Expressão de antígenos exógenos a Mycobacterium bovis BCG através da decoração de superfície Non-genética com o sistema de avidina-biotina

Várias estratégias têm sido propostas para substituir a atual vacina contra tuberculose BCG, incluindo sistemas de adjuvante da proteína, tecnologias em vetor virais, M.tb cepas atenuadas e cepas de BCG geneticamente modificadas, também para introduzir genes excesso, expressando antígenos de BCG que não são suficientemente expressa durante infecção¹ ou Mtb-antígenos específicos, não presentes na BCG². Engenharia genética, no entanto, enfrenta muitos obstáculos, incluindo o nível incerto de segurança, o processo demorado e a baixa eficiência de expressão vetores^4,5. Com relação à melhoria da BCG, uma abordagem alternativa é necessário para melhorar a imunogenicidade sem a necessidade de alternações genéticas incertas.

Neste estudo, apresentamos uma estratégia romance para exibição de proteínas recombinantes de interesse na superfície das células de BCG que baseia-se na interação conhecida avidin alta afinidade com biotina. Esta abordagem permite fixação rápida e reprodutível de proteínas recombinantes avidin da fusão na superfície do biotinilado BCG, o que facilita o amplas manipulações de BCG para alcançar a máxima melhoria da sua eficácia, mantendo sua segurança excelente grave, observada ao longo de décadas de uso.

Afinidade avidina biotina é extremamente alta (K_d = 10⁻¹⁵ M) e uma vez formado, o complexo biotina-avidina é muito estável e pode ser interrompido somente sob condições⁶de desnaturação. No entanto, para este tipo de interação para servir como uma alternativa de método de transferência genética, exposição a longo prazo mas reversível das proteínas recombinantes é necessária. Assim, apresentamos aqui uma avidina monomérica de baixa afinidade (K_d = 10⁻⁷ M) que leva à liberação reversível de proteína da superfície decorada BCG, uma vez ingerido dentro de células apresentadoras. A fim de fornecer uma prova de conceito, nós testamos esse método usando uma proteína quimérico avidin monomérico, correspondente a um antígeno substituto derivado de ovalbumina (OVA)^7,8. Os resultados mostraram que a superfície da célula BCG pode ser facilmente e rapidamente decorada com proteínas da fusão avidin monoméricos e que essa ligação à superfície de BCG é estável e pode ser reproduzido sem alterações detectáveis no crescimento bacteriano e sobrevivência. Além disso, encontramos que a BCG decorado com avidin monomérico fundida com óvulos (AviOVA) pode induzir uma resposta imune semelhante àquela induzida por BCG geneticamente expressando o mesmo antígeno tanto in vitro e in vivo. Esta tecnologia de display reversível das proteínas de interesse na superfície bacteriana é, portanto, um substituto eficaz das abordagens de transferência do gene tradicional e pode fornecer uma plataforma para grandes manipulações de BCG e outras aplicações em vacina desenvolvimento.