The ability of antibodies to neutralize diverse primary isolates of human immunodeficiency virus-type 1 in vitro has been questioned, with implications for the likely efficacy of vaccines. A recombinant human antibody to envelope glycoprotein gp120 was generated and used to show that primary isolates are not refractory to antibody neutralization. The recombinant antibody neutralized more than 75 percent of the primary isolates tested at concentrations that could be achieved by passive immunization, for example, to interrupt maternal-fetal transmission of virus. The broad specificity and efficacy of the antibody implies the conservation of a structural feature on gp120, which could be important in vaccine design.

We have isolated the Drosophila melanogaster homolog (Dint-1) of int-1, a conserved cellular oncogene implicated in viral mammary tumorigenesis in mice. The deduced Dint-1 protein sequence contains 468 amino acids and starts with a hydrophobic leader; it is 54% identical to the int-1 sequence, and all 23 cysteine residues are conserved. The putative Drosophila protein has an extra sequence of 85 amino acids, encoded on an additional exon. Dint-1 is expressed throughout development, but transcripts are barely detectable in adult flies. Hybridization in situ to embryos reveals a segmented pattern of expression. We show that Dint-1 and the segment polarity gene wingless are identical and map to the same location. The sequence of the gene suggests that the Dint-1/wingless protein functions in morphogenesis as a signal in cell-cell communication.

Abstract CD38, a type II transmembrane glycoprotein highly expressed in hematological malignancies including multiple myeloma (MM), represents a promising target for mAb-based immunotherapy. In this study, we describe the cytotoxic mechanisms of action of daratumumab, a novel, high-affinity, therapeutic human mAb against a unique CD38 epitope. Daratumumab induced potent Ab-dependent cellular cytotoxicity in CD38-expressing lymphoma- and MM-derived cell lines as well as in patient MM cells, both with autologous and allogeneic effector cells. Daratumumab stood out from other CD38 mAbs in its strong ability to induce complement-dependent cytotoxicity in patient MM cells. Importantly, daratumumab-induced Ab-dependent cellular cytotoxicity and complement-dependent cytotoxicity were not affected by the presence of bone marrow stromal cells, indicating that daratumumab can effectively kill MM tumor cells in a tumor-preserving bone marrow microenvironment. In vivo, daratumumab was highly active and interrupted xenograft tumor growth at low dosing. Collectively, our results show the versatility of daratumumab to effectively kill CD38-expressing tumor cells, including patient MM cells, via diverse cytotoxic mechanisms. These findings support clinical development of daratumumab for the treatment of CD38-positive MM tumors.

Antibodies play a central role in immunity by forming an interface with the innate immune system and, typically, mediate proinflammatory activity. We describe a novel posttranslational modification that leads to anti-inflammatory activity of antibodies of immunoglobulin G, isotype 4 (IgG4). IgG4 antibodies are dynamic molecules that exchange Fab arms by swapping a heavy chain and attached light chain (half-molecule) with a heavy-light chain pair from another molecule, which results in bispecific antibodies. Mutagenesis studies revealed that the third constant domain is critical for this activity. The impact of IgG4 Fab arm exchange was confirmed in vivo in a rhesus monkey model with experimental autoimmune myasthenia gravis. IgG4 Fab arm exchange is suggested to be an important biological mechanism that provides the basis for the anti-inflammatory activity attributed to IgG4 antibodies.

We present the crystal structure at 2.7 angstrom resolution of the human antibody IgG1 b12. Antibody b12 recognizes the CD4-binding site of human immunodeficiency virus–1 (HIV-1) gp120 and is one of only two known antibodies against gp120 capable of broad and potent neutralization of primary HIV-1 isolates. A key feature of the antibody-combining site is the protruding, finger-like long CDR H3 that can penetrate the recessed CD4-binding site of gp120. A docking model of b12 and gp120 reveals severe structural constraints that explain the extraordinary challenge in eliciting effective neutralizing antibodies similar to b12. The structure, together with mutagenesis studies, provides a rationale for the extensive cross-reactivity of b12 and a valuable framework for the design of HIV-1 vaccines capable of eliciting b12-like activity.

ABSTRACT The identification and epitope mapping of broadly neutralizing anti-human immunodeficiency virus type 1 (HIV-1) antibodies (Abs) is important for vaccine design, but, despite much effort, very few such Abs have been forthcoming. Only one broadly neutralizing anti-gp41 monoclonal Ab (MAb), 2F5, has been described. Here we report on two MAbs that recognize a region immediately C-terminal of the 2F5 epitope. Both MAbs were generated from HIV-1-seropositive donors, one (Z13) from an antibody phage display library, and one (4E10) as a hybridoma. Both MAbs recognize a predominantly linear and relatively conserved epitope, compete with each other for binding to synthetic peptide derived from gp41, and bind to HIV-1 MN virions. By flow cytometry, these MAbs appear to bind relatively weakly to infected cells and this binding is not perturbed by pretreatment of the infected cells with soluble CD4. Despite the apparent linear nature of the epitopes of Z13 and 4E10, denaturation of recombinant envelope protein reduces the binding of these MAbs, suggesting some conformational requirements for full epitope expression. Most significantly, Z13 and 4E10 are able to neutralize selected primary isolates from diverse subtypes of HIV-1 (e.g., subtypes B, C, and E). The results suggest that a rather extensive region of gp41 close to the transmembrane domain is accessible to neutralizing Abs and could form a useful target for vaccine design.

ABSTRACT A major unknown in human immunodeficiency virus (HIV-1) vaccine design is the efficacy of antibodies in preventing mucosal transmission of R5 viruses. These viruses, which use CCR5 as a coreceptor, appear to have a selective advantage in transmission of HIV-1 in humans. Hence R5 viruses predominate during primary infection and persist throughout the course of disease in most infected people. Vaginal challenge of macaques with chimeric simian/human immunodeficiency viruses (SHIV) is perhaps one of the best available animal models for human HIV-1 infection. Passive transfer studies are widely used to establish the conditions for antibody protection against viral challenge. Here we show that passive intravenous transfer of the human neutralizing monoclonal antibody b12 provides dose-dependent protection to macaques vaginally challenged with the R5 virus SHIV 162P4 . Four of four monkeys given 25 mg of b12 per kg of body weight 6 h prior to challenge showed no evidence of viral infection (sterile protection). Two of four monkeys given 5 mg of b12/kg were similarly protected, whereas the other two showed significantly reduced and delayed plasma viremia compared to control animals. In contrast, all four monkeys treated with a dose of 1 mg/kg became infected with viremia levels close to those for control animals. Antibody b12 serum concentrations at the time of virus challenge corresponded to approximately 400 (25 mg/kg), 80 (5 mg/kg), and 16 (1 mg/kg) times the in vitro (90%) neutralization titers. Therefore, complete protection against mucosal challenge with an R5 SHIV required essentially complete neutralization of the infecting virus. This suggests that a vaccine based on antibody alone would need to sustain serum neutralizing antibody titers (90%) of the order of 1:400 to achieve sterile protection but that lower titers, around 1:100, could provide a significant benefit. The significance of such substerilizing neutralizing antibody titers in the context of a potent cellular immune response is an important area for further study.

Hexing Complement Complement activation is an immediate and potent immune defense mechanism, but how immunoglobulin G (IgG) antibodies activate complement at the molecular level is poorly understood. Using high-resolution crystallography, Diebolder et al. (p. 1260 ) show that human IgGs form hexameric structures by interacting with neighboring IgG molecules, and the complex then activates complement. Thus, IgG molecules and the complement system can coexist in the blood because complement activation will only be triggered after IgG senses a surface antigen and starts to aggregate.