Use of peptide microarrays for mapping viral b cell epitopes
Peptid-Mikroarrays zur Kartierung viraler B-Zell-Epitope
by Ahmed Abd El Wahed Aly Abou El Nasr Abou El Nasr
Date of Examination:2011-03-15
Date of issue:2011-03-17
Advisor:Prof. Dr. Hans-Joachim Fritz
Referee:Prof. Dr. Hans-Joachim Fritz
Referee:Prof. Dr. Gerhard Hunsmann
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Name:abou_el_nasr.pdf
Size:4.37Mb
Format:PDF
Description:Dissertation
Abstract
English
Mapping targets of antibodies - in particular neutralizing ones - is of great value for monitoring vaccination efficacy as well as for development of novel vaccines and reagents for diagnostics. To this end, several methods (e.g. phage display libraries, peptide-based ELISA) have been used. These, however, suffer from cumbersome handling and the need of large amounts of sera, often pooled from many patients with the effect of blinding the serological analysis to individual variation. As shown here, these disadvantages can be overcome by miniaturization and parallelization. In this study, hepatitis B virus (HBV) and human immunodeficiency virus envelop (HIVenv) chips with overlapping oligopeptides encompassing the full amino acid sequences of different HBV and HIV polypeptides were produced via SPOT synthesis (Frank 1992) and printing to glass slides (Dikmans, Beutling et al. 2006). In addition, a chip displaying a library of 4608 different 15-mers of defined but randomly chosen sequence (4608-RPL) was prepared. HBV and HIVenv chips were used for analyzing monoclonal antibodies, serum samples from HBV vaccinated or infected individuals, and sera from HIV/SIV-immunized monkeys. Both chips allowed for high-resolution mapping of B cell linear epitopes. The identified epitopes were 3, 6, 9 or 12 amino acids in length. Moreover, it was shown that, for a great extent, the 4608-RPL could be used for identifying target sequences of monoclonal antibodies detecting several types of B cell epitope. Dikmans, A., U. Beutling, et al. (2006). "SC2: A novel process for manufacturing multipurpose high-density chemical microarrays." Qsar & Combinatorial Science 25(11): 1069-1080. Frank, R. (1992). "Spot-Synthesis - an Easy Technique for the Positionally Addressable, Parallel Chemical Synthesis on a Membrane Support." Tetrahedron 48(42): 9217-9232.
Keywords: HBV; HIV; B cell epitope; peptide microarray
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Entdeckung von Bindungsstellen für Antikörper, besonderes solcher, die Viren neutralisieren, ist von großem Nutzen zur Überprüfung eines Impfschutzes aber auch für die Entwicklung neuer Vakzinen und diagnostischer Reagenzien. Herzu wundern verschiedene Methoden benutzt, wie z.B. Phagen-Bibliotheken oder Peptid-ELISAs. Diese Techniken sind kompliziert durchzuführen und benötigen große Serumvolumina. Dazu müssen teilweise Seren verschiedener Patienten zusammengeführt werden wodurch individuell unterschiedliche Reaktionen verdeckt werden. Diese Nachteile können durch die Verwendung von Chip-gebundenen Peptiden vermieden werden, die außerdem eine Parallelisierung und Miniaturisierung der Ansätze ermöglichen. Für diese Untersuchungen wurden überlappende Peptide entsprechend der HBV-Sequenz und des Hüllproteins des HIV von Dr. Frank, HZI Braunschweig, synthetisiert (Frank 1992) und auf mikroskopische Objektträger gedruckt (Dikmans, Beutling et al. 2006). Zusätzlich wurde eine Bibliothek aus 4608 unterschiedlichen, Zufalls-generierten 15-mere Peptiden verwendet (4608_RPL). Die HBV- und HIV Chips wurden zu Analyse der Bindungs-Epitope von monoklonalen Antikörpern, Serumproben von HBV-Immunisierten oder infizierten Personen sowie von HIV/SIV immunisierten Rhesusaffen verwendet. Die beiden Chips mit den überlappenden Peptiden erlaubten lineare B-Zell- Epitope mit hohe Auflösung zu kartieren. Die Bindungs-Epitope waren 3, 6, 9, oder 12 Aminosäuren lang. Die 4608_RPL Bibliothek konnte Bindungs-Epitope identifizieren, die kontinuierliche, diskontinuierlich order durch Zukerbindung stabilisiert waren. Dikmans, A., U. Beutling, et al. (2006). "SC2: A novel process for manufacturing multipurpose high-density chemical microarrays." Qsar & Combinatorial Science 25(11): 1069-1080. Frank, R. (1992). "Spot-Synthesis - an Easy Technique for the Positionally Addressable, Parallel Chemical Synthesis on a Membrane Support." Tetrahedron 48(42): 9217-9232.
Schlagwörter: HBV; HIV; B-Zell- Epitope; Peptide Microarray