Structure-Guided Design and Biophysical Characterization of Novel Anti-HIV Reagents

Despite over 30 years of effort, an HIV-1 vaccine that elicits protective antibodies still does not exist. Recent clinical studies have identified that during natural infection about 20% of the population is capable of mounting a potent and protective antibody response. Closer inspection of these individuals reveal that a subset of these antibodies, recently termed potent VRC01-like (PVL), derive exclusively from a single human germline heavy chain gene. Induced clonal expansion of the B cell encoding this gene is the first step through which PVL antibodies may be elicited. Unfortunately, naturally occurring HIV gp120s fail to bind to this germline, and as a result cannot be used as the initial prime for a vaccine regimen. We have determined the crystal structure of an important germline antibody that is a promising target for vaccine design efforts, and have set out to engineer a more likely candidate using computationally-guided rational design.

In addition to prevention efforts on the side of vaccine design, recently characterized broadly neutralizing anti-HIV antibodies have excellent potential for use in gene therapy and passive immunotherapy. The separation distance between functional Fabs on an antibody is important due to the sparse distribution of envelop spikes on HIV compared to other viruses. We set out to build and characterize novel antibody architectures by incorporating structured linkers into the hinge region of an anti-HIV antibody b12. The goal was to observe whether these linkers increased the arm-span of the IgG dimer. When incorporated, flexible Gly4Ser repeats did not result in detectable extensions of the IgG antigen binding domains, by contrast to linkers including more rigid domains such as β2-microglobulin, Zn-α2-glycoprotein, and tetratricopeptide repeats (TPRs). This study adds an additional set of linkers with varying lengths and rigidities to the available linker repertoire, which may be useful for the modification and construction of antibodies and other fusion proteins.

Monitorização dos anticorpos anti-hla após transplante renal e sua correlação com episódios de rejeição aguda

Introdução: A associação entre a presença de anticorpo anti-HLA doador específico (DSA), em pacientes com prova cruzada negativa por citotoxicidade dependente de complemento (CDC), e a ocorrência de episódios de rejeição mediada por anticorpos (RMA) e menor sobrevida do enxerto já foi demonstrada por diversos autores. Entretanto,estimar a relevância clínica da presença desses anticorpos, em um determinado receptor, é um grande desafio e portanto novas estratégias de monitorização imunológicas são necessárias. Objetivo: O objetivo desse estudo foi monitorar a presença de DSA, bem como a variação dos seus títulos durante o primeiro ano após o transplante renal e correlacionar com episódios de rejeição aguda e função do enxerto ao final desse período. Metodologia: Foram analisados 389 soros de 71 pacientes incluídos no estudo. A pesquisa de DSA foi realizada utilizando os testes LABScreen single antigenbeads nas amostras correspondentes aos tempos: pré-transplante, 14, 30, 90, 180 e 365 dias após o transplante. Episódios de rejeição aguda comprovados por biópsia foram analisados de acordo com a classificação de Banff 2007. A taxa de filtração glomerular (TFG) ao final do primeiro ano foi estimada utilizando a fórmula Modificationof Diet in Renal Disease (MDRD). Os pacientes foram inicialmente separados em 3 grupos de diferentes riscos imunológicos (pré-transplante): A) DSA-, B) DSA+ com MFI >1000 e < 5000 e C) DSA+ com MFI > 5000. Num segundo momento, foram novamente agrupados de acordo com o perfil de mudança nos valores de MFI (intensidade de fluorescência média) ao longo do primeiro ano. Resultados: DSA estavam presentes pré-transplante em 15 pacientes. RMA foi mais frequente no grupo C (p = 0,02). De acordo com a variação dos títulos de DSA pós-transplante os pacientes foram novamente agrupados: grupo I) permaneceu DSA- durante todo acompanhamento = 50 pacientes, II) diminuiu ou manteve títulos de DSA em relação ao tempo zero = 13 pacientes e III) aumentou títulos em relação ao tempo zero = 8 pacientes (6 foram DSA de novo). Três pacientes dos grupos I e um paciente do grupo II apresentaram episódios de rejeição aguda celular. Não foi observada oscilação significativa nos títulos de anticorpos durante esses eventos. Nenhum paciente desse grupo apresentou episódio de RMA. Episódio de RMA ocorreu em dois pacientes do grupo III. Em ambos os pacientes foi detectado aumento significativo nos valores de MFI dos DSA em relação ao tempo zero. Não foi observada diferença significativa na TFG entre os grupos analisados nesse estudo. Entretanto, observou-se uma diferença estatisticamente significativa na TFG entre os pacientes que apresentaram episódio de rejeição aguda em relação aos que não tiveram, sendo menor nos primeiros (p = 0,04). Conclusão: A monitorização prospectiva dos anticorpos pode ajudar a identificar pacientes em maior risco para ocorrência de RMA e o aumento nos valores de MFI DSA deve ser interpretado como um sinal de alerta, sobretudo em pacientes previamente sensibilizados.

Avaliação do efeito anti-inflamatório e antiasmático da 15-deoxy-delta-12,14-prostaglandina J2 em modelos murinos de asma

A asma é um distúrbio crônico pulmonar caracterizado por inflamação, obstrução e remodelamento brônquico, levando a sintomas como sibilo, tosse e falta de ar. A terapia antiasmática consiste em corticosteroides inalados e agonistas β2 de curta ou longa duração. O tratamento é limitado por efeitos colaterais e refratariedade de alguns pacientes, justificando a necessidade de novas terapias. Estudos demonstram que a 15-deoxy-delta- 12,14-prostaglandina J2 (15d-PGJ2), um ligante endógeno de receptores ativados por proliferadores de peroxissomos do tipo gama (PPAR-γ), é capaz de reduzir a expressão de citocinas pró-inflamatórias, o que pode resultar em benefícios no tratamento de doenças com esse perfil. O objetivo deste estudo foi avaliar o potencial anti-inflamatório e antiasmático da 15d-PGJ2 em modelos experimentais de asma. Camundongos A/J machos foram sensibilizados nos dias 0 e 7 através de injeção subcutânea (s.c.), contendo ovoalbumina (OVA) e Al(OH)3, e desafiados com 4 instilações intranasais (i.n.) de OVA em intervalos semanais. O tratamento com 15d-PGJ2 (30 e 100 g/Kg, s.c.) foi realizado 30 min antes dos desafios a partir da terceira provocação antigênica. Em outro modelo, camundongos A/J foram desafiados intranasalmente com extrato de ácaro 3 vezes por semana durante 3 semanas. As administrações de 15d-PGJ2 (30, 70 e 100 g/Kg, s.c. e 0,65; 1,5 e 2,3 g/animal, i.n.) foram realizadas a partir da 3 semana, 30 min antes dos desafios. As análises ocorreram 24 h após o último desafio. Nossos resultados mostraram que, em camundongos previamente sensibilizados e desafiados com OVA, a administração de 15d-PGJ2 limitou significativamente o influxo peribrônquico de eosinófilos e neutrófilos, bem como a produção de muco por células caliciformes e fibrose sub-epitelial, além da hiperreatividade das vias aéreas e produção de IL-5. A redução do epitélio brônquico e das citocinas IL-13 e TNF-α foram observadas somente na maior dose administrada. No modelo HDM a inflamação e o remodelamento foram atenuados em todas as doses administradas do composto, enquanto que a hiperresponssividade brônquica foi inibida apenas nas doses de 70 e 100 μg/Kg (via sistêmica) e na dose intermediária dada topicamente (1,5 μg/animal, i.n.). Os níveis de citocinas foram atenuados pelo tratamento subcutâneo, porém somente os níveis de IL-17, eotaxina-1 e TNF-α foram inibidos com a dose intranasal de 0,65 g/animal. O aumento da expressão de NF-κB, induzido por provocação com HDM também foi reduzido significativamente pela administração de 15d-PGJ2. Em conjunto, nossos dados indicam que o tratamento com 15d-PGJ2 inibe alterações cruciais associadas à patogênese da asma, em modelos experimentais distintos da doença, demonstrando possuir grande potencial para controlar e reverter inflamação, hiperreatividade e remodelamento pulmonar desencadeados por provocação alérgica.

The role of anti-non-Gal antibodies in the development of acute humoral xenograft rejection of hDAF transgenic porcine kidneys in baboons receiving anti-Gal antibody neutralization therapy

Background. The present study was undertaken to determine the role of preformed and induced anti-non-Gal antibodies in the rejection of hDAF pig-to-baboon kidney xenotransplants after anti-Gal antibody neutralization therapy. Methods. Seven baboons receiv

Anti-HIV-1 property of trichosanthin correlates with its ribosome inactivating activity

Trichosanthin (TCS) is a type I ribosome inactivating (RI) protein possessing anti-tumor and antiviral activity, including human immunodeficiency virus (HIV). The mechanism of these actions is not entirely clear, but is generally attributed to its RI property. In order to study the relationship between the anti-HIV-1 activity of TCS and its RI activity, three TCS mutants with different RI activities were constructed by using site-directed mutagenesis. The anti-HIV-1 activities of the three mutants were tested in vitro. Results showed that two TCS mutants, namely TCSM((120-123)), TCSE160A/E189A, with the greatest decrease in RI activity, lost almost all of the anti-HIV activity and cytopathic effect. Another mutant TCSR122G, which exhibited a 160-fold decrease in RI activity, retained some anti-HIV activity. The results from this study suggested that RI activity of TCS may have significant contribution to its anti-HIV-1 property. (C) 2002 Published by Elsevier Science B.V. on behalf of the Federation of European Biochemical Societies.

Xanthohumol, a novel anti-HIV-1 agent purified from Hops Humulus lupulus

Xanthohumol, prenylchacone flavonoid, is a natural product with multi-biofunctions purified from Hops Humulus lupulus. Its anti-HIV-1 activity was tested in the present study. Results showed that xanthohumol inhibited HIV-1 induced cytopathic effects, the production of viral p24 antigen and reverse transcriptase in C8166 lymphocytes at non-cytotoxic concentration. The EC50 values were 0.82, 1.28 and 0.50 mug/ml, respectively. The therapeutic index (TI) was about 10.8. Xanthohumol also inhibited HIV-1 replication in PBMC with EC50 value of 20.74 mug/ml. The activity of recombinant HIV-1 reverse transcriptase and the HIV-1 entry were not inhibited by xanthohumol. The results from this study suggested that xanthohumol is effective against HIV-1 and might serve as an interesting lead compound. It may represent a novel chemotherapeutic agent for HIV-1 infection. However, the mechanism of its anti-HIV-1 effect needs to be further clarified. (C) 2004 Elsevier B.V. All rights reserved.

Indole and carbazole alkaloids from Glycosmis montana with weak anti-HIV and cytotoxic activities

A diprenylated indole, (E)-3-(3-hydroxymethyl-2-butenyl)-7-(3-methyl-2-butenyl)-1H-indole (1), and six known carbazole alkaloids were isolated from the twigs and leaves of Glycosmis montana Pierre (Rutaceae). Their structures were determined on the basis of analysis of spectral evidence including 1D and 2D NMR and MS. The alkaloids (1-3) exhibited weak to moderate take in vitro inhibitory activity against HIV replication in C8166 cells, and they (as well as carbalexine A and B) had cytotoxic activity against the human leukaemia cell line CCRF-CEM. (c) 2005 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Concentricolide, an anti-HIV agent from the ascomycete Daldinia concentrica

A novel benzofuran lactone, named concentricolide (=rel-(6R)-6-ethylbenzo[2.1-b:3,4-c']difuran-8(6H)-one; 1), was isolated along with four known compounds (friedelin, cytochalasin L-696.474, armillaramide, and russulamide) from the fruiting bodies of the

Dibenzocyclooctadiene Lignans from Schisandra lancifolia and Their Anti-human Immunodeficiency Virus-1 Activities

Three new dibenzocyclooctadiene lignans, schilancifolignans A-C (1-3), together with thirteen known ones, were isolated from the leaves and stems of Schisandru lancifolia. The structures of 1-3 were elucidated by spectroscopic methods, including extensive 1D- and 2D-NMR techniques. Compounds 1-3 were tested for their anti-human immunodeficiency virus-1 activities and showed weak bioactivities.

In vitro anti-HIV and -HSV activity and safety of sodium rutin sulfate as a microbicide candidate

Sodium rutin sulfate (SRS) is a sulfated rutin modified from the natural flavonol glycoside rutin. Here, we investigated its in vitro anti-HIV and -HSV activities and its cytotoxic profile. Fifty percent inhibitory concentration (IC50) values of SRS against HIV-1 X4 virus IIIB, HIV-1 R5 isolates Ada-M and Ba-L were 2.3 +/- 0.2, 4.5 +/- 2.0 and 8.5 +/- 3.8 mu M with a selectivity index (SI) of 563, 575 and 329, respectively. Its IC50 against primary R5 HIV-1 isolate from Yunnan province in China was 13.1 +/- 5.5 mu M, with a Sl of 197. In contrast, unsulfated rutin had no activity against any of the HIV-1 isolates tested. Further study indicated that SRS blocked viral entry and virus-cell fusion likely through interacting with the HIV- I envelope glycoprotein. SRS also demonstrated some activity against human herpes simplex virus (HSV) with an IC50 of 88.3 +/- 0.1 mu M and a Sl of 30. The 50% cytotoxicity concentration (CC50) of SRS was >3.0 mM, as determined in human genital ME 180, HeLa and primary human foreskin fibroblast cells. Minimum inhibitory concentration of SRS for vaginal lactobacilli was >3.0 mM. These results collectively indicate that SRS represents a novel candidate for anti-HIV-1/HSV microbicide development. (C) 2007 Elsevier B.V. All rights reserved.

Preparation and optical property of a novel hydrophobic anti-reflection coating for KDP crystal

A novel inorganic-organic hybrid hydrophobic anti-reflection silica film used for laser crystal was obtained by sol-gel process. The film consisted of silica sols mixed with a small amount of polymethyl methacrylate (PMMA) or polystyrene (PS). The optical transparency, hydrophobic property and surface morphology of the film were characterized by UV-VIS-NIR spectrophotometer; contact angle instrument and Scanning Electron Microscopy (SEM), respectively. The results showed that the anti-reflection coating had good hydrophobility and optical transparency from 400 nm to 1200 nm. The contact angle reached to 130-140 degrees. SEM images indicated the hydrophobic films modified with PMMA or PS had compact structure compared to the pure silica sol film. (C) 2008 Elsevier B.V. All rights reserved.

Anti-HER-2-SEC2融合免疫毒素的构建和活性研究

以PCR技术从金黄色葡萄球菌基因组DNA中首次克隆编码成熟SECZ蛋白的全基因sec2。该基因共717bp，编码239个氨基酸，Genbank Accession number：AY450554。构建了SEC2的表达载体pET-28a-sec2，并在大肠杆菌BL21（DE3）中高效表达可溶性rSEC2蛋白。经亲和层析纯化，其纯度在95％以上，平均回收量为每升培养物40mg。纯化的rSEcZ保持了与野生型相当的生物学活性。以限制性核酸内切酶连接技术分别将两个抗人表皮生长因子受体HER-2单链抗体基因通过DNA Linker与sec2融合，构建融合基因b-l-sec2和ml小sec2，并以两种方式表达纯化。以pET-32a表达载体在E，coliAD494（DE3）中以氨基端融合大肠杆菌硫氧还蛋白（TrxA）形式高效表达融合蛋白TRX-B-L-SEC2和TRX-ML-L-SEC2，经亲和层析纯化，并以肠激酶切割得到成熟融合免疫毒素B-L-SEC2和ML-L-SEC2，其纯度在95％以上，平均回收量为每升培养物smg；以构建的新型表达载体pASK-75-EX在E.coliBL21（ED3）中以不溶性包涵体形式表达融合免疫毒素蛋白，经变性、纯化和复性后得到具有生物学活性的融合免疫毒素，其纯度在95％以上，平均回收量为每升培养物30mg。以两种方式制备的融合免疫毒素都保持了SECZ蛋白的免疫原性，都能有效刺激人外周血单个核细胞的增殖，并且都显示出在体外与HER-2过表达的乳腺癌细胞SK-Br-3特异性结合能力，具有显著的靶向性抑瘤作用。用PcR方法扩增了编码TrxA蛋白的基因trxA并克隆至表达载体pET-28a启动子上游，构建了一种在单质粒中利用两个相同的启动子游离共表达硫氧还蛋白与目的蛋白的表达载体。利用该载体可使TrxA与外源蛋白在大肠杆菌BL21（DE3）中以非融合形式高效共表达。共表达的TrxA可明显促进外源蛋白单链抗体ML3.9（scFv-ML）、3一轻基苯甲酸-6-单加氧酶（3HBA）的可溶性表达；并明显减少肠毒素C2（SEC2）、结核杆菌螺旋酶A亚基（GYRA）的包涵体表达。