Resposta imune de tilápias do Nilo (Oreochromis niloticus) vacinadas contra Streptococcus agalactiae

Pós-graduação em Medicina Veterinária - FCAV

Desenvolvimento e avaliação de uma vacina inativada contra estirpe variante brasileira do vírus da bronquite infecciosa aviária

Pós-graduação em Medicina Veterinária - FCAV

Estudo da resposta imune de camundongos BALB/c com a proteína recombinante A2 de Leishmania chagasi

Pós-graduação em Microbiologia Agropecuária - FCAV

Immunomodulation with β-glucan in matrinxã (Brycon amazonicus)

Pós-graduação em Zootecnia - FCAV

RNA-basierte Impfstoffe zur Induktion optimaler Immunantworten

Antigen-kodierende RNA wird als eine sichere und effiziente Alternative zu traditionellen Impfstoff-Formulierungen, wie Peptid-, Protein-, rekombinanten viralen oder DNA basierten Impfstoffen betrachtet. Der endgültige klinische Nutzen RNA-basierter Impfstoffe wird von der Optimierung verschiedener Parameter abhängig sein, die zur Induktion und effizienten Expansion der humoralen und zellvermittelten Immunantwort beitragen. Vor diesem Hintergrund war die Zielsetzung der vorliegenden Arbeit, die Etablierung pharmakologischer und immunologischer Parameter für die Generierung effektiver Immunantworten durch RNA-Impfstoffe sowie deren Wirksamkeit in vitro und im Mausmodell unter Nutzung von Modellantigenen zu testen. Zur Untersuchung und Optimierung der RNA-Pharmakokinetik, als einem Schlüsselaspekt der klinischen Medikamentenentwicklung, wurde der Einfluss von strukturellen Modifikationen auf die Transkriptstabilität und Translationseffizienz von Reporter-Proteinen in einer zeitabhängigen Kinetik evaluiert. Es wurde gezeigt, dass ein poly(A) Schwanz von 120 Adenosinen, verglichen mit einem kürzeren, ein freies 3´ poly(A) Ende, verglichen mit einem verdeckten und eine doppelte β-globin 3´ UTR, unabhängig voneinander zu einer Erhöhung der IVT-RNA Stabilität und zu einer Verbesserung der Translationseffizienz beitrugen und dadurch insgesamt zu einer erhöhten Proteinexpression führten. Antigen-kodierende IVT-RNA mit diesen molekularen Merkmalen in Kombination führte, im Vergleich zur Standard IVT-RNA, zu einer erhöhten Dichte und Stabilität von Peptid/MHC-Komplexen auf der Zelloberfläche transfizierter DCs und dadurch zu einer verbesserten Stimulation von CD4+ und CD8+ T-Zellen im murinen und humanen System. Mit dem Ziel, die RNA kodierte Antigenform für die Induktion einer verstärkten Antikörperantwort zu modifizieren, wurde im zweiten Teil der Arbeit ein Antigen-IgM Fusionskonstrukt hergestellt und hinsichtlich seiner Eignung als neues Impfstoff-Format untersucht. Die Ausgangshypothese, dass die RNA kodierten Antigen-IgM Fusionsproteine polymerisieren, von transfizierten Zellen sezerniert werden und aufgrund der repetitiven Antigenstruktur im Vergleich mit dem monomeren Antigen zu einer Verstärkung der Antikörperantwort führen, wurde in vitro und in vivo im Mausmodell bestätigt. Die Entwicklung und Evaluierung von Zytokinfusionsproteinen zur selektiven Verstärkung der antigenspezifischen Immunantworten bildeten den dritten Schwerpunkt der vorliegenden Arbeit. Zur weiteren Verstärkung der Antikörperantwort wurde basierend auf den Resultaten aus dem zweiten Teil ein IL2-IgM Fusionskonstrukt hergestellt. Die Ko-Transfektion von Antigen-IgM und IL2-IgM kodierender IVT-RNA führte zu einer signifikant stärkeren Antikörperantwort als die Ko-Transfektion von Antigen-IgM und IL2. Für die Initiierung einer erfolgreichen anti-Tumor-Immunantwort ist das Priming antigenspezifischer T-Zellen essentiell. Um die Effizienz dieses Prozesses zu steigern, wurde ein bifunktionelles IL2-mCD40L Fusionskonstrukt hergestellt und sein Einfluss auf die Effektorfunktion von DCs in vitro und in vivo untersucht. Es wurde gezeigt, dass ein RNA kodiertes IL2-mCD40L Fusionsprotein als genetisches Adjuvanz zu einer Effizienzsteigerung des Priming zytotoxischer T-Zellen führt. Somit wurden in dieser Arbeit durch die Optimierung der Pharmakokinetik, die Modifikation der Antigenform und die Herstellung und Evaluierung von Zytokinfusionskonstrukten als genetische Adjuvantien, RNA-basierte Impfstoffe für eine optimierte Induktion von antigenspezifischen Immunantworten weiter verbessert.

Optimierung einer partikulären Cytomegalovirus-Vakzine

Pränatale Infektionen mit dem humanen Cytomegalovirus (HCMV) sind die häufigste Ursache frühkindlicher Schädigung, noch vor dem Down-Syndrom oder dem fetalen Alkoholsyndrom. Reaktivierung dieses Herpesvirus ist darüber hinaus als lebensbedrohliche Komplikation in der Transplantationsmedizin gefürchtet. Von Experten wurde daher die Entwicklung einer Vakzine vielfach angemahnt. Trotz unterschiedlicher Ansätze zu ihrer Entwicklung ist bisher jedoch kein Impfstoff verfügbar. Die Verwendung von subviralen Dense Bodies (DB) des Virus als Vakzinegrundlage stellt eine vielversprechende Strategie zur HCMV-Impfstoffentwicklung dar. DB enthalten bereits in ihrer natürlichen Form wichtige Zielantigene der humoralen und zellulären Immunantwort gegen HCMV. Durch gezielte Mutation des 230.000 Basenpaare umfassenden Genoms des HCMV konnte in Vorarbeiten der Beweis erbracht werden, dass DB hinsichtlich ihres antigenen Repertoires optimierbar sind. Allerdings waren Immunogenität und erzielte Ausbeuten noch unbefriedigend. Ziel der vorliegenden Arbeit war es, den Ansatz der Verwendung modifizierter DB als Impfstoff-Grundlage weiter zu entwickeln und Erkenntnisse über die für die Partikelbildung entscheidenden molekularen Mechanismen zu erarbeiten. In einem ersten Abschnitt wurde der Ansatz der Modifikation von DB durch Insertion heterologer Peptidantigene in das virale Tegumentprotein pp65 verfeinert. Das pp65 ist die mengenmäßig dominante Komponente von DB. Durch Herstellung und Austestung definierter HCMV Mutanten konnte die Position 175 des pp65 als geeignete Insertionsstelle für virale wie für nicht-virale Antigene identifiziert werden. In einem zweiten Schritt der Arbeit wurde die Rolle des pp65 im Verlauf der viralen Vermehrung und Morphogenese näher untersucht. Grundlage für diese Analysen war eine Virusmutante, die eine dominant-negative Variante des pp65 exprimierte. Vergleichende massenspektrometrische Untersuchungen unter Einbeziehung von pp65-kompetenten und pp65-negativen Virusmutanten zeigten, dass pp65 in der spät-infizierten Zelle mit dem viralen RNA-Exportfaktor pUL69 und der virale Kinase pUL97 komplexiert vorkommt. Das pp65 wurde als Substrat von pUL97 identifiziert. Daneben wurden essentielle Proteine des viralen Replikationsapparates, sowie zelluläre Proteine des RNA-Metabolismus und Transports und virale DNA in diesen Komplexen gefunden. Die Ergebnisse deuteten darauf hin, dass pp65 zu späten Zeitpunkten der viralen Infektion zu Stellen viraler DNA rekrutiert wird und dort regulatorisch in posttranskriptionelle Vorgänge von RNA Prozessierung oder RNA Transport eingreift. Die Hypothese, dass pp65 einen regulatorischen Einfluss auf die RNA-Exportfunktion von pUL69 nimmt, liegt nahe und ist nun in weiteren Analysen prüfbar.

Virus-like particles induce robust human T-helper cell responses

Among synthetic vaccines, virus-like particles (VLPs) are used for their ability to induce strong humoral responses. Very little is reported on VLP-based-vaccine-induced CD4(+) T-cell responses, despite the requirement of helper T cells for antibody isotype switching. Further knowledge on helper T cells is also needed for optimization of CD8(+) T-cell vaccination. Here, we analysed human CD4(+) T-cell responses to vaccination with MelQbG10, which is a Qβ-VLP covalently linked to a long peptide derived from the melanoma self-antigen Melan-A. In all analysed patients, we found strong antibody responses of mainly IgG1 and IgG3 isotypes, and concomitant Th1-biased CD4(+) T-cell responses specific for Qβ. Although less strong, comparable B- and CD4(+) T-cell responses were also found specific for the Melan-A cargo peptide. Further optimization is required to shift the response more towards the cargo peptide. Nevertheless, the data demonstrate the high potential of VLPs for inducing humoral and cellular immune responses by mounting powerful CD4(+) T-cell help.

[How the bovine viral diarrhea virus outwits the immune system]

The interaction of bovine viral diarrhea virus (BVD virus) with its host has several unique features, most notably the capacity to infect its host either transiently or persistently. The transient infection stimulates an antiviral immune reaction similar to that seen in other transient viral infections. In contrast, being associated with immunotolerance specific for the infecting BVD viral strain, the persistent infection differs fundamentally from other persistent infections like those caused by lentiviruses. Whereas the latter are characterized by complex viral evasion of the host's adaptive immune response by mechanisms such as antigenic drift and interference with presentation of T cell epitopes, BVD virus avoids the immune response altogether by inducing both humoral and cellular immune tolerance. This is made possible by invasion of the fetus at an early stage of development. In addition to adaptive immunity, BVD virus also manipulates key elements of the host's innate immune response. The non-cytopathic biotype of BVD virus, which is capable of persistently infecting its host, fails to induce type I interferon. In addition, persistently infected cells are resistant to the induction of apoptosis by double-stranded RNA and do not produce interferon when treated with this pathogen-associated molecular pattern (PAMP) that signals viral infection. Moreover, when treated with interferon, cells persistently infected with non-cytopathic BVD virus do not clear the virus. Surprisingly, however, despite this lack of effect on persistent infection, interferon readily induces an antiviral state in these cells, as shown by the protection against infection by unrelated viruses. Overall, BVD virus manipulates the host's interferon defense in a manner that optimises its chances of maintaining the persistent infection as well as decreasing the risks that heterologous viral infections may carry for the host. Thus, since not all potential host cells are infected in animals persistently infected with BVD virus, heterologous viruses replicating in cells uninfected with BVD virus will still trigger production of interferon. Interferon produced by such cells will curtail the replication of heterologous viruses only, be that in cells already infected with BVD virus, or in cells in which the heterologous virus may replicate alone. From an evolutionary viewpoint, this strategy clearly enhances the chances of transmission of BVD virus to new hosts, as it attenuates the negative effects that a global immunosuppression would have on the survival of persistently infected animals.

Pathogenesis of bacterial meningitis.

Bacterial meningitis is fatal in 5% to 40% of patients and causes neurologic sequelae in up to 30% of survivors. Much has been learned recently about the mechanisms that lead to brain injury during meningitis. Once bacteria have gained access to the central nervous system, their multiplication triggers a complex host response consisting of humoral and cellular immune mediators, reactive oxygen intermediates, matrix-metalloproteinases, and other host-derived factors. Alterations of the cerebral vasculature, with disruption of the blood brain barrier and global and focal ischemia, ultimately lead to functional and structural brain damage. This article reviews current concepts of the pathophysiology of bacterial meningitis and emphasizes possible therapeutic strategies to prevent its harmful consequences.

Polyethylenimine-based polyplex delivery of self-replicating RNA vaccines

Self-amplifying replicon RNA (RepRNA) are large molecules (12-14kb); their self-replication amplifies mRNA template numbers, affording several rounds of antigen production, effectively increasing vaccine antigen payloads. Their sensitivity to RNase-sensitivity and inefficient uptake by dendritic cells (DCs) - absolute requirements for vaccine design - were tackled by condensing RepRNA into synthetic, nanoparticulate, polyethylenimine (PEI)-polyplex delivery vehicles. Polyplex-delivery formulations for small RNA molecules cannot be transferred to RepRNA due to its greater size and complexity; the N:P charge ratio and impact of RepRNA folding would influence polyplex condensation, post-delivery decompaction and the cytosolic release essential for RepRNA translation. Polyplex-formulations proved successful for delivery of RepRNA encoding influenza virus hemagglutinin and nucleocapsid to DCs. Cytosolic translocation was facilitated, leading to RepRNA translation. This efficacy was confirmed in vivo, inducing both humoral and cellular immune responses. Accordingly, this paper describes the first PEI-polyplexes providing efficient delivery of the complex and large, self-amplifying RepRNA vaccines.

Effect of periodontal treatment on the serum antibody levels to heat shock proteins

We have shown previously that both humoral and cellular immune responses to heat shock protein 60 (HSP60) are elevated in chronic periodontitis patients compared with non-diseased subjects. The aim of the present study was to determine whether periodontal treatment could influence the level of serum antibodies to human HSP60 and Porphyromonas gingivalis GroEL, a bacterial homologue of human HSP60. Sera were obtained from 21 patients with moderate to advanced chronic periodontitis at the baseline examination and again after completion of treatment. Antibody levels were determined using an enzyme-linked immunosorbent assay. The mean anti-P. gingivalis GroEL antibody levels were down-regulated significantly by periodontal treatment when recombinant P. gingivalis GroEL was used as an antigen, whereas antibody levels to P. gingivalis GroEL-specific peptide were significantly elevated following successful periodontal therapy. The mean level of anti-human HSP60 antibody remained unchanged although individual levels of antibody either increased or decreased after periodontal treatment, suggesting that synthesis of these antibodies might be regulated independently during the course of periodontal infection. Although their regulatory mechanisms in chronic infection are not understood, further study would provide insight not only into the role of these antibodies in the pathogenesis of periodontitis but also into the possible link between periodontitis and systemic diseases such as coronary heart disease.

Augmentation de l'immunogénicité de la nucléoprotéine de l'influenza par multimérisation in vitro

Les travaux effectués au cours de ce mémoire ont permis de développer une alternative aux vaccins présentement utilisés contre le virus de l’influenza. Nous avons utilisé la nucléoprotéine (NP) de l’influenza comme base vaccinale puisque cette protéine est conservée chez les souches d’influenza A et qu’elle possède un potentiel de protection croisée. Nous avons montré que la multimérisation de la NP grâce à un gabarit d’ARN permet d’augmenter son immunogenicité. Cette multimérisation en pseudo-nucléoparticule virale (NLP) a augmenté la réponse humorale et cellulaire spécifique à NP et l’ajout d’un adjuvant (PAL) a permis d’amplifier davantage la réponse humorale contre NP. Une dose du vaccin candidat NLP-PAL n’a pas réussi à protéger des souris contre une infection létale avec une souche homotypique d’influenza. Cependant, des résultats avec un régime de deux immunisations montrent des résultats encourageants qui permettent d’espérer une protection envers une infection virale.

The mc2-CMX vaccine induces an enhanced immune response against Mycobacterium tuberculosis compared to Bacillus Calmette-Guérin but with similar lung inflammatory effects

Although the attenuated Mycobacterium bovis Bacillus Calmette-Guérin (BCG) vaccine has been used since 1921, tuberculosis (TB) control still proceeds at a slow pace. The main reason is the variable efficacy of BCG protection against TB among adults, which ranges from 0-80%. Subsequently, the mc2-CMX vaccine was developed with promising results. Nonetheless, this recombinant vaccine needs to be compared to the standard BCG vaccine. The objective of this study was to evaluate the immune response induced by mc2-CMX and compare it to the response generated by BCG. BALB/c mice were immunised with both vaccines and challenged with Mycobacterium tuberculosis (Mtb). The immune and inflammatory responses were evaluated by ELISA, flow cytometry, and histopathology. Mice vaccinated with mc2-CMX and challenged with Mtb induced an increase in the IgG1 and IgG2 levels against CMX as well as recalled specific CD4+ T-cells that produced T-helper 1 cytokines in the lungs and spleen compared with BCG vaccinated and challenged mice. Both vaccines reduced the lung inflammatory pathology induced by the Mtb infection. The mc2-CMX vaccine induces a humoral and cellular response that is superior to BCG and is efficiently recalled after challenge with Mtb, although both vaccines induced similar inflammatory reductions.

Triple Regimen with Rituximab, Plasmapheresis and Intravenous Immunoglobulin in the Treatment of Dialysis Dependent Acute Humoral-Mediated Rejection in Kidney Grafts

Introduction: The clinical importance of humoral-mediated acute rejection has been progressively recognised. Early recognition and treatment with plasmapheresis and intravenous immunoglobulin have recently improved short term prognosis. Case report: In this report we describe the clinical features of three 2nd transplant patients developing severe acute humoral rejection during the first week post-transplant while on anti-thymocyte globulin therapy. Treatment with plasmapheresis/ intravenous immunoglobulin/rituximab resulted in rapid reversal of oliguria,and recovery of renal function within the 1st week of treatment in 2/3 patients. Diagnosis was confirmed by graft biopsies revealing peritubular neutrophiles and C4d deposits. Sequential graft biopsies in all three patients revealed complete histological recovery within two weeks. One patient never recovered renal function, and one patient lost his graft at three months following hemorrhagic shock. After 2 years follow up, the remaining patient maintains a serum creatinine of 1.1mg/dl. Conclusion: The regimen using plasmapheresis plus intravenous immunoglobulin and rituximab was effective in rapidly reversing severe acute humoral rejection.

MOBP-specific cellular immune responses are weaker than MOG-specific cellular immune responses in patients with multiple sclerosis and healthy subjects.

Multiple sclerosis (MS) is an inflammatory and demyelinating disease of the central nervous system (CNS). Myelin oligodendrocyte glycoprotein (MOG) and myelin oligodendrocyte basic protein (MOBP) were both shown to be highly encephalitogenic in animal models of MS. In contrast, the association of MOG- and MOBP-specific humoral or cellular immune responses and MS in humans is far less established. In this study, we sought to analyse MOG- and MOBP-specific T-cell responses in a large cohort of patients with various stages of the disease. Patients with other neurological diseases and healthy subjects were enrolled to serve as control study subjects. We determined the proliferation and the secretion of IFN-γ secretion in our cohort. We found that MOG-specific T-cell responses were higher and more frequent as compared to MOBP-specific ones. However, both MS patients and control study subjects had similar myelin-specific T-cell responses at the periphery, thus calling for more precise studies at CNS level.