Desarrollo de candidatos vacunales contra Babesia bovis basados en vectores virales y proteínas recombinantes
La babesiosis bovina es una enfermedad parasitaria trasmitida por garrapatas y causadapor los protozooarios intraeritrocíticos Babesia bovis y B. bigemina. Esta infección provocaimportantes pérdidas económicas en varias regiones tropicales y subtropicales del mundodonde el vector está presente. En n...
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| Publicado: |
Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales
2016
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La babesiosis bovina es una enfermedad parasitaria trasmitida por garrapatas y causadapor los protozooarios intraeritrocíticos Babesia bovis y B. bigemina. Esta infección provocaimportantes pérdidas económicas en varias regiones tropicales y subtropicales del mundodonde el vector está presente. En nuestro país, la zona ganadera afectada incluye elnoreste y noroeste por encima del paralelo 33°S en donde la garrapata vector Rhipicephalus microplus encuentra las condiciones ecológicas adecuadas para sudesarrollo. La vacunación contra la babesiosis bovina es una de las medidas de control existente paraesta parasitosis y se realiza en terneros menores a los nueve meses de edad utilizandoprincipalmente hemovacunas refrigeradas a base de cepas vivas atenuadas de estosparásitos. Si bien esta vacuna es efectiva en una única dosis, confiriendo proteccióndurante toda la vida útil del bovino, presenta algunas desventajas en su producción, vidamedia y logística de distribución. Por este motivo, el desarrollo de alternativas vacunalesque superen estas dificultades resulta de interés para mejorar las condiciones sanitariasde la región y aumentar la competitividad del sector. En este presente trabajo de tesis, se han desarrollado tres candidatos vacunales basadosen las regiones inmunodominantes de tres antígenos de B. bovis altamente conservados einmunodominantes para el bovino; estos son las proteínas MSA-2c (del inglés, Merozoite Surface protein – 2c), RAP-1 (Rhoptry Associated Protein – 1) y HSP20 (Heat Shock Protein 20). Estos 3 antígenos se han obtenido en dos plataformas de expresión diferentes: comovectores virales no replicativos y como proteínas recombinantes. El primer candidato es un virus vaccinia Ankara modificado (rMVA), un poxvirus noreplicativo que codifica en un único marco de lectura estas tres regiones antigénicas comoun multiantígeno al que denominamos rMABbo. Asimismo se ha desarrollado un Adenovirus recombinante (rAd) que codifica el mismomultiantígeno. También, se han obtenido en un sistema procariota las tres proteínas porseparado y el multiantígeno recombinante como única poliproteína. Con los tres inmunógenos desarrollados, se estudió la respuesta inmune celular y humoralinducida por los mismos en el modelo murino en esquemas de vacunación “prime –boost” homólogos y heterólogos. Los resultados mostraron que la vacunación heterólogaque combinó el prime con rAd o con el rMABbo y el boost con el virus rMVA resultaron sermás efectivas que sus esquemas homólogos, pudiendo detectarse en ambos tipos deesquemas heterólogos altos títulos de anticuerpos específicos de tipo IgG con una mayorproporción del isotipo IgG2a, niveles significativos de IFN secretado y un alto porcentajede células CD4+ y CD8+ productoras de una y ambas citoquinas de perfil Th1: IFNγ y TNFα Los aportes de este trabajo de tesis permitieron desarrollar nuevos inmunógenosrecombinantes basados en un diseño racional de antígenos y plataformas de expresiónpara optimizar la respuesta inmune protectiva hacia Babesia bovis. Además se hacaracterizado la respuesta inmune inducida en el modelo murino, permitiendo dilucidarlos aspectos claves a tener en cuenta para seleccionar la mejor estrategia vacunal a serevaluada frente al desafío con Babesia bovis en bovinos, único modelo biológico para esteparásito. |
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tesis:tesis_n6007_JaramilloOrtiz2023-10-02T20:13:50Z Desarrollo de candidatos vacunales contra Babesia bovis basados en vectores virales y proteínas recombinantes Development of vaccine candidates against Babesia bovis based on viral vectors and recombinant proteins Jaramillo Ortiz, José Manuel Wilkowsky, Silvina Elizabeth BABESIA BOVIS VIRUS VACCINIA ANKARA MODIFICADO ADENOVIRUS MULTIANTIGENO ESQUEMAS ¨PRIME-BOOST¨ BABESIA BOVIS MODIFIED VACCINIA ANKARA VIRUS ADENOVIRUS MULTI-ANTIGEN PRIME-BOOST SCHEMES La babesiosis bovina es una enfermedad parasitaria trasmitida por garrapatas y causadapor los protozooarios intraeritrocíticos Babesia bovis y B. bigemina. Esta infección provocaimportantes pérdidas económicas en varias regiones tropicales y subtropicales del mundodonde el vector está presente. En nuestro país, la zona ganadera afectada incluye elnoreste y noroeste por encima del paralelo 33°S en donde la garrapata vector Rhipicephalus microplus encuentra las condiciones ecológicas adecuadas para sudesarrollo. La vacunación contra la babesiosis bovina es una de las medidas de control existente paraesta parasitosis y se realiza en terneros menores a los nueve meses de edad utilizandoprincipalmente hemovacunas refrigeradas a base de cepas vivas atenuadas de estosparásitos. Si bien esta vacuna es efectiva en una única dosis, confiriendo proteccióndurante toda la vida útil del bovino, presenta algunas desventajas en su producción, vidamedia y logística de distribución. Por este motivo, el desarrollo de alternativas vacunalesque superen estas dificultades resulta de interés para mejorar las condiciones sanitariasde la región y aumentar la competitividad del sector. En este presente trabajo de tesis, se han desarrollado tres candidatos vacunales basadosen las regiones inmunodominantes de tres antígenos de B. bovis altamente conservados einmunodominantes para el bovino; estos son las proteínas MSA-2c (del inglés, Merozoite Surface protein – 2c), RAP-1 (Rhoptry Associated Protein – 1) y HSP20 (Heat Shock Protein 20). Estos 3 antígenos se han obtenido en dos plataformas de expresión diferentes: comovectores virales no replicativos y como proteínas recombinantes. El primer candidato es un virus vaccinia Ankara modificado (rMVA), un poxvirus noreplicativo que codifica en un único marco de lectura estas tres regiones antigénicas comoun multiantígeno al que denominamos rMABbo. Asimismo se ha desarrollado un Adenovirus recombinante (rAd) que codifica el mismomultiantígeno. También, se han obtenido en un sistema procariota las tres proteínas porseparado y el multiantígeno recombinante como única poliproteína. Con los tres inmunógenos desarrollados, se estudió la respuesta inmune celular y humoralinducida por los mismos en el modelo murino en esquemas de vacunación “prime –boost” homólogos y heterólogos. Los resultados mostraron que la vacunación heterólogaque combinó el prime con rAd o con el rMABbo y el boost con el virus rMVA resultaron sermás efectivas que sus esquemas homólogos, pudiendo detectarse en ambos tipos deesquemas heterólogos altos títulos de anticuerpos específicos de tipo IgG con una mayorproporción del isotipo IgG2a, niveles significativos de IFN secretado y un alto porcentajede células CD4+ y CD8+ productoras de una y ambas citoquinas de perfil Th1: IFNγ y TNFα Los aportes de este trabajo de tesis permitieron desarrollar nuevos inmunógenosrecombinantes basados en un diseño racional de antígenos y plataformas de expresiónpara optimizar la respuesta inmune protectiva hacia Babesia bovis. Además se hacaracterizado la respuesta inmune inducida en el modelo murino, permitiendo dilucidarlos aspectos claves a tener en cuenta para seleccionar la mejor estrategia vacunal a serevaluada frente al desafío con Babesia bovis en bovinos, único modelo biológico para esteparásito. Bovine babesiosis is a tick – borne disease caused by the intraerythrocytic protozoanparasites Babesia bovis and B. bigemina. This infection causes economic losses in tropicaland subtropical areas where the tick is present. In Argentina, the livestock area affectedincludes the northeast and northwest of the parallel 33° S, where the natural vector Rhipicephalus (Boophilus) microplus finds the ecological conditions for its development. To prevent babesiosis outbreaks in endemic areas, 4-9-month-old calves are vaccinatedwith live attenuated strains of both parasites. Even though these vaccines are effective ina single dose, conferring protection throughout the life of the bovine, they have somedisadvantages in their production, half-life and distribution logistics. Hence, thedevelopment of alternative vaccines to overcome these difficulties is of great interest toimprove sanitary conditions in order to increase the competitiveness of the livestockproduction. In this present work, three vaccine candidates have been developed. These immunogensare based on the immunodominant regions of three highly conserved B. bovis antigensthat are also immunodominant for cattle: MSA-2c (Merozoite Surface protein - 2c), RAP-1 (Rhoptry Associated Protein - 1) and HSP20 (Heat Shock Protein 20). These three antigenswere obtained on two different expression platforms: as non-replicative viral vectors andas recombinant proteins. The first candidate is a recombinant modified vaccinia Ankara vector (rMVA), a nonreplicativepoxvirus which encodes an open reading frame of a multi-antigen (rMABbo) . This multi-antigen includes B and T cells epitopes of the three antigens mentioned above. In addition, a recombinant adenovirus (rAd) expressing the same rMABbo was developed. Besides, the complete rMABbo and each of the three antigens were expressed separatelyin E.coli and purified by affinity chromatography for delivery as subunit vaccines. The humoral and cellular immune responses induced by the three vaccine candidate wereevaluated in both homologous and heterologous prime – boost immunizations. Theresults show that heterologous immunization combining the rAd or the rMABbo as aprime, with rMVA as a boost elicit the most effective immune response in terms of highspecific IgG antibody titters with a major IgG2a subclass proportion (indicating a Th1immune response), a significant level of secreted IFNγ and high percentages of both CD4+and CD8+ T cells producing both IFNγ and TNFα cytokines. The present work contributes to the development of a new generation vaccine candidatesbased on a rational design and antigen expression platforms to optimize the protectiveimmune response to Babesia bovis. The characterization of the immune response in themurine model is also an accessible approach to optimize the best vaccination strategy tobe evaluated in cattle which is the only biological model against Babesia bovis infection. Fil: Jaramillo Ortiz, José Manuel. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales 2016-03-16 info:eu-repo/semantics/doctoralThesis info:ar-repo/semantics/tesis doctoral info:eu-repo/semantics/publishedVersion application/pdf spa info:eu-repo/semantics/openAccess https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/ar https://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n6007_JaramilloOrtiz |