pomůcky vakcína výzkum podvýbor setkání

Napomene

Opakovanou analýzou Aktualizace

AIDS Vaccine Research podvýbor (AVRS) setkali na veřejném zasedání ledna 27-28, 2009, v Natcher Konferenčním centru v areálu theernment ernment) v Bethesda, MD.

Členové AVRS přítomné: Eric Hunter (předseda), James Bradáč (výkonný tajemník), 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.

Ostatní participatingernment personál

Mluvčí

Dr. Hunter volal setkání na zakázku a požádal členy výboru a pozorovatele představit sami. On také poznal služby a příspěvky ze tří členů, kteří jsou AVRS otáčejících se mimo podvýbor: Paul Johnson, Margaret Liu a Julie McElrath.

Julie McElrath identifikoval dva hlavní vědecké otázky vznikající ze studie STEP; jmenovitě (1) Jaké jsou důvody pro nedostatečnou účinnost vakcíny, a (2) Co biologické mechanismy vysvětlit zvýšenou HIV-1 akvizici v očkované skupině? K dnešnímu dni 22 návrhů byly předloženy a schváleny pro 10 studií s použitím vybrané lahviček na 247,000 vzorků, které byly dodávány a accessioned k dnešnímu dni. V některých případech, pokusy byly již provedeny a údaje jsou v rámci analýzy.

Dohromady tyto výsledky naznačují, že T buněčné vakcíny je třeba k vyvolání silnější a širší cestu k dosažení prahové hodnoty ochrany. Nicméně, které konkrétní epitopy jsou uznávány může být důležitější než počet. Ad5 vektorů, as v současné době postaven, nemusí poskytovat “správný” paměťovou odpověď a ve skutečnosti může tlumit reakci na HIV-1 transgenů, ale není tam žádný důkaz, že již existující Ad5 imunita zvyšuje náchylnost k HIV-1. V odpovědi na otázky, McElrath dodal, že vyšetřovatelé se stále snaží zjistit, zda epitopy rozpoznané očkovaných jsou ty, které udělení ochrany. Kromě toho, výhodný typ HLA není vždy zprostředkovat ochranu. Tam bude další informace a konkrétní případy prezentovat AVRS v květnu.

Larry Corey prezentovány poznatky o vlivu herpes simplex viru typu 2 (HSV-2). Ve stupni kohortě, asi 30 procent všech účastníků je HSV-2 pozitivní, a to zvyšuje jejich pravděpodobnost infekce HIV nezávisle na jiných rizikových faktorů, i když se také zdá být některé interakce mezi HSV-2 stavu, Ad5 stavu séra a obřízku. Mechanicky, vyšetřovatelé se domnívají, že HSV-2 infekce vyvolává chronickou zánětlivou reakci ve smíšeném dendritických buněk v dermis, subdermální hranice v blízkosti nervových zakončení, a to i v případě, že není zřejmé, léze, a to proti oděru během pohlavního styku vystavuje těchto cílových buněk HIV. V důsledku toho, HSV-2 infekce může představovat překážku pro HIV vakcíny, poukazuje na naléhavou potřebu vakcíny proti HSV-2, stejně tak.

Patricia D’Souza navrhl, že současné testy nemusí být dostatečné k identifikaci koreláty ochrany. Samozřejmě, že ne jsou vytvořeny všechny cytotoxické T lymfocyty (CTL) rovné-CD8 + buňky vykazují velmi slibná, ale několik faktorů může přispět k antivirové účinnosti CD8 + T-buněk: polyfunctionality, funkční aviditou, zabíjení účinnost, evoluční omezení na epitopálních sekvence kinetika prezentace antigenu a proliferační schopnost. Kromě toho, účinnost imunitní reakce na vakcínu proti T-buněk se může lišit od osoby k osobě, stejně jako imunitní odpověď na infekci HIV dělá, a tato změna může být silně souvisí s HLA alely. Tak vakcína T buňka může rozšířit geneticky podmíněné přirozenou schopnost těla reagovat na HIV, což má za následek různé úrovně kontroly, které jsou závislé na člověka HLA alely.

Bruce Walker předložil údaje o funkci CTL v 500 LTNPs v řídicích kohorty International HIV, z nichž některé mají normální CD4 + a extrémně nízké virové zátěže po 30 letech sérokonverze. Jejich schopnost obsahovat HIV infekce souvisí s rozdíly v virové odolnosti, které jsou zprostředkovány imunitním systémem. Například ochranný HLA B * 57 alela je nadměrně zastoupeny v elitní regulátorů a zdá se být důležitým pojítkem mezi MHC a virové odolnosti. Nějakým způsobem, CTL-vyjádřený peptidy (jako je TW10, který inhibuje syntézu p24) vyvinout selektivní tlak na virové populace, řízení virovou zátěž omezením virus “schopnost mutovat a tak uniknout. Zdá se, že to je epitopy HIV, které jsou cílené CTL, spíše než alel HLA, které jsou ochranná. Současným úkolem je zjistit, které HIV epitopy předpovědět kontrolu a progresi, a vyvinout vakcínu, která vyvolává reakci na tyto specifické epitopy.

David Heckerman citované podobné důkazy vysvětlit, proč je vakcína Merck nevedly ke snížení virové zátěže v případech, STEP navzdory indukci HIV-specifických CD8 + T-buněk. Po vakcinaci, vyšetřovatelé testuje reakce na 76 peptidů “minipools” klenout gag, pol a Nef. Každá reakce byla přičítána známého epitopu v rámci každého MiniPool a odpovídající omezení HLA u jedince, a předpokládané odpovědi byly korelovány s počátkem SVL v 8. a 12. týdnu po infekci. Výsledky ukázaly, že řízení žádané VL koreluje není s celkovým počtem reakcí, ale spíše počtu odpovědí na konkrétní, ochranné epitopy. Tyto “dobré” epitopy nejsou omezeny na Gag, ani nejsou omezeny na ty, předložené ochrannými alely, jako je B * 57 a B * 27. To naznačuje, že návrh úspěšného imunogenu vakcíny může záviset na včetně dobré epitopy, a kromě dalších, které odvádějí imunitní systém z cílení oblastí spojených s kontrolou virové replikace.

V odpovědi na otázky, Heckerman uvedl, že vyšetřovatelé jsou v současné době při bližším pohledu na to, co definuje “dobrý” epitop, ale že možná budeme potřebovat vyšší laťku “dobré.” Například některé ze stejných mutací jsou vidět v obou LTNPs a Progressors, a ještě více údajů bude zapotřebí, aby dráždit ven přesné parametry “ochranu”. Tyto dodatečné údaje budou brzy k dispozici, což umožňuje vyšetřovatelům se také podívat na post-infekce události a odpovědět na otázky o tom, jak imunitní odezva brání kompenzační “úniku “mutace viru HIV.

Mark Connors předložil údaje naznačující, že je důležité funkce T-buněk v imunitním kontrolou. Analýza ukazuje, že ani LTNPs HLA profilu obecně, ani B * 57 a zejména, je nezbytné nebo dostatečné k potlačení virové zátěže. Nicméně, LTNPs že mají vyšší podíl, a / nebo další aktivní obyvatelstvo, časných efektorových CD8 + T-buněk, které sekretují interferon-gama (IFN-y), granzym-B a perforin. Vyšetřovatelé testovány roli těchto efektorových molekul in vitro testu zabíjení, nejdříve smísením efektorové buňky se značenými cílovými buňkami po dobu jedné hodiny a pak se měření pro granzym-B. Pozorovali rozsáhlé zabíjení, která korelovala s dodávkou granzymu-B na značených buněk, což ukazuje kvalitativní zvýšení schopnosti HIV + T buněk zabíjet infikované buňky. Testy z PBMC z HVTN 071, který zahrnoval vakcínu trivalentní Merck, neodhalily žádný takový vzor; Vakcína vytváří profil odezvy, která je více podobná Progressors než LTNPs. Tyto výsledky naznačují, že šíření a nakládání CD8 + efektorových T buněk hrají klíčovou roli při kontrole viru, ale také naznačují, že je třeba vyvolat pomalejší, dlouhodobou proliferaci a zatížení. Oni také ukazují na potřebu lepšího testu efektorových molekul, něco podobného in vitro zabíjení testu in.

V odpovědi na otázky, Connors zopakoval, že zabíjení je kvalitní T buněk, bez ohledu na peptidu nebo profilu, ale že nalezení optimálního peptidu bude mít za následek lepší zabíjení. Cílem je test, který rozlišuje mezi fenotypem bez překrytí. Tyto výsledky byly získány při 36 hodinách po infekci, ale to by bylo užitečné zopakovat experiment na den 6 zjistit, co přesně se rozšiřuje. Podobně výsledky z PBMC nám neříkají, co se děje v tkáních; že by bylo vhodné opakovat experiment s slizničních vzorků, zejména buněk z místa infekce. Vyšetřovatelé dosud provedeny inhibici tetrameru zabíjení pro měření její specifičnost, například v případě, Env-specifických T-lymfocytů jsou účinnější než Gag-specifických T-lymfocytů. Tam se nezdají být rozdíly mezi skupinami pacientů, ale tyto výsledky (pomocí SF162 virus, subtypu B izolát) nebyly opakovaně, v jiné podtypy.

Michael Pensiero poznamenat, že zjištění krok s ohledem na vektoru rAd5 se vyvolalo nový zájem o studium typu infekci adenovirem divokého. Případné výzkumné otázky zahrnují korelaci mezi Ad5 imunity a infekce HIV, expanze populací T lymfocytů v Ad5 + očkovaných, odpověď na výzvu, porucha imunitní reakce na HIV transgenů, a důsledky pro konstrukci vakcíny.

Nicole Frahm navrhl, že více komplexní pochopení buněčných imunitních odpovědí specifických pro vektor bude nezbytné před vektory jsou využity v dalších studiích vakcín. Její lab zkoumal PBMC z 413 účastníků STEP hodnocení a měřit jejich reakce na vektor Ad5 (bez vložky) a 1,773 Ad5 15-mer peptidů překrývajících se o 11 aminokyselin. Výsledky ukázaly, že Ad5-specifické reakce T lymfocytů jsou detekovatelné u většiny jedinců ze studie STEP a jsou ovlivněny Ad5 stavu séra a vakcinaci. Odpovědi na prázdným vektorem jsou převážně CD4 + T lymfocyty zprostředkovaná; V příjemců placeba, reakce jsou častější u pacientů s NAB titry> 18, ale veličiny jsou podobné. V očkovaných osob, míra odezvy a veličiny jsou výrazně tlumeny již existujících NAB titry> 18. Odpovědi na Ad5 peptidů vést k významnému zvýšení sazeb buněčné odezvy CD8 + T ve všech očkovaných osob, bez ohledu na Ad5 stavu séra a veličiny jsou významně zvýšil v Ad5 séronegativních subjektů; CD-4 + četnost odpovědí zvyšovat jen v séronegativních subjektů. Mapování epitopu ukazuje, že CD4 + odezvy jsou převážně zaměřeny na hexonových a jaderných proteinů, zatímco CD8 + odezvy jsou zaměřeny na dodatečný cíl, E3 / E4, pouze s menšími rozdíly v specifičnosti mezi očkovaných s placebem. Devadesát dva procent cílových peptidů jsou zcela zachovány přes Skupina C adenovirů (AD1, 2, 5 a 6), což může vysvětlovat přítomnost Ad-specifických odpovědí T buněk v nepřítomnosti Ad5 NABS.

V odpovědi na otázky, Frahm dodat, že vícenásobné přírodní preinfection s Skupina C adenovirů může mít velký plnicí působení, což vede imunitní systém silně reagovat na vektoru, zatímco rušivě ji z vložek HIV. To by mohlo být zabráněno použitím méně společného vektoru; Kolik bude poučil se z probíhajících studií s použitím modifikované vakcinie Ankara a canarypoxvirus vektorů. Mělo by být možné, aby nějakým způsobem vyřadit časnou (vektor) reakci a soustředit se na reakci na transgenů.

Michael Betts předložila údaje z analýzy vzorků z fáze 1 studie této vakcíny Merck, které nevykazují žádný rozdíl v expresi nebo funkci CD4 + T-buněk v Ad5 séropozitivních a séronegativních očkovaných a žádný rozdíl v indukci imunity. Očkování zvyšuje počet buněk CD4 + brzy, a to zejména v séronegativních očkovaných, ale týden 20, reakce jsou podobné. Z tohoto důvodu je nepravděpodobné, že Ad5 stav séra matky může představovat vyšší mírou infekce u očkovaných.

V odpovědi na otázky, Betts řekl, že exprese CD67 (možná aktivace markerů) se nemění v každém časovém okamžiku. Experimentální návrh nucen vyšetřovatelům odvodit, co se děje ve tkáni od toho, co by mohlo být měřen v PBMC; markery obchodování dosud nejsou k dispozici a musí pocházet z většího vzorku základny.

Dan Barouch určena stejnou základní otázku, zda Ad5-specifická imunita působí tak, že zvyšuje počet cílů pro HIV, a to i za použití údajů z fáze 1 studie této vakcíny Merck. Zjistil, že žádná korelace mezi Ad5 stavu séra a Ad5-specifických odpovědí T buněk. Séronegativní očkovaných stal séropozitivní pro Ad5, ale nejevila žádné detekovatelné odezvy na Ad26, Ad35, nebo Ad42. Vakcinace nevedla ke změnám v CD4 + podskupin nebo trvalé aktivaci CD4 + T buněk. Dohromady tyto údaje snižují věrohodnost hypotézy, že Ad5 NAB titr> 18 přispívají k získávání HIV v kroku očkovaných. Barouch laboratoř je v současné době při pohledu na séroprevalencí alternativních Ad vektorů (5, 26, 35, a 48) ve studii krokem k určení, zda výchozí NABS do ostatních reklamních sérotypy korelují se zvýšenou akvizice.

V odpovědi na otázky, Barouch řekl, že Ad5 imunita zůstává rizikovým faktorem neobřezaných mužů. Tam je malá zkřížená reaktivita mezi 51 lidských adenoviru sérotypu, s výjimkou během 6 podskupin, a tam je hodně se naučil od vzácných a slabě infekční odrůd, jako je Ad26, i když jsou menší než perfektní vektorů. Další údaje jsou potřebné na slizničních reakcí, které by mohly být přezkoumán v primát studiích (NHP), například, nosní provokaci replikačně kompetentní Ad5 následované sliznic biopsií, opakované s jinými typy reklam. Heterologní prime a boost je další strategie, která si zaslouží další zkoumání. Historické údaje naznačují, že NHPs nejsou dokonalým modelem lidského reakci na Ad5.

Daniel Zak předložila analýzu systémů na úrovni účinků Ad5 imunity na odpovědích vakcín s využitím dat ze studie HVTN 071. Použití mikročipů určit, které geny a cesty byly aktivovány v intervalu 6 až 168 hodin po vakcinaci, badatelé zjistili robustní a konzistentní odezvy přes 10 subjektů. Maximální odezva je po 24 hodinách, se 583 geny trvale up-regulovány a 482 downregulated, většina z nich, který má funkce související s imunitní reakce, zpracování a prezentace antigenu a proliferace lymfocytů. Ad5-specifická imunita oslabené odezvu 148 těchto genů (84 až, 64 dolů), možná proto, že tyto předměty mají základní linie rozdíly v expresi adjuvancy relevantních genů indukovaných vakcínou. Vyšetřovatelé také identifikovat několik novel koreluje o velikosti + odpovědí CD8.

V odpovědi na otázky, Zak dodat, že Ad5 imunita tlumí řadu reakcí, ale nezdá se, že zesílení žádné odpovědi. To není jasné, zda se to stane, protože stimulem je snížena nebo odezva je snížena; to může být testována prostřednictvím snížení dávky. Bylo by žádoucí mít k dispozici údaje z nižších dávkách (vakcíny) a na starší a novější časových bodech. V současné době žádné vzorky jsou k dispozici za týden, a bylo by žádoucí, aby analýzu opakovat na 20 dní. Žlutá zimnice a jiných oslabených virů vakcíny mají pomalejší odezvu než Ad5 vakcín.

Wendy Tan předložila údaje ze studií myších ukazují, že různé vektory vyvolávají paměťové T buňky různých kvalitách. Konkrétně srovnání Ad5 s lymfocytární choriomeningitidy virem (LCMV) a Listeria monocytogenes (LM), ukázala, že Ad5 porovnává příznivě na některých opatření (např absolutního počtu CD8 + T-buněk), ale relativně nízkou na jiné (např polyfunctionality a proliferační kapacity ). Jinými slovy, Ad5 vektor vyvolává reakci, která je vysoká v rozsahu, ale v omezené šíři. DNA priming může výrazně zvýšit rozsah Ad5-indukované odpovědi CD8 + T-buněk, ale má minimální vliv na jeho šíři nebo funkčnosti.

V odpovědi na otázky, Tan uznal, že 1011 virových částic je vysoká dávka, ale když byl experiment opakován na 107 částic, kvalita reakce byl nepravidelný. To není jasné, zda jsou rozdíly vzhledem k vektoru nebo dávky; vyšetřovatelé neopakuje každý vektor v každé dávce. Proliferační údaje jsou pomalé shromažďovat a dosud nejsou k dispozici. Vyšetřovatelé se stále snaží určit cílovou buňku pro Ad5-specifických CD8 + T-buněk, ale oni předpokládají, že jsou dendritické buňky. Existují významné rozdíly mezi lidskými a myšími imunitního systému, ale myší se zdá být spolehlivý model pro Ad5 reakce a paměť. Vyšetřovatelé se podíval na data z dřívějších Ad5 vakcín na theernment Vaccine Research Center (VRC).

Adam Sherwat představila plány na HVTN 505, je proof-of-concept studie této vakcíny DNA prime + rAd5 vyvinutého VRC. Protokol požaduje, aby zapsat zhruba 1300 HIV negativní muži mající sex s muži (MSM) ve Spojených státech. Zápis je omezen na muže, kteří jsou obřezáni a Ad5-séronegativních; zapsat účastníky 1300 se očekává trvat asi 36 měsíců, a očekává se, že 3,6 procent účastníků získá infekci HIV každý rok. Zkušební budou sledovány z hlediska bezpečnosti, marnosti a koncových bodů; schůzka withernment se konala v lednu 2009.

V odpovědi na otázky, Sherwat řekl, že účastníci by také být vyšetřeni na MHC / HLA fenotyp, ale až poté, co jsou zapsáni. Dříve stratifikace by mohly přinést výraznější výsledky, ale screening již obtížný a vyšetřovatelé nechtějí prodloužit proces. Bezpečnostní kontrola bude zahrnovat CROSSLINE cutoff, ale týdenní přehled virové zátěže a dalších koncových bodů nebude možné v této studii, a to především proto, že techniky prstů prick nejsou připraveni. Studie by měla mít 80 procent síly objevit rozdíl o 57 procent v ochraně před infekcí.

James Bradáč prezentovány aktuální informace o preklinických činnosti v DAIDS Vaccine Research Program (VRP). V reakci na vrchol vakcíny, VRP se klást větší důraz na objevení vakcíny výzkumu, s novým peněz pro základní výzkum a úsilí o lepší využití zdrojů plateb za přírodní znevýhodnění. theernment publikoval dvě RFA v srpnu 2008 na vysoce inovativních technologií k přerušení přenosu HIV (HIT-IT) Program, pro které byly přijaty žádosti v listopadu 2008, a základní HIV Vaccine Discovery Program, pro které byly přijaty žádosti v lednu 2009. první ocenění pro oba programy jsou naplánovány na červenec 2009. Kromě toho DAIDS sponzorovala semináře týkající se nabídky, poptávky a využívání zdrojů plateb za přírodní znevýhodnění a na B-buněk očkovacích látek; RFA musí být brzy připraven pro B-buněčné biologie sítě pro programu AIDS Vaccine Development.

Dříve existující programy budou pokračovat. Šest nových Postupné ocenění za inovace byly vyrobeny v roce 2008, a některé z prvních oceněných jsou připraveny k přechodu z fáze R21 (proof of concept) na R33 fáze (rozšířil rozvoj), aniž by museli podat novou žádost. V odpovědi na otázky, Bradáč vysvětlil, že milníky R21 v Fázované programu Cenu Inovace jsou self-uložené a slouží jako součást zprávy o pokroku 18 měsíců a přechodu přezkoumání.

V diskusi, která následovala, Eric Hunter naznačil, že úkolem AVRS je transformovat své úvahy do doporučení, která DAIDS, včetně návrhů na priority a směry a (pokud je to možné) sérii akčních položek. Souhrn tohoto setkání s prezentací v PowerPointu, budou členům během jednoho měsíce k dispozici, a AVRS bude reexamine tyto otázky ve svém květnovém zasedání.

Ostatní účastníci navrhli, že témata jako konstrukční vložka a vektorových efekty jsou tak složité, že může být příliš mnoho pro všechny jedna skupina zvládnout. Podobně, co mechanismus financování je nejvhodnější? theernment má větší kontrolu nad smlouvou, než to dělá více než grantů, ale je jasné, bude zapotřebí přístup konsorcium. Finanční prostředky by měly být zpřístupněny pro konsensus konferenci a mechanismus našel na podporu společného úsilí. Ostatní účastníci uvedli, že potřebujeme lepší pochopení příkladu základy, na dnešní prezentace naznačují, že je důležitější zaměřit se na správné epitopy, než je vyvolat masivní, ale cílená odpověď. Možná, že přístup “speed dating” by pomohlo odpovědět na základní otázky; nastavit a zaútočit na několik slámy mužů, pak ať rozhodnutí o směrech program bude výsledek pohonem.

Další možností by bylo uspořádat konsorcií v okruhu konkrétních otázek, nebo týmy, vytvářet a testovat konkrétní hypotézy (například, může volba vektorového řízení efektorovou odpověď na sliznici?). Konkrétním příkladem může být virového vektoru bezpečnostní skupiny, které by se mohly vztahovat standardní opatření napříč různými vektorů, čímž bude možné čelit průřezové otázky v návrhu vakcíny. To by bylo dobré téma pro nadcházející Global HIV Vaccine Enterprise setkání. Zdálo se, že dohoda, která vektory a vložky by měly být řešeny odděleně, ale s důrazem na synergii a zaměření na výsledek, co chceme vektor a vložte dosáhnout.

Schůze byla přerušena v 5:10 hod a reconvened následující den ráno v 8:30 hod

James Bradáč zahájil zasedání ohlášením, že theernment Oddělení mikrobiologie a infekčních nemocí (DMID) byl oceněn čtyřmi granty za celý rok 2009 pro systémové biologie na přítomnost infekce nemocí

Kromě toho, plánování je v plném proudu pro FY 2010 podnět od DAIDS pomocí P01 nebo P50 mechanismus pro Pitevní HIV imunitní odezvu: biologii systémů přístup. Účelem těchto prezentací je pomoci AVRS vydávat doporučení pro FY 2011 o jaké další iniciativy by měly být provedeny, s jakými mechanismy financování. Dva konkrétní témata zájmu jsou: (1) Jaké otázky by měly být řešeny pomocí systémové biologie technik a dostupných lidských a vzorky plateb za přírodní znevýhodnění a datové soubory, a (2) Jaké systémové biologie technologie by měly být použity na výzkum vakcíny vzorků rutinně?

Ron Germain představila systémová biologie jako kombinace principů inženýrství, matematiky, fyziky a výpočetní techniky s rozsáhlými experimentálními daty, a to na mnoha různých úrovních, které mohou být použity k vytvoření kvantitativní a koncepční pochopení biologických systémů a jevů, což umožňuje predikci a přesné simulace komplexních biologických událostí a chování. Vstupy zahrnují genomické a epigenomic dat ve velkém měřítku expresní profilování, vysokou propustností proteomické analýzy, čtyři trojrozměrné zobrazování souborů dat, analýzu multiparametrový nanometrů a globální RNAi a chemické screening knihovny. Výstupy zahrnují inženýrské diagramy, táhla mapy a procesní karikatury, stejně jako kvantitativní simulační modely organizace sítě buněčných komponent, diferencovaných buněk, nemoci, atd Tyto modely umožňují výzkumníci předpovědět vliv na změnu jeden nebo několik složek. Konvenční přístupy k těmto otázkám a datových sad jsou těžkopádné a obtížně aktualizovat, ale simulace Immunology (Simmune) počítačový program umožňuje biologové postavit a provozovat složité modely s nezbytnými matematiky “v pozadí”. Simmune podporuje výpočetní modely na všech úrovních, od molekulárních interakcí u mnohobuněčných systémů, které umožňují vyšetřovatelům pochopit, předvídat a ověřovat složité interakce.

Toto a další nástroje jsou vyvíjeny a šířeny theernment program v systémech imunologie a infekčních nemocí Modeling (PSIIDM) a nové transernment Center for Human Immunology (CHI), ale za současného stavu techniky je omezená; Nástroje jsou ploché a statické a modely nemají dolovat data pro nové a neočekávané výsledky. Hlavním cílem CHI je pochopit, jak lidský imunitní systém (ne to modelový organismus) pracuje u zdravých jedinců a v průběhu nemoci. To bude vyžadovat vývoj nových analytických nástrojů, sbírku více dat do větších souborů dat, a mnohem sofistikovanější, iterativní využívání těchto údajů ke zlepšení našeho chápání imunitního systému. Jedním z důležitých koncový bod bude “datové soubory s vysokou hustotou,” a jiný bude masivně paralelní laboratoř-on-a-chip, který kombinuje biochemie, genomika, proteomika, a otisky prstů onemocnění produkovat diferenciální diagnózu a prognózu pro každého pacienta jako celek organismus.

V odpovědi na otázky, Germain řekl, že modely mohou být testovány jak iterací (výroba a testování více předpovědi) a citlivostí testování (v porovnání s reálným předpovědi biologii). Budování modelu nevyhnutelně přispívá k pochopení výzkumných pracovníků systému, který bude probíhat od jednoduchých až po složité. analýza microarray v současné době představuje jakýsi “nízko visící ovoce”, která je zralé a připravené pro analýzu; Narušení systémů povede k sofistikovanější postřehy. Současný plán je použít přístup “Wikipedia”, vytvoření veřejné databáze strukturálních modelů biologie, které mohou podle zkopírovány a testovány, ale ne modifikované, vnějšími uživateli. V každém případě se model (a všechny změny moderátory) je spojeno s experimentálními daty. Tímto způsobem, pole, není CHI, vikáři modelů.

Bali Pulendran za předpokladu příklad toho, jak biologie systémů mohou poskytnout vhled do mechanismů, kterými empirické vakcíny minulosti zprostředkovávají jejich účinnost. V tomto případě vakcíny proti žluté zimnici 17D (YF-17D) je jedním z nejúčinnějších vakcín někdy dělal, produkovat multipronged imunitu, která přetrvává déle než 30 let po očkování, přesto nechápu, jak to funguje. Předchozí výzkumy bylo zjištěno, že YF-17D aktivuje více dendritických buněk podmnožiny přes Toll-like receptory (TLR), 2, 7, 8, 9 a ke stimulaci polyvalentní imunity. Další analýza vedla k identifikaci vrozených imunitních “podpisy”, který může předvídat množství, jakosti a přetrvávání CD8 + T-buněk a B-buněk odpovědi antigen-specifických k FY-17D. Není překvapením, že některé z těchto genů jsou uvedeny funkce související s virovou infekcí; jeden zejména EIF2AK4, je spojen s konzervativní proces, při němž buňka produkuje granule v reakci na několik druhů stresu, včetně tepelné, oxidační, omezení živin a UV záření, stejně jako virové infekce. Prediktivní hodnota tohoto genu může být poté testovány v EIF2AK4-knockout myší, které indukují skutečně značně snížena, a IFN-y v T buňkách. Ale YF-17D indukuje celé rodiny genů; Pulendran navrhl, že údaje o této a dalších genů v reakci na YF-17D by mohla být těžena po dobu dalších 20 let.

Vyšetřovatelé začínají používat tyto stejné techniky na jiné typy vakcín. Například analýza chřipkových vakcín ukázalo, že existuje jen velmi málo překrývají genů indukovaných trivalentní inaktivovaná vakcína proti chřipce, která se vstřikuje, a živou oslabenou očkovací látky proti chřipce, která je podávána jako nosní mlhy. Analýza akutních infekcí identifikovat 35 genů, které nejlépe diskriminovány pacientů s virem influenzy od těch, které se E. coli nebo zápal plic infekce S.. V delším časovém horizontu, vyšetřovatelé doufají, že určit vrozeného imunitního podpisy imunogenicity vakcíny a účinnosti pro “dobré” a “suboptimální” vakcín, stejně jako vrozené koreluje CTL, NABS, Th1, Th2, centrální paměť, efektor paměť, atd ., a začlenit je do databáze globálního přístupu, která může být použita na design “vakcinační čipu”, stejně jako samotné vakcíny. Zdá se nepravděpodobné, že budou objevovat každý jednotlivý, univerzální korelát imunogenicity, i když jsou možné shluky koreluje. Mnohem důležitější otázkou je, jaké nové biologické poznatky lze zjistit z těchto podpisů.

V odpovědi na otázky, Pulendran dodat, že v některých případech je tento přístup ukazuje podpis cílových buněk, spíše než vakcíny. Vyšetřovatelé tak dosud neučinily SNP analýzy klíčových genů, ale mohou činit informovaná dohady. Je také třeba dále pracovat na reakci, má paměť primární odpověď předpovědět dlouhodobou ochranu? Jedná se o experiment, který by mohl být provedena u lidí, ale to by mohlo být užitečné, aby ji nejprve otestovat v modelu plateb za přírodní znevýhodnění žluté zimnice.

Rafick-Pierre Sékaly popsal schopnosti Illumina čipu, který využívá biologie systémů techniky zpracovávat, analyzovat a identifikovat gen cest vyvolané v reakci na ochranných vakcín, přirozené ochrany (např., LTNPs), a chronickou infekcí v různých typech buněk. Zkušenosti ukázaly, že silná reakce paměťových T buněk vede k ochranné imunity; Analýza pomocí Illumina čipu ukazuje, že paměťové CD4 + T-buněk v LTNPs ukazují výrazné profilů genové exprese. Příkladem je FOX03a, který exprimuje protein, který cílí geny s antiproliferační a / nebo apoptózy funkcí; umlčování FOX03a zachrání paměťové T buňky v chronicky infikovaných HIV infekcí z Fas-medikované apoptózy. Další analýza ukazuje, že mutace v FOX3a N-konci také zvyšuje přetrvávání paměti T-buněk. Podobný jev se zdá, se vyskytují v paměťových B buněk LTNPs.

Sékaly uvedl, že vyšetřovatelé jsou nyní pomocí Illumina čipu zopakovat své žluté zimnici pracovat ve třech různých laboratořích (Atlanta, Montreal, a Lausanne) identifikovat geny a sítí vyvolané YF-17D. Předběžné výsledky ukazují, že YF-17D indukuje mnohobuněčné vrozenou imunitní odpověď zahrnující geny spojené s IFN a TLR aktivace, makrofágů, NK buněk, Th1 a Th2 buněk a aktivace systému komplementu. YF-17D také indukuje expresi genů spojených s montáží inflamazóm, sekrece IL-1α a SS a IL-7, a modulaci transkripčních faktorů a způsob zpracování antigenu genů-Stručně řečeno, komplexní adaptivní imunitní reakce, která je také mají dlouhou životnost. Tyto genové exprese podpisy byly ověřeny v in vitro Mimic modelu av plateb za přírodní znevýhodnění (makak) modelu. Nicméně, tam se nezdá být jeden korelátem ochrany; celá (souhvězdí odezvy) je rozhodně větší než součet jeho částí.

Robert Palermo popisuje použití konstrukčních technik pro studium biologie vrozenou imunitu a včasné reakce hostitele jako determinant patogeneze v RNA respiračních virů a možnosti jejich využití v modelech plateb za přírodní znevýhodnění HIV. V současné době, vyšetřovatelé provádějí funkční genomické studie v modelech plateb za přírodní znevýhodnění a v PBMC z účastníků STEP soudu, včetně Env podjednotky vzedmutí, profilování výrazu a srovnání patogenních a nepatogenních výsledky. Dosavadní výsledky ukazují, že různé režimy vakcína indukovat různé vzory genové exprese; korelace s imunologickou a virologické dat probíhá, ale předběžná analýza naznačuje, hlubší a komplexnější reakci na nonpathological infekci, než smrtelné infekce. Ve vhodně koordinované úsilí, vyšetřovatelé věří, že mohou používat podobné techniky v modelech plateb za přírodní znevýhodnění objevovat výrazové rozdíly mezi respondéry a nonresponderů, nebo mezi regulátory a noncontrollers. Biologie systémů značně zvyšuje objem dat generovaných takových studií, ale také poskytuje výpočetní nástroje pro integraci těchto údajů za účelem smysl z nich.

Daniel Zak předložil údaje ze studie plateb za přírodní znevýhodnění vrozené imunitní reakce na 10 různých vakcín-adjuvant režimy. 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.