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HIV Vaccine
London
2nd August 2011
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SEEK is a drug-discovery group that uses a pioneeringscientific and commercially-driven approach to createbreakthrough medicines which address major diseasesin order to radically improve human health.
2nd August 2011
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Low versus high mutation
2nd August 2011
 Viruses such as chicken pox have alow level of mutation so people obtainlong-term immunity from exposure tothe virus
 Previous exposure to HIV does notprovide long-term protection becausethe virus mutates regularly
 Vaccines are developed to mimic thedisease, tricking the immune system toreact as if it had encountered the actualvirus in order to develop memoryagainst part of the disease
 For highly-mutating viruses, this doesnot work as memory is formed againstthe variable regions
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Antibody vaccine approaches
2nd August 2011
 Previously-attempted HIVvaccines use irradiated viruses orparts of the envelope proteins suchas Gag
 These vaccines stimulate theimmune system to produceantibodies against these envelopeor surface proteins
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Current vaccine approaches (2)
2nd August 2011
 Antibodies attach to the virus viasome of the surface proteins. Onceattached the virus is destroyed,creating memory antibodies
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Problem with current approaches
2nd August 2011
 Certain proteins of the HIV virusmutate regularly, particularly thoseon the surface, therefore memoryantibodies created against theprevious proteins are ineffectiveagainst the new proteins
 This is why no vaccine for HIVhas been successful to date
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Replication of Virus
2nd August 2011
 If the virus is not destroyed byantibodies, it will enter certainimmune cells where it will hijackthe cells’ machinery, in order toreplicate
 Once virus numbers reach acritical level, the person willcontract HIV
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Cellular Mechanisms
2nd August 2011
 When a virus enters a cell, it breaks down into peptides, some of which areexported to the cell surface via molecules called HLAs
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T cell mediated immune response
2nd August 2011
 T cells form the second line ofdefence of the immune system.They recognise internal peptidespresented by HLAs on the surfaceof cells
 Each T cell will only interact with aspecific HLA/peptide combination
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T cell mediated immune response (2)
2nd August 2011
 The more a peptide is presentedby HLAs, the more memory T cellsare generated that recognise thepeptide. The more memory T cellsthat recognise a peptide, thestronger the immune response tothat peptide
 Mutating viruses tend to producemore variable peptides. Hence, themajority of newly-created T cellsare directed towards the highly-variable peptides, which mutateregularly. This is how the virusevades this arm of the immunesystem
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T cell vaccine approaches
2nd August 2011
 In order to overcome thevariable surface proteins,scientists targeted the internalproteins of the virus, which areless variable, or contain more“conserved” regions
 These whole proteins are toolarge to make synthetically,therefore, scientists deliveredthem to cells in the form of DNAvia a vector, to get the cells tomake these proteins
 Protein expression levels aredifficult to control and the vectorused to deliver the DNA tends tofavour the cells it was designedto infect, which can causedifficulties such as toleranceinduction
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T cell vaccine approaches (2)
2nd August 2011
 The immune system is left tochoose which peptides from thewhole proteins to memorise
 The immune system producesthe most memory cells againstthose virus peptides that are mostabundantly presented on surfacesof cells. These tend to be themost variable peptides
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SEEK’s approach
2nd August 2011
 By examining over 5600 proteinsequences from HIV -1 and HIV-2known isolates from all clades,certain parts or regions of theviruses’ proteins that areconserved have been identified
 SEEK identified the most highly-binding and reactive of theseconserved regions to form thebasis of the antigen for its vaccine
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Explanation of SEEK’s approach
2nd August 2011
 A vaccine made using thesebinding and reactive conservedregions of the virus proteins wouldenter cells and be presented inlarge volumes to the T cells, via theHLAs on the cells’ surfaces
 Certain of the conserved peptidesthat SEEK uses in its vaccine areplaced on the cells’ surfaces duringthe life cycle of the HIV virus,enabling B cells (or antibodies) tobind to these
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Explanation of SEEK’s approach (2)
2nd August 2011
 This approach dictates to theimmune system which peptides tomemorise
 By doing so, it does not allow thenormal evading mechanisms of thevirus, or whole proteins of thevirus, to trick the immune systeminto remembering the variablepeptides
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Immune response
2nd August 2011
 Significant numbers of memoryT cells are now created againstthese constant peptides, as morewould be presented on thesurface of cells by the HLAs
 Significant numbers of B cells(or antibodies) are now createdagainst these constant peptides,that are placed on the cellssurfaces during the HIV life cycle
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Immune response (2)
2nd August 2011
 In naturally-occurring infection,these constant peptides wouldhave to compete with otherpeptides for space within thelimited number of HLAs on acells’ surfaces, resulting in fewerof the desired memory T cellsbeing produced
 In naturally-occurring infection,the constant peptides that areplaced on the cell surface duringthe HIV life-cycle are so few thatnot enough B cells (orantibodies) can form againstthem. Hence, they are never ableto out-number the virus,rendering them ineffective
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Implication of SEEK’s vaccine
2nd August 2011
 SEEK’s vaccine would generatesufficient T cells and B cellsagainst conserved peptides andhence would be effective againstall clades of the HIV virus thatare known
 This should provide long-termprotection before exposure aswell as therapeutic benefit afterexposure to HIV
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SEEK’s manufacturing approach
2nd August 2011
 A vaccine based on constantpeptides can be manufacturedin chemical plants
 This allows the vaccine to bemade in large quantities and ata low cost
 Such a vaccine can resolvethe problem of treating a largenumber of people in low-incomecountries, for whom the cost ofanti-retroviral treatments isprohibitive
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SEEK’s antigen selection method
2nd August 2011
 The use of a proprietarycomputer algorithm has allowedthe identification of theseconstant peptides, making thedevelopment of the vaccinefeasible
 This technology can also beapplied to the identification ofvaccines for other highly-mutatingviruses
 SEEK has identified vaccinecandidates using this technologyagainst Flu, Hepatitis B & C,Rotavirus A, mosquito-bornediseases and others
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