CC
Christopher Cottrell
Author with expertise in Human Immunodeficiency Virus/Acquired Immunodeficiency Syndrome
Achievements
Cited Author
Open Access Advocate
Key Stats
Upvotes received:
0
Publications:
24
(71% Open Access)
Cited by:
871
h-index:
26
/
i10-index:
33
Reputation
Biology
< 1%
Chemistry
< 1%
Economics
< 1%
Show more
How is this calculated?
Publications
0

Holes in the Glycan Shield of the Native HIV Envelope Are a Target of Trimer-Elicited Neutralizing Antibodies

Laura McCoy et al.Aug 1, 2016
Highlights•HIV neutralizing antibodies were isolated from rabbits immunized with BG505 SOSIP.664•These antibodies target a hole in the glycan shield of BG505•Serum neutralization specificity maps to the same immunodominant glycan hole•Most HIV strains lack a conserved glycan site that could be a neutralization targetSummaryA major advance in the search for an HIV vaccine has been the development of a near-native Envelope trimer (BG505 SOSIP.664) that can induce robust autologous Tier 2 neutralization. Here, potently neutralizing monoclonal antibodies (nAbs) from rabbits immunized with BG505 SOSIP.664 are shown to recognize an immunodominant region of gp120 centered on residue 241. Residue 241 occupies a hole in the glycan defenses of the BG505 isolate, with fewer than 3% of global isolates lacking a glycan site at this position. However, at least one conserved glycan site is missing in 89% of viruses, suggesting the presence of glycan holes in most HIV isolates. Serum evidence is consistent with targeting of holes in natural infection. The immunogenic nature of breaches in the glycan shield has been under-appreciated in previous attempts to understand autologous neutralizing antibody responses and has important potential consequences for HIV vaccine design.Graphical abstract
5

Enhancing glycan occupancy of soluble HIV-1 envelope trimers to mimic the native viral spike

Ronald Derking et al.Jul 2, 2020
Summary The HIV-1 envelope glycoprotein (Env) trimer is decorated with N -linked glycans, which are attached to asparagine residues in the amino acid sequon NxT/S by oligosaccharyltransferases (OST). Artificial glycan “holes” exist when a PNGS is under-occupied on recombinant Env-based vaccines, but not on their viral counterpart. Native-like SOSIP trimers, including clinical candidates, have these artificial holes in the glycan shield that induce strain-specific neutralizing antibodies (NAbs) or non-NAbs. To increase PNGS occupancy, eliminate artificial glycan holes, and mimic the glycosylation of native BG505 Env, we replaced all 12 NxS sequons on the BG505 SOSIP trimer with NxT, thereby increasing the affinity of the sequons for OST. All PNGS, except N133 and N160, were nearly fully occupied on the modified trimer. Occupancy of the N133 site could be increased by changing N133 to NxS, while occupancy of the N160 site could be restored by reverting the nearby N156 sequon to NxS. Hence, OST affinity can influence glycan occupancy when two PNGS are in close proximity. Increasing glycan occupancy should reduce off-target immune responses to artificial glycan holes on vaccine antigens.
5
Citation10
0
Save
0

Structural and functional evaluation of de novo-designed, two-component nanoparticle carriers for HIV Env trimer immunogens

Aleksandar Antanasijevic et al.Feb 2, 2020
Abstract Two-component, self-assembling nanoparticles represent a versatile platform for multivalent presentation of viral antigens. Nanoparticles of different sizes and geometries can be designed and combined with appropriate antigens to fit the requirements of different immunization strategies. Here, we describe detailed antigenic, structural, and functional characterization of computationally designed tetrahedral, octahedral, and icosahedral nanoparticle immunogens displaying trimeric HIV envelope glycoprotein (Env) ectodomains. Env trimers, based on subtype A (BG505) or consensus group M (ConM) sequences and engineered with SOSIP stabilizing mutations, were fused to the underlying trimeric building block of each nanoparticle. Initial screening yielded one icosahedral and two tetrahedral nanoparticle candidates, capable of presenting twenty or four copies of the Env trimer. A number of analyses, including detailed structural characterization by cryo-EM, demonstrated that the nanoparticle immunogens possessed the intended structural and antigenic properties. Comparing the humoral responses elicited by ConM-SOSIP trimers presented on a two-component tetrahedral nanoparticle to the corresponding soluble protein revealed that multivalent presentation increased the proportion of the overall antibody response directed against autologous neutralizing Ab epitopes present on the ConM-SOSIP trimers. Author Summary Protein constructs based on soluble ectodomains of HIV glycoprotein (Env) trimers are the basis of many current HIV vaccine platforms. Multivalent antigen display is one strategy applied to improve the immunogenicity of different subunit vaccine candidates. Here, we describe and comprehensively evaluate a library of de novo designed, protein nanoparticles of different geometries for their ability to present trimeric Env antigens. We found three nanoparticle candidates that can stably incorporate model Env trimer on their surface while maintaining its structure and antigenicity. Immunogenicity of the designed nanoparticles is assessed in vitro and in vivo . In addition to introducing a novel set of reagents for multivalent display of Env trimers, this work provides both guiding principles and a detailed experimental roadmap for the generation, characterization, and optimization of Env-presenting, self-assembling nanoparticle immunogens.
0
Paper
Citation6
0
Save
19

High-resolution mapping of the neutralizing and binding specificities of polyclonal rabbit serum elicited by HIV Env trimer immunization

Adam Dingens et al.Oct 21, 2020
Abstract Mapping the epitope specificities of polyclonal serum is critical to rational vaccine design. However, most high-resolution mapping approaches involve isolating and characterizing individual monoclonal antibodies, which incompletely defines the full polyclonal response. Here we use two complementary approaches to directly map the specificities of the neutralizing and binding antibodies of polyclonal anti-HIV-1 sera from rabbits immunized with BG505 Env SOSIP trimers. To map the neutralizing specificity, we used mutational antigenic profiling to determine how all amino-acid mutations in Env affected viral neutralization. To map the binding specificity, we used electron microscopy polyclonal epitope mapping (EMPEM) to directly visualize the Fabs in serum bound to Env trimers. Mutational antigenic profiling showed that the dominant neutralizing specificities were the C3/V5 and/or 241/289 glycan hole epitopes, which were generally only a subset of the more diverse binding specificities mapped with EMPEM. Additional differences between binding and neutralization reflected antigenicity differences between virus and soluble Env trimer. Further, mutational antigenic profiling was able to refine epitope specificity in residue-level detail directly from sera, revealing subtle differences across rabbits. Together, mutational antigenic profiling and EMPEM allow for a holistic view of the binding and neutralizing specificity of polyclonal sera and could be used to finely evaluate and guide vaccine design.
19
Citation1
0
Save
Load More