Please use this identifier to cite or link to this item: https://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/5462
Title: Immunogenicity of a PCR-based humanized HIV envelope DNA vaccine in mice
Other Titles: ความสามารถในการกระตุ้นภูมิคุ้มกันในหนูทดลองของดี-เอน-เอ วัคซีนที่จำเพาะต่อเปลือกนอกของไวรัส เอช-ไอ-วีทัยป์ 1 ที่มีการสร้างลำดับเบสให้ใกล้เคียงกับดี-เอน-เอ ของคนโดยปฏิกิริยาลูกโซ่โพลีเมอเรส
Authors: Sunee Sirivichayakul
Advisors: Praphan Phanuphak
Thaweesak Tirawatnapong
Other author: Chulalongkorn University. Graduate School
Advisor's Email: ppraphan@chula.ac.th
tthawees@pioneer.netserve.chula.ac.th
Subjects: AIDS (Disease)
Vaccines
Issue Date: 2003
Publisher: Chulalongkorn University
Abstract: Human immunodeficiency virus type 1 (HIV-1) infection is a major public health problem causing epidemic worldwide. It infects mainly CD4+T lymphocyte and destroys the cells resulting in progressive immunodeficiency. Although many potent antiretroviral drugs acting at different stages of HIV life cycle are currently available, the majority of patients worldwide will not have easy access to these expensive and complicated therapeutic regimens. Protection including prophylactic vaccination represents one of the best and sustainable solutions to curb the worldwide epidemic. Many attempts to produce an effective HIV vaccine have been made without much success up to now. To explore more about HIV vaccine, three HIV-1 DNA constructs, namely 297-bp humanized DNA encompassing the immunodominant epitopes of the V3 and its adjacent regions of multi-clade HIV-1 representing the last common ancestor consensus sequence of 8 HIV-1 subtypes circulating wordwide (297-bp hu V3 DNA), 297-bp non-humanized DNA and 2.5 kb full-length envelope DNA were studied. The 297-bp hu DNA was produced by a PCR-based method while the rests were directly amplified from DNA isolated from peripheral blood mononuclear cells (PBMC) of HIV-1 subtype A/E-infected individual. All 3 PCR products were successfully cloned into appropriate plasmid vectors to be used as HIV DNA vaccines. The 297-bp multi-clade hu V3 DNA and the 2.5 kb full-length envelope DNA were well expressed in vitro by transfection experiments as 13 kd and as 160, 120 and 38 Kd respectively but not the 297-bp non-humanized DNA. However, all 3 constructs were shown to be immunogenic in mice by in vivo DTH skin testing (footpad swelling) with specific V3 peptide. The in vitro correlates of the immunogenicity study was best demonstrate by Enzyme Linked Immunospot Assay (ELISPOT). Intracellular cytokine staining (ICCS) response could be well demonstrated only in 2.5 kb full-length envelope DNA primed/recombinant gp120 (rgp120) boosted group. Both the ELISPOT and ICCS responses were relatively weak but positive. No antibodies of antigen-stimulated lymphoproliferative response could be shown in this study. The attempt to demonstrate cross-reactivity of the hu V3 DNA by boosting with recombinant vaccinia gp160(E) yielded negative results which may be due to the low immunogenicity of the constructs or the techniques used. In conclusion, we were able to produce DNA constructs including the humanized DNA of the envelope region to be tested as HIV-1 vaccine. Humanized DNA was better expressed than the non-humanized counterpart. The 3 DNA constructs were shown to have some immunogenicity in mice. Further improvements are needed to enhance their immunogenicity in order to allow for further pre-clinical and clinical testings.
Other Abstract: โรคภูมิคุ้มกันบกพร่องหรือโรคเอดส์ ซึ่งเกิดจากการติดเชื้อ human immunodeficiency virus type 1 (HIV-1) เป็นปัญหาสาธารณสุขที่สำคัญซึ่งกำลังแพร่กระจายไปทั่วโลก ตัวไวรัสสามารถเข้าสู่เซลล์เม็ดเลือดขาวชนิดซีดี 4 (CD4+T cells) ซึ่งเป็นเซลล์สำคัญของระบบภูมิคุ้มกันของมนุษย์และทำลายเซลล์ดังกล่าว ทำให้ภูมิคุ้มกันของผู้ติดเชื้อลดลงเรื่อยๆ และทำให้เกิดโรคภูมิคุ้มกันบำพร่องขึ้นในที่สุด ในปัจจุบัน ถึงแม้จะมีการค้นพบยาต้านไวรัสเอดส์ ซึ่งสามารถยับยั้งไวรัสที่ช่วงต่างๆ ในวงจรชีวิตของตัวไวรัสได้แต่ยาดังกล่าวก็ยังมีราคาแพง ซึ่งผู้ติดเชื้อส่วนใหญ่ทั่วโลกโดยเฉพาะผู้ติดเชื้อในประเทศกำลังพัฒนา ไม่สามารถเข้าถึงยาดังกล่าวได้ วัคซีนเป็นหนึ่งในหลายวิธีที่สามารถป้องกันการติดเชื้อได้ดีที่สุด ได้มีความพยายามจากนักวิทยาศาสตร์ทั่วโลกในการคิดค้นวัคซีนเอดส์ แต่จนถึงขณะนี้ก็ยังไม่มีอะไรที่ได้ผลดีชัดเจน เพื่อเป็นการศึกษาถึงวัคซีนเอดส์ที่หวังว่าจะใช้ได้กับประชากรทั่วโลก คณะผุ้วิจัยได้สร้างดี-เอน-เอ วัคซีนที่จำเพาะต่อเปลือกนอกของไวรัสที่มีขนาด 297 คู่เบสที่ครอบคลุมส่วน V3 และบริเวณใกล้เคียงซึ่งมีลำดับเบสใกล้เคียงกับดี-เอน-เอ ของคนและเป็นตัวแทนของไวรัส 8 สายพันธุ์สำคัญของโลกโดยใช้ปฏิกิริยาลูกโซ่ และสร้างดี-เอน-เอ วัคซีนที่จำเพาะต่อเปลือกนอกของตัวไวรัสที่มีขนาด 297 คู่เบสในบริเวณเดียวกันแต่มีลำดับเบสเป็นของตัวไวรัสเอง และดี-เอน-เอ วัคซีนที่จำเพาะต่อเปลือกนอกทั้งชิ้นของตัวไวรัสที่มีขนาด 2.5 กิโลเบส โดยที่วัคซีนสองอย่างหลังได้มาจากการเพิ่มขยายจำนวนโดยใช้ดี-เอน-เอ ของตัวไวรัสที่แยกได้จากเซลล์เม็ดเลือดขาวของผู้ติดเชื้อไวรัสเอดส์สายพันธุ์ A/E ที่พบมากในประเทศไทยเป็นต้นแบบ การศึกษาพบว่าวัคซีนที่จำเพาะต่อเปลือกนอกของตัวไวรัสที่มีขนาด 297 คู่เบสซึ่งมีลำดับเบสใกล้เคียงกับดี-เอน-เอ ของคนและวัคซีนที่จำเพาะต่อเปลือกนอกทั้งชิ้นของตัวไวรัสที่มีขนาด 2.5 กิโลเบสสามารถนำไปสู่การสร้างโปรตีนที่มีขนาด 13 กิโลดาลตันและ 160, 120 และ 38 กิโลดาลตันตามลำดับได้ในหลอดทดลองโดยวิธี trasfection ในขณะที่วัคซีนขนาด 297 คู่เบสที่มีลำดับเบสเป็นของตัวไวรัสเองไม่สามารถสร้างโปรตีนได้ เมื่อนำวัคซีนทั้ง 3 ชนิดมาฉีดในหนูทดลอง ก็พบว่าวัคซีนทั้ง 3 ชนิดสามารถกระตุ้นให้เกิด การตอบสนองทางภูมิคุ้มกันแบบ DTH ได้โดยวัดขนาดความบวมของอุ้งเท้าหนู หลังทดสอบด้วยแอนติเจนที่เป็นส่วนของ V3 นอกจากนี้ ยังสามารถตรวจพบว่าวัคซีนทั้ง 3 ชนิดมี immunogenicity ชัดเจนโดยวิธี ELISPOT และโดยวิธี ICCS ในกลุ่มที่ฉีดด้วยวัคซีนเปลือกนอกทั้งชิ้น และกระตุ้นด้วย rgp120 แต่ผลที่ได้ค่อนข้างต่ำ แต่ไม่สามารถตรวจพบแอนติบอดีย์ที่จำเพาะต่อเปลือกนอกของตัวไวรัส และไม่สามารถตรวจพบการตอบสนองต่อโปรตีนเปลือกนอก ของตัวไวรัสโดยวิธี lymphoproliferation assay นอกจากนี้การทดสอบปฏิกิริยาข้ามกลุ่มของวัคซีนที่มีลำดับเบสใกล้เคียงกับดี-เอน-เอ ของคนโดยการฉีดกระตุ้นซ้ำด้วย recombinant vaccinia gp160 ของสายพันธุ์อี ปรากฎว่าได้ผลเป็นลบ ซึ่งอาจเนื่องมาจาก ดี-เอน-เอ ที่ใช้มี immunogenicity ต่ำหรือเทคนิคที่ใช้ในการทดสอบไม่ไวพอ กล่าวโดยสรุปคือ คณะผู้วิจัยสามารถพัฒนา ดี-เอน-เอวัคซีนที่จำเพาะต่อเปลือกนอกของไวรัสเอช-ไอ-วี ขึ้นมาทดสอบได้ รวมทั้งวัคซีนที่มีลำดับเบสใกล้เคียงกับคน ซึ่งแสดงออกได้ดีกว่าวัคซีนที่มีลำดับเบสของไวรัสเอง พบว่าวัคซีนทั้ง 3 ชนิดสามารถกระตุ้นภูมิต้านทานในหนูทดลองได้ในระดับหนึ่ง แต่คงต้องพัฒนาให้ดียิ่งขึ้นเพื่อจะได้นำไปทดสอบต่อไปทั้งในสัตว์ทดลองและในคน
Description: Thesis (Ph.D.)--Chulalongkorn University, 2003
Degree Name: Doctor of Philosophy
Degree Level: Doctoral Degree
Degree Discipline: Medical Microbiology (Inter-Department)
URI: http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/5462
ISBN: 9741734301
Type: Thesis
Appears in Collections:Grad - Theses

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
Sunee.pdf1.43 MBAdobe PDFView/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.