar una diferencia del 57 por ciento en la protección contra la infección.

James Bradac presentó una actualización de las actividades preclínicos en el Programa de Investigación de Vacunas DAIDS (VRP). En respuesta a la cumbre de la vacuna, la VRP está poniendo mayor énfasis en la investigación del descubrimiento de la vacuna, con nuevos fondos para la investigación y esfuerzos para hacer un mejor uso de los recursos PHN básica. theernment publicado dos RFA en agosto de 2008-las tecnologías altamente innovadoras para interrumpir la transmisión del VIH (HIT-IT) Programa, para el cual se recibieron solicitudes en noviembre de 2008, y el Programa de descubrimiento básico Vacuna contra el VIH, para el que se reciben las solicitudes en enero de 2009. primeros premios para ambos programas están programadas para julio de 2009. Además, DAIDS ha patrocinado talleres sobre la oferta, la demanda y el uso de los recursos del NHP y en las vacunas de células B; una RFA debería estar listo pronto para una Red de Biología de Células B programa de desarrollo de la vacuna del SIDA para.

Anteriormente los programas existentes continuarán. Seis nuevos premios a la innovación por etapas se realizaron en 2008, y algunos de los primeros galardonados están listos para la transición de la fase de R21 (prueba de concepto) a la fase R33 (desarrollo ampliado) sin tener que presentar nuevas solicitudes. En respuesta a las preguntas, Bradac explicó que los hitos R21 en el programa Innovation Award por fases son auto-impuesta y sirven como parte del informe sobre la marcha de 18 meses y la revisión de transición.

En el debate que siguió, Eric Hunter indicó que el trabajo de la AVRS De consiste en transformar sus deliberaciones en recomendaciones de la DAIDS, incluyendo sugerencias para las prioridades y las direcciones y (si es posible) una serie de elementos de acción. Un resumen de la presente reunión, con presentaciones de PowerPoint, se pondrá a disposición de los miembros dentro de un mes, y AVRS De volverá a examinar estas cuestiones en su reunión de mayo.

Otros participantes sugirieron que los temas como el diseño de inserto y el vector de efectos son tan complejos que pueden ser demasiado para un solo grupo de manejar. Del mismo modo, ¿qué mecanismo de financiación es el más apropiado? theernment tiene más control sobre un contrato que lo hace a través de subvenciones, pero es evidente que se necesita un enfoque consorcio. La financiación debe estar disponible para una conferencia de consenso y un mecanismo encontró para apoyar los esfuerzos conjuntos. Otros participantes indicaron que necesitamos una mejor comprensión del ejemplo básico-para, presentaciones de hoy sugieren que es más importante dirigirse a los epítopos adecuados de lo que es para producir una respuesta enorme, pero no directo. Tal vez un enfoque de “citas rápidas” ayudaría a responder a las preguntas básicas; configurar y atacan unos pocos hombres de paja, a continuación, dejar que las decisiones sobre las orientaciones de los programas sean resultado impulsada.

Otra opción sería la organización de consorcios en torno a cuestiones específicas, o equipos, para generar y probar hipótesis específicas (por ejemplo, ¿puede la elección de control de vectores de la respuesta efectora en la mucosa?). Un ejemplo específico sería un Grupo de Seguridad del vector viral que podrían aplicar medidas estándar a través de múltiples vectores, atendiendo de este modo cuestiones transversales en el diseño de vacunas. Este sería un buen tema para una próxima reunión Global para las Vacunas contra el VIH. No parecía haber acuerdo en que los vectores y los insertos deben abordarse por separado, pero con atención a las sinergias y un enfoque en los resultados, lo que queremos insertar el vector y de lograr.

Se suspende la reunión a las 5:10 p.m. y las volvió a convocar a la mañana siguiente a las 8:30 am

James Bradac abrió la sesión informando de que la División theernment de Microbiología y Enfermedades Infecciosas (DMID) ha otorgado cuatro becas en el año fiscal 2009 de Biología de Sistemas de Enfermedades Infecciones

Además, se está planeando para un año fiscal 2010, de iniciativa DAIDS utilizando el mecanismo de P01 o P50 para diseccionar el VIH Respuesta Inmune: un enfoque de biología de sistemas. El propósito de las siguientes presentaciones es ayudar AVRS De hacer recomendaciones para el año fiscal 2011 sobre las iniciativas adicionales deben adoptar, mediante qué mecanismos de financiación. Dos temas específicos de interés son: (1) ¿Qué preguntas deben abordarse mediante técnicas de biología de sistemas y disposición humana y muestras de NHP y conjuntos de datos, y (2) ¿Qué tecnologías biología de sistemas se debe aplicar a las muestras de investigación de vacunas de forma rutinaria?

Ron Germain presentó la biología de sistemas como una combinación de los principios de la ingeniería, las matemáticas, la física y la informática con gran cantidad de datos experimentales, en muchas escalas diferentes, que se pueden utilizar para desarrollar una comprensión cuantitativa y conceptual de los sistemas y fenómenos biológicos, lo que permite la predicción y simulación precisa de eventos biológicos complejos y comportamientos. Las entradas incluyen datos genómicos y epigenómicos, perfiles de expresión a gran escala, el análisis proteómico de alto rendimiento, conjuntos de datos de imágenes en cuatro dimensiones, análisis multiparamétrico nanoescala, y ARNi mundial y selección de la biblioteca química. Las salidas incluyen diagramas de ingeniería, mapas de ligamiento y dibujos animados de proceso, así como los modelos de simulación cuantitativos de la organización a la red de componentes de la célula, células diferenciadas, enfermedades, etc. Estos modelos permiten a los investigadores predecir el efecto de cambio de uno o varios componentes. Los enfoques convencionales a estas preguntas y conjuntos de datos son pesada y difícil de actualizar, pero el (Simmune) programa informático de simulación de Inmunología permite a los biólogos para construir y ejecutar modelos complejos con las matemáticas necesarias “en el fondo”. Simmune compatible con los modelos computacionales en todas las escalas, desde interacciones moleculares en los sistemas multicelulares, lo que permite a los investigadores a entender, predecir y validar las interacciones complejas.

Esta y otras herramientas se están desarrollando y difundido por el Programa de theernment en Sistemas de Inmunología y Enfermedades Infecciosas de modelado (PSIIDM) y el nuevo Centro de Inmunología Humana transernment (CHI), pero el estado actual de la técnica es limitada; herramientas son plana y estática, y modelos no minan los datos para los nuevos e inesperados resultados. Un objetivo importante de CHI es entender cómo el sistema inmunitario humano (no la de un organismo modelo) opera en individuos sanos y en el curso de la enfermedad. Esto requerirá el desarrollo de nuevas herramientas de análisis, la recopilación de más datos en grandes conjuntos de datos, y mucho más sofisticada, la explotación iterativa de los datos para mejorar nuestra comprensión del sistema inmunológico. Un punto final importante será “conjuntos de datos de alta densidad”, y otro será un masivamente paralelo de laboratorio-on-a-chip que combina la bioquímica, la genómica, la proteómica y la toma de huellas dactilares de la enfermedad para producir un diagnóstico diferencial y el pronóstico de cada paciente como un todo organismo.

En respuesta a las preguntas, Germain dijo que los modelos pueden ser probados tanto por iteración (haciendo y probando varias predicciones) y mediante pruebas de sensibilidad (predicciones que comparan con la biología real). La construcción del modelo ineludiblemente se suma a la comprensión de los investigadores del sistema, que procederá de lo simple a lo complejo. el análisis de microarrays actualmente representa una especie de “fruta madura” que está maduro y listo para el análisis; perturbación de los sistemas dará lugar a ideas más sofisticadas. El plan actual es el uso de un enfoque de “Wikipedia”, la creación de una base de datos pública de los modelos de biología estructural que puede por copiados y probados, pero no modificados, los usuarios externos. En cada caso, el modelo (y cualquier modificación ulterior de los moderadores) estarán vinculados a los datos experimentales. De esta manera, el campo, no CHI, curador de los modelos.

Bali Pulendran proporciona un ejemplo de cómo la biología de sistemas puede ayudar a comprender los mecanismos por los cuales las vacunas empíricos del pasado median su eficacia. En este caso, la vacuna contra la fiebre amarilla 17D ​​(YF-17D) es una de las vacunas más eficaces jamás se ha hecho, la producción de una inmunidad múltiple que persiste durante más de 30 años después de la vacunación, sin embargo, no entienden cómo funciona. Las investigaciones anteriores habían establecido que el YF-17D activa múltiples subconjuntos de células dendríticas a través de los receptores tipo Toll (TLR) 2, 7, 8 y 9 para estimular la inmunidad polivalente. Un análisis más detallado llevó a la identificación de las “firmas” inmunes innatas que puede predecir la cantidad, calidad, y la persistencia de las células CD8 + respuestas de células T y de células B específicas de antígeno a FY-17D. No es sorprendente que varios de estos genes tienen funciones relacionadas con la infección viral; uno en particular, EIF2AK4, está vinculado a un proceso conservada por el que la célula produce gránulos en respuesta a varios tipos de estrés, como el calor, la oxidación, la limitación de nutrientes, y la radiación UV, así como la infección viral. El valor predictivo de este gen puede ser probado en ratones knock-out EIF2AK4, que de hecho inducen muy disminuida IFN-γ en las células T. Pero YF-17D induce familias enteras de genes; Pulendran sugirió que los datos sobre este y otros genes en respuesta a YF-17D podrían ser extraídos por otros 20 años.

Los investigadores están empezando a aplicar estas mismas técnicas para otras vacunas. Por ejemplo, un análisis de las vacunas contra la gripe mostró que había muy poco solapamiento entre los genes inducidos por la vacuna antigripal trivalente inactivada, que se inyecta, y la vacuna de la influenza atenuada, que se administra como un aerosol nasal. Un análisis de las infecciones agudas identificó 35 genes que mejor discriminaron los pacientes con el virus de la gripe A partir de aquellos con E. coli o la infección por S. neumonía. A más largo plazo, los investigadores esperan identificar las firmas inmune innata de la inmunogenicidad de la vacuna y la eficacia de “buenas” y las vacunas “subóptimos”, así como los correlatos innatas de los CTL, Nabs, Th1, Th2, la memoria central, efectoras de memoria, etc. ., e incorporarlos en una base de datos de acceso global que se puede utilizar para diseñar un “chip de la vacuna”, así como vacunas mismas. Parece poco probable que se descubra cualquier correlato único y universal de la inmunogenicidad, aunque son posibles grupos de correlaciones. La cuestión más importante es lo que los nuevos datos biológicos pueden determinarse a partir de estas firmas.

En respuesta a preguntas, Pulendran añadió que en algunos casos, este enfoque revela la firma de las células diana en lugar de las vacunas. Los investigadores no han hecho análisis de SNP de genes clave, pero se pueden hacer conjeturas informadas. Más trabajo también es necesaria la respuesta no-memoria de la respuesta primaria a predecir la protección a largo plazo? Este es un experimento que podría hacerse en los seres humanos, pero que podría ser útil para probarlo por primera vez en el modelo NHP de la fiebre amarilla.

Rafick-Pierre Sékaly describe las capacidades del chip Illumina, que utiliza técnicas de biología de sistemas para procesar, analizar e identificar vías genéticas provocados en respuesta a las vacunas de protección, la protección natural (por ejemplo, LTNPs), y la infección crónica en diferentes tipos de células. La experiencia ha demostrado que una respuesta de células T de memoria fuerte conduce a la inmunidad protectora; análisis con el chip Illumina muestra que la memoria de células T CD4 + en LTNPs muestran perfiles de expresión génica distintivos. Un ejemplo es FOX03a, que expresa una proteína que se dirige a los genes con antiproliferativo y / o funciones de apoptosis; silenciando FOX03a rescata a las células T de memoria en sujetos con infección crónica por el VIH de la apoptosis medicada con Fas. Un análisis más detallado demuestra que una mutación en el FOX3a N-terminal también aumenta la persistencia de la memoria de células T. Un fenómeno similar parece ocurrir en las células B de memoria de LTNPs.

Sékaly dijo que los investigadores están usando el chip de Illumina para repetir su trabajo fiebre amarilla en tres laboratorios independientes (Atlanta, Montreal, y Lausana) para identificar los genes y las redes inducidas por YF-17D. Los resultados preliminares muestran que YF-17D induce una respuesta inmune innata multicelular que involucra genes asociados con IFN y TLR activación, los macrófagos, las células asesinas naturales, células Th1 y Th2, y la activación del sistema del complemento. YF-17D también induce la expresión de genes asociados con el montaje de la inflamasoma, la secreción de IL-1α y beta e IL-7, y la modulación de factores de transcripción y genes, en una palabra, una respuesta inmune adaptativo complejo antígeno-procesamiento que se también de larga duración. Estas firmas de expresión génica han sido validados en el modelo in vitro en Mimic y en el modelo de NHP (macaco). Sin embargo, no parece ser un solo correlato de protección; el conjunto (la constelación de la respuesta) es definitivamente mayor que la suma de sus partes.

Robert Palermo describe el uso de técnicas de biología estructural para estudiar la inmunidad innata y la respuesta temprana de acogida como determinantes de la patogénesis en virus respiratorios de ARN y el potencial para su uso en modelos de NHP de VIH. En la actualidad, los investigadores están llevando a cabo estudios de genómica funcional en modelos NHP y en PBMCs de los participantes del ensayo PASO, incluyendo aumentos de Env de subunidades, de perfiles de expresión, y la comparación de resultados no patógenas. Los resultados hasta la fecha indican que los diferentes regímenes de vacunas inducen diferentes patrones de expresión génica; correlación con los datos inmunológicos y virológicos está en curso, pero el análisis preliminar sugiere una respuesta más profunda y más compleja a una infección no patológico que a una infección mortal. En un esfuerzo coordinado de manera adecuada, los investigadores creen que pueden utilizar técnicas similares en modelos PHN para descubrir las diferencias de expresión entre los respondedores y no respondedores, o entre controladores y noncontrollers. La biología de sistemas aumenta en gran medida el volumen de datos generados por este tipo de estudios, sino que también proporciona las herramientas computacionales para la integración de dichos datos con el fin de dar sentido a ellos.

Daniel Zak presentó los datos de un estudio de NHP de la respuesta inmune innata de 10 regímenes diferentes de vacunas-adyuvante. 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.