Gut geordnete trimere HIV-1 Subtypen B und C lösliche Spike-Mimetika, die durch negative Selektion generiert wurden, zeigen native ähnliche Eigenschaften

Die Struktur von BG505 gp140 SOSIP, einem löslichen Mimetikum des nativen HIV-1 Hüllglykoproteins (Env), markiert den Beginn einer neuen Ära im design von immunogenen auf Env-Struktur basierenden Strategien. Diese von Subtyp A abgeleiteten Trimer zeigen eine gut geordnete quartäre Struktur und ein exzellentes antigenes Profil, das eine Unterscheidung zwischen der Erkennung durch breit neutralisierende Antikörper (bNAbs) und nicht-breit neutralisierende Antikörper (non-bNAbs) ermöglicht, und bieten einen soliden Ausgangspunkt für eine Env-basierte immunogene Plattform. Trotz dieses wichtigen Fortschritts bleibt es eine Herausforderung, homogene gut geordnete lösliche SOSIP-Trimer aus anderen Subtypen zu gewinnen. Hier berichten wir über die "Rettung" homogener gut geordneter Subtyp B und C SOSIP-Trimer aus einem heterogenen Env-Gemisch mithilfe von CD4-Bindungsstellen-gerichteten (CD4bs) non-bNAbs in einem negativ-selektiven Reinigungsprozess. Diese non-bNAbs erkennen den primären Rezeptor CD4bs nur bei ungeordneten Trimer, jedoch nicht bei dem nativen Env-Spike oder gut geordneten löslichen Trimer aufgrund von sterischen Hinderungen. Nach der negativen Selektion zur Entfernung ungeordneter Oligomere demonstrierten wir die Rekuperation von gut geordneten, homogenen Trimer durch Elektronenmikroskopie (EM). Wir erhielten 3D EM-Rekonstruktionen von unligandierten Trimer sowie in Komplex mit sCD4, einer Gruppe von CD4bs-gerichteten bNAbs und dem spaltungabhängigen, trimerspezifischen bNAb PGT151. Mit Hilfe der Bio-Schicht-Licht-Interferometrie (BLI) zeigten wir, dass die gut geordneten Trimer effizient von bNAbs erkannt und schlecht von non-bNAbs erkannt wurden, was lösliche Mimetika des nativen viralen Spike darstellt. Die biophysikalische Charakterisierung war konsistent mit der Thermostabilität einer homogenen Spezies, die durch spezifische bNAbs weiter stabilisiert werden konnte. Diese Studie offenbarte, dass Env-Trimer unterschiedliche Frequenzen gut geordneter und ungeordneter aberranter Trimer generieren, selbst wenn sie genetisch identisch sind. Durch die negative Selektion der native ähnlichen gut geordneten Trimer etablieren wir ein neues Mittel zur Gewinnung von löslichen Env-Mimetika, die von den Subtypen B und C abgeleitet sind, für eine erweiterte Verwendung als Kandidatenimpfstoff-Immunogene.