Vakzine zum Schutz vor HIV-VirusinfektJonen, Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre Verwendung als Dia nostiku und Immuntherapeutikum
Gegenstand der Erfindung sind Vakzine zum Schutz vor HIV- Virusinfektionen, ein Verfahren zu ihrer Herstellung sowie ihre Verwendung.
Bisherige antivirale Arzneimittel, denen auch eine Wir¬ kung gegen HIV-Viren zugesprochen wird, haben den Nach¬ teil, daß sie ein meist geringes antivirales Wirkungs¬ spektrum besitzen, welches mit einer relativ hohen Toxi- zität verbunden ist. Viele dieser Substanzen wirken gegen eine virale Thy idinkinase oder eine virale Polymerase. Jedoch ist bereits während der Therapie mit vielen dieser Substanzen eine Resistenzbildung der infizierenden Viren beobachtet worden.
Zur Gruppe der Substanzen, bei denen eine Wirkungen gegen HIV-Viren festgestellt wurde, gehört Foscarnet (Phosphono- formiat) . Diese Substanz wirkt als Hemmstoff der viralen reversen Transkriptase, ist jedoch wegen seiner in klini¬ schen Versuchen ermittelten Toxizität nicht für die Pro¬ phylaxe oder Therapie von Retrovirus-Infektionen geeignet (B. öberg, "Antiviral effects of phosphonofor iate (PFA, Foscarnet Sodium)'1, Pharm. Ther. 19 (1983) p. 387 - 415.
Ein weiterer Hemmstoff der reversen Transkriptase ist die Substanz Suramin. Sie ist jedoch aufgrund ihrer Toxizität für den Säugetierorganismus ebenfalls nicht für eine Pro¬ phylaxe oder Therapie von HIV-Virusinfektionen geeignet (H. Mitsuya et al. "Suramin Protection of T-Cells in vitro against Infectivity and Cytopathic Effect of HTLV-III", Science 226 (1984), p. 172 - 174).
Die weitere Entwicklung führte dann zu Hemmstoffen der reversen Transkriptase, die weniger toxisch auf den Säuge¬ tier-Organismus sind. Dazu gehören Stoffe wie Dextransul- fat und Pentosanpolysulfat, die nachweislich in vivo einen inhibierenden Effekt auf HIV I-Viren zeigen. Dies wird in den Offenlegungsschriften DE 3 601 136 und EP 0 293 826 beschrieben.
Bisherige Bemühungen, Mittel zur Prophylaxe und Therapie von HIV-Infektionen zu entwickeln, konzentrieren sich daher auf eine Hemmung der reversen Transkriptase des HIV I-Virus.
Neben der chemotherapeutischen Behandlung von HIV-Infek¬ tionen besteht prinzipiell die Möglichkeit der Gen- oder Immuntherapie. Die Gentherapie umfaßt das Einschleusen von Teilen viraler Nukleinsäuren in menschliche Zellen, insbesondere in die Zielzellen des HIV-Virus, beispiels- weise die CD4 positiven Zellen des Immunsystems. Durch Bildung einer "antisense" RNA, d.h. einer zur messenger RNA (m-RNA) komplementären RNA, kann dann die virale m-RNA neutralisiert werden und somit die Weitervermehrung des Virus unterbunden werden. In einer anderen Form können auch direkt Oligonukleotide oder mit ihnen chemisch ver¬ wandte Strukturen, die zur m-RNA komplementär sind, ein¬ gesetzt werden. Bei der Immuntherapie werden nach der Infektion Antigene gegeben, von denen eine Unterstützung der Immunantwort gegen HIV erwartet wird.
Um eine weitere Ausbreitung der AIDS Epidemie zu verhin¬ dern, wäre es jedoch dringend erforderlich, eine Vakzine zum Schutz vor HIV-Infektionen zu entwickeln. Das Haupt¬ problem hierbei ist die hohe Variabilität der HIV-Viren: eine Schutzimpfung soll und muß alle möglichen Virusvari¬ anten erfassen. Ein Weg dazu ist, durch Vergleich mög¬ lichst vieler und evolutionär weit entfernter HlV-Virus- varianten, konservierte Bereiche in den viralen Antigenen
festzustellen, die dann als Peptide im Menschen die Bil¬ dung von protektiven Antikörpern hervorrufen können. Al¬ ternativ können die Peptide in einem anderen Organismus zur Bildung von Antikörpern eingesetzt werden, so daß die Antikörper direkt dem Menschen als Schutz gegeben werden. Neben konservierten Peptiden muß eine wirkungsvolle Vak¬ zine aber auch solche Peptide erfassen, die von sehr divergenten Stämmen abstammen.
Zwei Virustypen, HIV-1 und HIV-2, konnten aus Patienten mit der Immunschwächekrankheit AIDS isoliert werden (Barre-Sinoussi et al., Science 220, 868-871; Clavel et al., Science 233, 343-346, 1986). Beide sind Retroviren aus der Unterfamilie der Lentiviren mit Tropismus für CD4-positive Zellen. HIV-2 unterscheidet sich von HIV-1 in mehrfacher Hinsicht: erstens unterscheiden sich die Antigene in ihrer Größe und in ihren Epitopen. Das ist der Grund dafür, daß HIV-2 Viren nur sehr schwach von serologischen Tests für HIV-1 erkannt werden. Zweitens ist auch die genetische Struktur von HIV-2 etwas anders, indem HIV-1 das Gen vpu und HIV-2 das Gen vpx besitzt. Drittens unterscheiden sich beide Virustypen in ihren Nukleotidseguenzen; die Homologie zwischen HIV-1 und HIV-2 beträgt nur 55-60 %, während die Homologie zwischen unab¬ hängig isolierten HIV-1 Stämmen 87-94 %, die zwischen verschiedenen HIV-2 Stämmen 87-90 % beträgt. Viertens ist auch das Hauptverbreitungsgebiet beider Virustypen in Afrika verschieden: HIV-1 ist in Zentralafika endemisch, während HIV-2 hauptsächlich in Westafrika vorkommt.
HIV-1 und HIV-2 sind bestimmten Immundefizienzviren der Affen (SIV) näher verwandt als untereinander. Der nächste Verwandte von HIV-1 ist das Virus aus dem Schimpansen, SIV (Huet et al., Nature 345, 356-359, 1990) mit etwa 75 % Homologie, während die Viren aus Makaken, SIV
(Franchini et al., Nature 328, 539-543, 1987), und aus
Mangaben, SIV (Hirsch et al., Nature 339, 389-392) mit jeweils etwa 75 % Homologie dem menschlichen HIV-2 am ähnlichsten sind. HIV-2, SIV ac und SIVsm sind vom gleichen Serotyp und sind daher als unterschiedliche Sub- typen einer großen Virusgruppe anzusehen.
In der älteren, aber nicht vorveröffentlichten EP 89 710 057.4 wird eine HIV-2-Virusvariante, nämlich HIV-2D2Q5 (auch HIVA__ genannt) beschrieben, die aus dem entsprechen¬ den Virusisolat HIV-2 D_2_Uft3_ kloniert werden kann. Das Virus- isolat HIV-2_2Q5 ist gemäß Budapester Vertrag unter der Nummer ECACC V 87 122 304 am 23.12.1987 bei der European Collection of Animal Cell Cultures (ECACC) , Porton Down, Salisbury, Wiltshire, Großbritannien SP40JG hinterlegt worden. Ebenfalls beschrieben werden die RNA und die davon abgeleiteten DNAs sowie die Proteine der Virusisolate.
Das Virus HIV-2D_05 definiert einen alternativen Subtyp der HIV*"2/SIV /SIV Virusgruppe. Dieses Virus stammt aus einer asymptomatischen HIV-positiven Ghanesin. HIV- 2D205 re 9i-erte stark im HIV-2 Test, viele viralen Anti- gene hatten jedoch unterschiedliche Größe. Die Bestimmung der Nukleotidsequenz ergab jedoch, daß es sich bei HIV- 2D205 um e^nen hoc divergenten Stamm handelt. Die Homo¬ logie zwischen HIV-2D2Q5 und den bereits sequenzierten HIV-2 Stämmen (ROD: Guyader et al., Nature 326, -662-669, 1987; NIHZ: Zagury et al., PNAS 85, 5941-5945, 1988; ISY: Franchini et al., PNAS 86, 2433-2437, 1989; D194: Kühnel et al., PNAS 86, 2383-2387, 1989) beträgt nur etwa 76 %. HIV-2D_05 steht also genetisch genau zwischen diesen HIV-2 Stämmen (hier als ROD-Typ bezeichnet) und den Affenviren
SIVm.ac„/sr sm (jeweils etwa 75 % Homologie) . Stammbaumana¬ lysen ergaben, daß der Ursprung von HIV-2_205 noch vor der Trennung zwischen den HIV-2 ROD-Typ Viren und den
Affenviren SIVma„c/SIVsm anzusiedeln ist. HIV-2„D2_ft05C steht also evolutionär einem gemeinsamen Vorfahren der gesamten Virusgruppe HIV-2/SIVmac SIVsm sehr nahe.
Es ist unbedingt erforderlich, daß Viren wie HIV-2_20_ bei der Entwicklung von Vakzinen, Therapeutika oder Diag- nostika berücksichtigt werden. Vakzine müssen gegen alle Varianten des infektiösen Erregers schützen. Leiten sich die Vakzine von konstanten Regionen eines phylogenetisch alten Virus ab, so ist zu erwarten, daß sie ein sehr breites Sprektrum an Varianten erfassen. Das gleiche gilt für Peptide, Antikörper, Nukleinsäuren oder weitere aus den Nukleotidseguenzen abgeleitete Substanzen, die als Gen- oder Immuntherapeutika gegen HIV eingesetzt werden. Diagnostika, die zwischen Viren des ROD-Typs und des D205-Typs unterscheiden sollen, müssen jedoch von denje¬ nigen Sequenzbereichen abgeleitet werden, die zu möglichst unterschiedlichen Antigenen führen.
Zusätzlich bietet sich ein Virus wie HIV-2D_0_, das phylo¬ genetisch zwischen den HIV-2 und den Affenviren SIVmac/
SIV steht, zur Etablierung eines Affenmodells für AIDS an. HIV-2D2Q5 ist bei weitem das diesen Affenviren ähn- lichste Immundefizienzvirus, das aus einem Menschen iso¬ liert wurde und könnte sich daher in Affen ähnlich wie ein Affenvirus verhalten und möglicherweise auch Krankheit induzieren.
Bei der bisherigen Entwicklung einer Vakzine gegen HIV- Virusinfektionen ergibt sich die Schwierigkeit, daß es zur Zeit kein geeignetes Tiermodell für die Krankheit gibt. Deshalb kommt die Entwicklung von ImpfStrategien, beispielsweise gegen die Eigenschaft des Virus, die Zu¬ sammensetzung seiner Proteinhülle zu verändern und seine eigenen Gene in das Erbmaterial des Wirtes einzubauen.
nur langsam voran. Weiterhin muß die Vakzine einen aus¬ reichenden Schutz gegen die vollständige Palette der bis¬ her gefundenen zahlreichen HIV-Varianten gewährleisten. Der Impfstoff selbst darf aber auch nicht das Risiko einer HIV-Infektion bergen.
Bei der weiteren Sequenzierung des HIV-2_205-Virus und anschließend durchgeführten Stammbaumanalysen wurde jetzt überraschenderweise gefunden, daß HIV-2D2Q5 genetisch gleich weit von den bisher beschriebenen HIV-2-Stämmen und den Affenviren SIVma„c und SIVsm entfernt ist. HIV-
2 D205 ^"st soi&it ein gemeinsamer Vorläufer der HIV-2/
SIVmac„/'SIVsm-Grup cpe und dieser evolutionär sehr nahe und somit ein sehr altes Virus.
Daher bietet sich dieses Virus als Ausgangsstoff zur Her¬ stellung einer Vakzine, eines Gen- oder I muntherapeuti- kums mit breitem SchutzSpektrum gegen die Viren dieser Gruppe an. Gleichzeitig könnte sich HIV-2D205 aufgrund seiner engen Verwandtschaft zu den Affenviren besonders gut zur Etablierung eines Tiermodells eignen. Für die Etablierung eines Tiermodells wird HIV-2D205 auf geeig¬ nete Primaten (z. B. Rhesusaffen) übertragen und die Etablierung der Infektion und gegebenenfalls das Auftre¬ ten von Symptomen beobachtet. Die Etablierung eines Tier¬ modells mit HIV-2D2Q5 als Virus erlaubt zugleich die Testung der hergestellten Vakzine, Gentherapeutika oder Immuntherapeutika.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Vakzine zum Schutz vor HIV-Virusinfektionen zur Verfügung zu stellen, die ein möglichst breites Wirkungsspektrum gegen verschiedene Typen der HIV-2/SIV-Gruppe besitzt und die Etablierung eines zur Entwicklung des Impfstoffs nöti¬ gen Tiermodells ermöglicht.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Vakzine aus dem Virus HIV-2D2Q5 hergestellt werden.
Eine bevorzugte Ausführungsform ist eine Vakzine, die zum therapeutischen Einsatz vor der Infektion geeignet ist. Eine weitere bevorzugte Ausführungsform ist, daß die Vak¬ zine als Immuntherapeutikum zum Einsatz nach der Infek¬ tion geeignet ist und ebenfalls ein breites Varianten- Spektrum abdeckt.
In einer weiteren Ausführungsform besteht die Vakzine aus den Peptiden
1. LFETSIKPCVKL 2. ESCDKHYWD
3. RFRYCAPPG 4. LLRCNDTNYSGF
5. STWFGFNGTRAENRYIYWH 6. DNRTIISLN
7. NELDRFGLAESLLE 8. PLVPTGSENLKSL 9. PLSPRTLNAWVKL 10. EEKKFGAEWPGFQALSEGCTPYEINQMLNCV
11. GLQKCVRMYNPTNILD 12. FQSYVDRFYKSLRAEQTD
13. QNANPDCKLVLKGL 14. NPTLEEMLTACQG
15. GGPGQKARLMAEALKE 16. ARQCRAPRRQGCWKCGK
oder Kombinationen derselben.
Weiterhin ist auch ein Verfahren zur Herstellung einer Vakzine zum Schutz vor HlV-Virusinfektionen aus dem Virus
HIV-2D205 sowie die Verwendung des Virus HIV-2_2 _ zur Herstellung einer Vakzine Gegenstand der Erfindung.
In einer weiteren Ausführungsform wird das Virus in ein geeignetes Wirtstier übertragen und dort vermehrt. Die gebildeten Antikörper werden sodann nach entsprechender Aufarbeitung, wie dies auch im Stand der Technik für ande¬ re Impfstoffe bekannt ist, als Passiv-Impfstoff gegen
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HIV-Virusinfektionen verwendet. Als Wirtstiere können insbesondere geeignete Affenarten verwendet werden, aber auch Tiere, die immunisiert werden können, ohne krank zu werden (z.B. Kaninchen) (Filice et al., Nature 335. 366 - 369, 1988).
Auch humane onoklonale Antikörper gegen HIV-2D2Q5 bieten sich als möglicher Schutzmechanismus an.
In einer weiteren Ausführungsform wird in einem geeigne¬ ten Vektor DNA, von der eine zu der viralen m-RNA komple¬ mentäre RNA vollständig oder partiell transkribiert werden kann, in menschliche Zellen des Immunsystems transfiziert und so in den Menschen gebracht. Die virale m-RNA wird so¬ mit kompetitiv vom weiteren Vermehrungscyclus ausgeschlos¬ sen. Desgleichen können synthetische Oligonukleotide zur Neutralisierung der viralen m-RNA angewendet werden.
Für die Differentialdiagnostik werden ausgewählte Bereiche der DNA von HIV-2D2Q5 herangezogen, die bei dem Prototyp HIV-2RQD entweder gar nicht vorkommen oder erheblich ab¬ weichen (mehr als 30 %) . Von diesen Bereichen werden Pep¬ tide oder Nukleinsäuren für die Diagnostik nach den üb- liehen Methoden hergestellt (Markierung mit radioaktiven Isotopen, Immunfluoreszenztest, ELISA, etc.). Ein Bereich, der bei HIV-2_2Q_ einzigartig ist, ist z. B. eine 54 Basen¬ paare (bp) Insertion im Überlappungsbereich der beiden offenen Leserahmen gag und pol mit der Sequenz
AACCCAGCAGAGGGCATGACACCTCGGGGGGCGACACCATCTGCGCCCCCTGCA.
Andere sehr variable Bereiche sind neben dem Hüllprotein env die Gene rev und vif.
Bisherige Untersuchungen des HIV-2_205-Virus, einem Iso- lat einer asymptomatischen Ghanesin, zeigten Wachstum auf Lymphocyten ohne zytopathische Effekte und ein gutes Wachs- turn auf Makrophagen (Kühnel, H. et al., Proc. Natl. Acad. Sei., U.S.A. 86, p. 2383-2387 (1989)).
Bei der weiteren Untersuchung des HIV-2_205-Virus wurde gefunden, daß der Klon 7817 Basenpaare (bp) eines provi- ralen Genoms ausgehend von dem linken "long terminal repeat" (LTR) enthält. Der Klon besitzt folgende virale
Gene vollständig: "gag" für die Kernproteine des Virus,
"pol" für die Integration und Replikation (Protease, re- verse Transkriptase, Integrase) , den Infektivitätsfaktor "vif", das für HIV-2 und die Affenviren SIVmac und SIVsm typische Gen "vpx", das für schnelles Wachstum verant¬ wortliche Gen "vpr" und die beiden ersten Exons der posi¬ tiven Regulatorgene "tat" und "rev". Der für das äußere Hüllprotein kodierende Bereich ist zu 4/5 im Klon enthal- ten, die Sequenz des negativ regulierenden Faktors "nef" zur Hälfte insofern als er mit der rechten LTR überlappt und die linke und rechte LTR identisch sind.
Die Sequenz wurde verglichen mit den bisher bekannten HIV und SIV Sequenzen (siehe Tabelle 1) . überraschenderweise wurde gefunden, daß die Nukleotidhomologie des gesamten Klons HIV-2D20_ zu den bereits bekannten HIV-2-Sequenzen nur 76,2 - 76,8 % beträgt, während die Homologie der ande¬ ren HIV-2 Sequenzen untereinander mit 87,0 - 89,3 % weit größer ist. Die Homologie zu SIV und SIV beträgt 76,4 bzw. 75,0 %, d.h. HIV-2D2Q5 ist gleich weit von diesen beiden Affenvirus-Sequenzen entfernt wie von HIV-2. Die Homologie zu SIV A,.v-__.,l und HIV-1 liegt im gleichen Rahmen wie für die übrigen HIV-2 Isolate.
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Sequenzvergleiche einzelner genetischer Abschnitte von
HIV-2D205' HIV"2ROD' SIVsm und SIVmac zeigten, daß die Variabilität im Nukleotid-Bereich von 4,6 % (für R) bis zu 35,9 % (für rev exon 1) und im Aminosäure-Bereich
12,8 % (für gag) bis zu 47,6 % (für rev exon 1) reicht
(siehe Tabelle 2) .
Trotz dieser Variablilität waren funktioneil relevante Sequenzen oder Proteincharakteristika wie Hydrophilie oder Ladung in hohem Grade erhalten.
Der sequenzierte Teil des externen Glycoproteins (gp) des
HIV-2D2-_ unterschied sich zwar um 33 % von dem des HIV- 2R0D' hatte aber dasselbe Muster von konservierten und variablen Bereichen wie die anderen HIV-2 und SIV,s.w/sπma,„c
Sequenzen (siehe Figur 2) . Alle Cystein-Reste, die in den externen Glycoproteinen des HIV-2ROD gefunden wurden, wa¬ ren erhalten. Abweichungen in den externen Glycoproteinen beruhen auf dem Austausch einzelner Aminosäuren und ge¬ ringfügiger Deletionen oder Insertionen meist in den va¬ riablen Regionen. Zusätzlich wurde eine große Anzahl ver¬ änderter Glycosylierungsstellen beobachtet. Bei dem exter¬ nen gp von HIV-2_205 sind lediglich 13 von 21 potentiellen N-Glycosylierungsstellen des entsprechenden gp von HIV- 2ROD enthalten, was die Bedeutung der Glycosylierung bei der Erzeugung der Hüllenvariabilität unterstreicht.
Durch Immunpräzipitation viraler Proteine aus infizierten Zellen und anschließender Analyse mit Hilfe der SDS-Poly- acrylamid Gelelektrophorese wurde gefunden, daß die äuße¬ ren Hüllproteine des HIV-2D2Q5-Virus größere Molekularge¬ wichte besitzen als die des HIV-2„„-Typs.
Der Vorläufer des Hüllproteins bildet bei HIV-2D2Q5 im G Geeggeennssaattzz zzuu ddeenn aannddeerreenn HHIV-2 und SIV /SIV Stämmen kein Di er (siehe Figur 3) .
Die Dimerbildung, die für eine korrekte Prozessierung der Hüllproteinvorläufer dieser Virusgruppe, im Gegensatz zu den HIV-1 Viren, notwendig sein soll, ist also entweder eine relativ neue Entwicklung innerhalb der HIV-2/SIV / SIV Gruppe oder HIV-2D2Q5 stellt einen eigenständigen Virustyp dar. Für den letzteren Punkt spricht die Einord¬ nung von HIV-2D2Q5 innerhalb des phylogenetischen Stamm¬ baums der HIV/SIV Viren (Figur 4) . Der Stammbaum basiert auf der Nukleotidvariation im 3'-Teil des HIV-2r J.___ru.rc>. Da- rin ist zu erkennen, daß sich HIV-2D205 um 24,8 % vom HIV-2 Prototyp HIV-2R0D unterscheidet und um 26,1 % bzw.
26,4 % von SIVs und SIVmac. Dieser p chy -logenetische Ab- stand stimmt gut überein mit den durch Sequenzvergleiche direkt bestimmten Abweichungen in der Nukleotidsequenz (Tabelle 1) . Nach der Stammbaumanalyse wird das HIV-2_205 Virus einem gemeinsamen Vorläufer der Typen HIV-2/SIV / SIV mit einer Divergenz von 8,6 % zugeordnet. Es wird daher die Bezeichnung HIV-2ALT für HIV-2D2Q5 vorge- schlagen.
Es ist dem Fachmann bekannt, daß die Pathogenität eines Virus mit zunehmender Adaptationszeit an seinen Wirt ab¬ nimmt. So ist zum Beispriel das Virus SIVsm aus sooty mangabey nicht pathogen für diese Affenart, wird es aber in eine andere Affenart neu eingebracht, z. B. in die Makaken, so wird es für diese Art pathogen. HIV-2D2Q5 stammt aus einer asymptomatischen Person, macht keinen zytopathischen Effekt auf Lymphocyten und ist ein relativ altes Virus. Es könnte sich also bei diesem Virus um einen nicht pathogenen Subtyp aus der HIV-2 Gruppe handeln. Es ist deshalb ebenso Bestandteil dieser Erfindung, HIV-2D2Q5 oder Antigene, Peptide oder Nukleinsäuren davon, für die differentielle Diagnostik zur Unterscheidung zwischen Infektionen des Typs HIV-2D2_5 und solchen des Prototyps HIV-2--- einzusetzen. Das Virus HIV-2D205 eignet sich daher auch zur Herstellung von Gen-, Immuntherapeutika und Diagnostika.
Durch Vergleichen der Aminosäuresequenzen der Proteine von HIV-2D205 mit den Aminosäure-Consensus-Sequenzen, die für die einzelnen Gene aus allen bereits veröffentlichten HIV-2 und SIV /SIV Sequenzen abgeleitet wurden, erge¬ ben sich für den vorhandenen env-Bereich 6 konservierte Bereiche mit mindestens 9 100 %ig konservierten Aminosäu¬ ren, für gag 11 Bereiche mit mindestens 13 100 %ig kon¬ servierten Aminosäuren (Figur 5) . Peptide aus diesen Be- reichen bieten sich vorzugsweise für eine Vakzine mit breitem Wirkungsspektrum an, besonders, wenn die Vakzine noch aus einer Kombination dieser Peptide besteht. Es handelt sich dabei um folgende Peptide:
1. LFETSIKPCVKL 2. ESCDKHYWD
3. RFRYCAPPG 4. LLRCNDTNYSGF
5. STWFGFNGTRAENRYIYWH 6. DNRTIISLN
7. NELDRFGLAESLLE 8. PLVPTGSENLKSL
9. PLSPRTLNAWVKL 10. EEKKFGAEWPGFQALSEGCTPYEINQMLNCV
11. GLQKCVRMYNPTNILD 12. FQSYVDRFYKSLRAEQTD
13. QNANPDCKLVLKGL 14. NPTLEEMLTACQG
15. GGPGQKARLMAEALKE 16. ARQCRAPRRQGCWKCGK
Diese Peptide werden synthetisch hergestellt und wenn vorteilhaft chemisch modifiziert. Diese Peptide sowie kürzere bis zu 7 Aminosäuren lange Unterpeptide davon sind ebenso Bestandteil dieser Erfindung wie ihre modifi¬ zierten Formen. Weiterhin sind auch Peptide aus konstan- ten Bereichen anderer Gene von HIV-2D2Q5 Bestandteil dieser Erfindung, sofern die Abweichung von der Consensus- Sequenz nicht mehr als 20 % beträgt.
Ebenso werden die sehr abweichenden Proteinbereiche (wie z. B. rev (aa 2-11), vif (aa 186-202), env (aa 2-23; 118-204;, etc.) für die Vakzine-Herstellung als geeignet
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angesehen, da bei ihnen die Induktion von Mechanismen angenommen wird, die die natürliche (und erfolgreiche) Abwehr gegen HIV-2Q205 bedingen.
Die gleichen Bereiche wie für die Vakzine gelten auch für die Gen- und Immuntherapie. Von konstanten Bereichen er¬ hofft man sich ein möglichst breites Spektrum an Virusva¬ rianten, das durch die Therapeutika erfaßt wird. Die weni- ger konstanten Bereiche könnten gerade die speziellen Im¬ munantworten verursachen, die die Viren in Schach halten.
Für die Differentialdiagnostik kommen Peptide oder Nuk¬ leinsäuren in Frage, die möglichst unterschiedlich von dem Prototyp HIV-2R0_ sind. Solche sind neben der einzig¬ artigen 54 bp Insertion (s.o.) im gag/pol Überlappungs¬ bereich besonders in den Genen rev und vif zu finden.
Durch die verwandtschaftliche Nähe zu den Affenviren und ausgehend von dem Grundsatz, daß Vakzine aus Vorstammen eine breitere Schutzwirkung entfalten können ist HIV- 2D205 kesonders geeignet zur Herstellung von Vakzinen zum Schutz vor HIV-Infektionen. Dieser Virus kann im Affen als geeignetem Wirt vermehrt werden, und die entstandenen Antikörper können als Vakzine für eine Anwendung beim Menschen Verwendung finden. Die Vakzine schützt damit vor der Infektion eines möglichst breiten Spektrums von Virus¬ varianten.
Weiterhin ist es möglich Peptidteste oder PCR-Tests auf der Basis des HIV-2D20_ einzusetzen, mit deren Hilfe man HIV-2D2_5 von anderen HIV-Viren unterscheiden kann.
Im folgenden werden die Figuren sowie die Tabelle be¬ schrieben:
Tabelle 1 zeigt die Nukleotidsequenzhomologie zwischen
HIV und SlV-Viren in Prozent. Die Sequenzen wurden ver¬ gglliicchheenn uunntteerr BBeernnutzung von Mikrogenie TM-Sequenz Software der Fa. Beckmann.
Tabelle 2 zeigt die erhaltenen Sequenzen der genetischen Elemente des Nukleotid- und Aminosäurebereichs.
Figur 1 zeigt die Analyse der deduzierten Aminosäurese¬ quenz des ORF-Y (open reading fra e) der Positionen 1851 bis 1651 in dem unteren Bereich der HIV-2_2_5-Sequenz. a) zeigt die Aminosäurenausrichtung der putativen Proteine des ORF-Y verschiedener HIV-2-Sträng 3e, SIVsm und SIVma._c. b) zeigt die Profile der deduzierten Proteine des ORF-Y von HIV-2D2Q5 unter Benutzung des Mikrogeni .eTM-Analyse¬ programms von Beckmann.
Figur 2 zeigt die Aminosäuresequenz der externen Glyco- proteine der Viren der HIV-2/ 'SIVsm/SIVmac„-Gruppe. Der se- quenzierte Klon HIV-2D2Q5 enthielt nur 75 % des externen
Glycoproteins. Die potentiellen N-Glyosylationsstellen sind unterstrichen. Die erhaltenen Gysteinstellen sind mit einem Sternchen versehen.
Figur 3 zeigt einen Größenvergleich der externen Glyco- proteine des HIV-2RQD mit denen des HIV-2D205. 35S-Cy- stein angereicherte Proteine von Zellen wurden mit HIV- 2ROD (Spalte 1 und 2) und HIV-2D2£)5 (Spalte 3 und 4) in- fiziert, mit HIV-2 positivem Serum immunopräzipitiert und mit einem 8,5 %igen SDS-Polyacrylamidgel aufgetrennt. Das externe Glycoprotein von HIV-2RQD (gp 125) und seine Vor¬ stufe (gp 140) , die dimere Form des gp 140 (gp 300) und die Positionen der molekularen Größenangaben sind in Dal- ton angegeben. Bei HIV-2D2Q5 infizierten Zellen ist die ein Dimer kennzeichnende Bande nicht zu erkennen. Auch
nach Behandlung mit Castanospermin, Spalte 4, einem Inhi¬ bitor der Glukosidase 1, tritt die dimere Form nur bei HIV-2RQD, Spalte 2, auf. Weiterhin bemerkenswert ist, daß das externe Glycoprotein und seine Vorstufe bei HIV-2D2Q5 größer sind als bei HIV-2RQD.
Figur 4 zeigt den Evolutionsstammbaum minimaler Länge, der den Zusammenhang des HIV-2_2Q5 mit den anderen HIV-/ SlV-Subtypen zeigt. Der Stammbaum wurde erstellt durch einzelne Basensubstitutionen im 3'-Bereich der HIV-2_205- Sequenz unter Benutzung von PAUP (Smith, T.F. et al., Nature 333, 573 - 575 (1988)) und der Version 3,21 des PHYLIP bootstrapping alogarythmus.
Figur 5 zeigt die Aminosäuresequenzen, abgeleitet von den einzelnen Genen der HIV-2D2Q5,7 bzw. HIV-2RQD Sequenz, wurde mit den Aminosäure-Consensus-Sequenzen verglichen, die aus allen bereits seq ^uenzierten HIV-2 und SIVmaβc„/SIV„s„m Sequenzen abgeleitet wurden. Unter den von der Consensus- Sequenz abweichenden Aminosäuren von HIV-2D205,7 (5 a) bzw. HIV-2R0_ (5 b) wurde ermittelt, welcher Prozentsatz mit der HIV-2 Consensus-Sequenz identisch ist (schwarze Balken) , welcher mit der SIV /SIV Consensus-Sequenz identisch ist (graue Balken) und welcher Prozentsatz neuen Aminosäuren entspricht (helle Balken) .