Adjuvants are Key Factors for the Development of Future Vaccines: Lessons from the Finlay Adjuvant Platform

The development of effective vaccines against neglected diseases, especially those associated with poverty and social deprivation, is urgently needed. Modern vaccine technologies and a better understanding of the immune response have provided scientists with the tools for rational and safer design of subunit vaccines. Often, however, subunit vaccines do not elicit strong immune responses, highlighting the need to incorporate better adjuvants; this step therefore becomes a key factor for vaccine development. In this review we outline some key features of modern vaccinology that are linked with the development of better adjuvants. In line with the increased desire to obtain novel adjuvants for future vaccines, the Finlay Adjuvant Platform offers a novel approach for the development of new and effective adjuvants. The Finlay Adjuvants (AFs), AFPL (proteoliposome), and AFCo (cochleate), were initially designed for parenteral and mucosal applications, and constitute potent adjuvants for the induction of Th1 responses against several antigens. This review summarizes the status of the Finlay technology in producing promising adjuvants for unsolved-vaccine diseases including mucosal approaches and therapeutic vaccines. Ideas related to adjuvant classification, adjuvant selection, and their possible influence on innate recognition via multiple toll-like receptors are also discussed. © 2013 Pérez, Romeu, Cabrera, González, Batista-Duharte, Labrada, Pérez, Reyes, Ramírez, Sifontes, Fernández and Lastre

Dot Blot para identidad del polisacárido de Streptococcus pneumoniae serotipo 14 y toxoide tetánico en vacunas conjugadas

Las autoridades regulatorias recomiendan el uso de técnicas inmunoquímicas para determinar la identidad de los antígenos presente en las vacunas conjugadas. Con el surgimiento de las vacunas multivalentes se ha hecho necesario el uso de técnicas inmunoquímicas con el empleo de anticuerpos monoclonales (AcM) para incrementar la sensibilidad de la determinación. El objetivo de este estudio fue establecer las condiciones analíticas que permitan utilizar el Dot Blot como técnica para determinar la identidad del polisacárido capsular de Streptococcus pneumoniae serotipo 14 (PsC 14) y del toxoide tetánico (TT) utilizada como proteína carrier en vacunas conjugadas multivalentes. AcMs contra el PsC 14 y el TT fueron utilizados, además fueron utilizados varios lotes de conjugados monovalentes del PsC 14, lotes de un candidato vacunal heptavalente contra el neumococo con TT como proteína transportadora y lotes de TT, todos producidos en el Instituto Finlay de Vacunas. Los resultados mostraron que para la determinación de la identidad antigénica fueron suficientes 10µL de muestras de los conjugados monovalentes en una dilución de 1/10 (vol/vol) e igual volumen para las vacunas heptavalentes. Quedó demostrado que a la concentración de 2µg/mL para el AcM contra el PsC 14 y a 2,5µg/mL para el AcM contra TT fueron suficientes para la determinación; mientras que los tiempos de incubación fueron ajustados a 37oC por 30 min. Como conclusiones de este trabajo podemos plantear que quedaron establecidas las condiciones de trabajo en el laboratorio para determinar la identidad del polisacárido capsular de S. pneumoniae serotipo 14 y para el toxoide tetánico en las vacunas conjugadas multivalentes por el método del Dot Blot

Evaluation of monoclonal antibodies to the capsular polysaccharide of Neisseria meningitidis serogroups A, C, Y, W and X to be used in the identity assays

Neisseria meningitidis serogroups A, B, C, W, Y and X are the main responsible of meningococcal disease. Vaccines are necessary to prevent this disease. The Finlay Institute is developing polysaccharide vaccines against serogroups A, C, W, Y and X. In the development of vaccines, the identity assay is a mandatory requirement for final product release. This test is performed by Dot Blot technique using commercial polyclonal antibodies (PAb). However, the Finlay Institute has monoclonal antibodies (mAbs) against capsular polysaccharides from N. meningitidis (CPs). The objective of this work was to use these mAbs in identity tests to replace commercial PAb. The specificity of the mAbs, the cross-reactivity with other CPs and the identity of the CPs present in four multivalent polysaccharide vaccines, were evaluated. All tested mAbs showed high specificity, and no cross-reactivity was found. Also all mAbs were able to identify the presence of homologous PsC in multivalent vaccine formulations. We conclude that the mAbs obtained in our institution can be used for identity assays of vaccine

Identificación In Silico del mimetismo molecular entre Epitopes T de Neisseria meningitidis B y el proteoma humano

El objetivo del estudio fue determinar los epítopes T de cuatro de las proteínas antigénicas más frecuentes de la membrana externa de Neisseria meningitidis B e identificar los sitios más relevantes donde existe mimetismo molecular para estos epítopes en seres humanos. Para ello se realizó un estudio in silico (estudios que usan herramientas bioinformáticas) usando las bases de datos SWISS-PROT/TrEMBL SYFPEITHI y FASTA, las cuales se emplearon para la determinación de las secuencias proteicas, la predicción de los epítopes T CD4 y CD8, y la determinación del mimetismo molecular en humanos, respectivamente. Se encontró similitud molecular en varias proteínas humanas presentes en diferentes órganos y tejidos, entre ellos: hígado, piel y epitelios, cerebro, sistema linfático y testículos, destacando las encontradas en estos últimos, ya que ellas mostraron la frecuencia más alta de secuencias miméticas. Este hallazgo ayuda a comprender el éxito de N. meningitidis B para colonizar tejidos humanos, el fracaso de ciertas vacunas contra esta bacteria e incluso ayuda a explicar posibles reacciones autoimmunes asociadas a la infección o vacunación

Identificación in silico del mimetismo molecular entre epitopes T de Neisseria meningitidis B y el proteoma humano

The objective of the study was to determine the T-cell epitopes of four of the most frequent antigenic proteins of the outer membrane of Neisseria meningitidis B, and to identify the most relevant sites for molecular mimicry with T-cell epitopes in humans. In order to do so, an in silico study –a type of study that uses bioinformatic tools- was carried out using SWISS-PROT/TrEMBL, SYFPEITHI and FASTA databases, which helped to determine the protein sequences, CD4 and CD8 T-cell epitope prediction, as well as the molecular mimicry with humans, respectively. Molecular similarity was found in several human proteins present in different organs and tissues such as: liver, skin and epithelial tissues, brain, lymphatic system and testicles. Of these, those found in testicles were more similar, showing the highest frequency of mimetic sequences. This finding shed light on the success of N. meningitidis B to colonize human tissues and the failure of certain vaccines against this bacterium, and it even helps to explain possible autoimmune reactions associated with the infection or vaccination.El objetivo del estudio fue determinar los epítopes T de cuatro de las proteínas antigénicas más frecuentes de la membrana externa de Neisseria meningitidis B e identificar los sitios más relevantes donde existe mimetismo molecular para estos epítopes en seres humanos. Para ello se realizó un estudio in silico (estudios que usan herramientas bioinformáticas) usando las bases de datos SWISS-PROT/TrEMBL SYFPEITHI y FASTA, las cuales se emplearon para la determinación de las secuencias proteicas, la predicción de los epítopes T CD4 y CD8, y la determinación del mimetismo molecular en humanos, respectivamente. Se encontró similitud molecular en varias proteínas humanas presentes en diferentes órganos y tejidos, entre ellos: hígado, piel y epitelios, cerebro, sistema linfático y testículos, destacando las encontradas en estos últimos, ya que ellas mostraron la frecuencia más alta de secuencias miméticas. Este hallazgo ayuda a comprender el éxito de N. meningitidis B para colonizar tejidos humanos, el fracaso de ciertas vacunas contra esta bacteria e incluso ayuda a explicar posibles reacciones autoimmunes asociadas a la infección o vacunación

Fragmentación del polisacárido de Neisseria meningitidis serogrupo C para su uso en vacunas conjugadas

Las infecciones meningocócicas son una causa importante de morbilidad y mortalidad en el mundo. Los serogrupos B y C son los responsables de la mayoría de los casos reportados en muchos países e incluso en países desarrollados. Las vacunas meningocócicas que contienen al polisacárido capsular purificado del meningococo C inducen en adultos protección por la presencia de anticuerpos bactericidas en sueros, pero son pobremente inmunogénicos en niños pequeños y pueden inducir tolerancia. La inmunogenicidad de los polisacáridos o sus fragmentos puede ser mejorada por la conjugación a proteínas transportadoras. El objetivo de este estudio fue obtener oligosacáridos C (Os-C) a partir de la depolimerización del polisacárido de Neisseria meningitidis serogrupo C (Ps-C) por hidrólisis ácida, calor y peryodato de sodio y evaluar la conservación de sus propiedades antigénicas mediante un ELISA de inhibición. Se determinó la pérdida de grupos O-acetilos, así como, la talla molecular relativa por filtración en gel y se observaron diferencias significativas entre los OS-C obtenidos en cada método. Las propiedades antigénicas fueron dependientes del tamaño molecular de los Os-C, así como de la presencia de los grupos O-acetilos en los oligosacáridos. Los Os-C obtenidos por la hidrólisis ácida mostraron similares propiedades antigénicas a las del polisacárido

Determinación rápida de la identidad del polisacárido de Salmonella Typhi y toxoide diftérico en vacunas conjugadas

El polisacárido Vi (PsVi) de Salmonella Typhi es un antígeno T-independiente y ha demostrado ser protector en adultos jóvenes. Sin embargo, para aumentar la respuesta de anticuerpos y conferir propiedades T-dependientes al polisacárido, se ha conjugado a proteínas. Dentro de los controles exigidos por los organismos regulatorios para estas vacunas está la identidad antigénica de sus componentes y para eso se recomiendan el uso de técnicas de Resonancia Magnética Nuclear o técnicas serológicas. El objetivo del presente trabajo, fue establecer las condiciones óptimas de trabajo de un Dot Blot que permitiera determinar, rápidamente, la identidad de los antígenos en vacunas conjugadas contra S. Typhi. Para ello, se estudiaron los tiempos de incubación, las concentraciones óptimas de anticuerpo monoclonal (AcM) y del ingrediente farmacéutico activo (IFA), así como los volúmenes de aplicación óptimos para las IFAs y formulaciones vacunales, tanto para el PsVi como para el toxoide diftérico (TD). Los resultados mostraron que para la determinación de la identidad antigénica fueron suficientes 5 µL de muestras de los conjugados monovalentes en una dilución de 1/10 (vol/vol) e igual volumen para las formulaciones vacunales. Quedó demostrado que la concentración de 2,5 µg/mL para el AcM contra el PsVi y a 2 µg/mL para el AcM contra TD fueron suficientes para la determinación; mientras que los tiempos de incubación fueron ajustados a 15 min con incubación a 37 ºC. Como conclusión del trabajo se puede decir que quedaron establecidas las condiciones óptimas de trabajo para la determinación rápida de la identidad antigénica del PsVi y del TD presentes en IFA y formulaciones vacunales conjugadas

Mucosal and systemic immune responses induced by a Single Time Vaccination Strategy in mice

Vaccination is considered by World Health Organization as the most cost-effective strategy for controlling infectious diseases. In spite of great successes with vaccines, many infectious diseases are still leading killers, because of their inadequate coverage. Several factors have been responsible: number of doses, high vaccine reactogenicity, vaccine costs, vaccination policy, among others. Contradictorily, few vaccines are of single dose and even less of mucosal administration. However, more common infections occur via mucosa, where secretory immunoglobulin A plays an essential role. As an alternative, we proposed a novel protocol of vaccination called Single Time Vaccination Strategy (SinTimVaS) by immunizing two priming doses at same time, one by mucosal and one by parenteral routes. Here, the mucosal and systemic responses induced by Finlay Adjuvants (AF Proteoliposome (PL) 1 and AF Cochleate (Co) 1) implementing SinTimVaS in Balb/c mice were evaluated. One intranasal dose of AFCo1 and intramuscular dose of AFPL1 adsorbed onto Aluminum hydroxide, with BSA or TT as model antigens, administrated at the same time, induced potent specific mucosal and systemic immune responses. Also, we demonstrated that SinTimVaS using other mucosal routes like oral and sublingual, in combination with subcutaneous route elicits immune responses. SinTimVaS, as a new immunization strategy, could increase vaccination coverage and reduce time-cost vaccines campaigns, adding the benefits of immune response in mucosa.The accepted manuscript in pdf format is listed with the files at the bottom of this page. The presentation of the authors' names and (or) special characters in the title of the manuscript may differ slightly between what is listed on this page and what is listed in the pdf file of the accepted manuscript; that in the pdf file of the accepted manuscript is what was submitted by the author

Determinación de componentes nutricionales presentes en las hojas secas de Annona muricata L. (Guanábana)

La malnutrición sigue siendo un problema de salud para la humanidad. La búsqueda de alternativas para mejorarla es una de las metas de la organización mundial de la salud. Los productos elaborados a partir de plantas que aporten vitaminas, minerales y otros componentes, es interés de muchas instituciones e investigadores actualmente. Este trabajo está enmarcado en esta línea y tiene como Objetivo: Estudiar los componentes nutricionales presentes en la hoja seca de guanábana (Annona Muricata L.) y su posible aplicabilidad como suplemento nutricional.  Métodos: Las hojas de guanábana se obtuvieron de plantas ubicadas en las provincias de Esmeraldas y Santo Domingo del Ecuador. Se realizó el secado a 60oC en un horno por 10 horas. A las muestras después de trituradas se les determinaron el contenido de humedad, cenizas, proteínas, fibras y extracto etéreo. También se cuantificaron minerales como: B, Ca, Cu, Fe, K, Mg, Mn, P y Zn y por último se analizó la cantidad  de Vitamina C presente. Las determinaciones fueron realizadas por los métodos reportados en las normas INEN 2983-2015. Resultados: Este estudio demostró que hay variabilidad en los resultados de la caracterización de las hojas secas provenientes de Esmeraldas y Santo Domingo. El porcentaje de la humedad fue bajo, el de proteína estuvo entre 8,15 y 11,86%, el de extracto etéreo estuvo entre 6,77 y 8,48% y de fibra entre 23,90 y 24,30%. Se obtuvieron resultados positivos en todos los minerales estudiados, siendo mayores para el hierro y el calcio. Conclusión: Como conclusión tenemos que se caracterizó la hoja seca de guanábana y se cuenta con un producto que pudiera ser usado para la elaboración de un suplemento nutricional

Preparation of meningococcal group A Polysaccharide-tetanus toxoid conjugate and their immunogenicity in mice

El desarrollo de las vacunas conjugadas para Haemophilus influenzae tipo b, ha demostrado ser eficaz en infantes y en niños pequeños y ha sentado las bases para el desarrollo de vacunas conjugadas dirigidas contra otras enfermedades. En este trabajo nosotros describimos la obtención, por un nuevo mé todo, de un conjugado de polisacárido de meningococo grupo A (PsA) y toxoide tetánico (TT) como proteína portadora, así como la evaluación de la respuesta inmune de este conjugado en ratones Balb/c. Los grupos aminos generados por hidrólisis básica en el PsA fueron unidos a los grupos carboxilos del TT, por medio de la reacción con carbodiímida. El conjugado obtenido indujo una respuesta de IgG anti-PsA y de subclases de IgG (IgG1, IgG2a) anti-PsA en los sueros de ratones inmunizados. Además, se observó la producción de IFNγ por células de bazo de ratones inmunizados con conjugados. Estos resultados constituyen una evidencia del cambio de tipo de respuesta inmune, de timo-independiente a timo-dependiente, del polisacárido una vez conjugado.The development of polysaccharide-protein conjugate vaccines for Haemophilus influenzae type b, which have proven to be efficacious in infants and young children, has led to active development by a number of investigators of conjugate vaccines for other diseases. We describe here the obtention, by a new method, of a conjugate containing meningococcal group A polysaccharide (PsA) and tetanus toxoid (TT) as a carrier protein and the immune response evaluation in Balb/c mice. Amine groups generated by basic hydrolysis in PsA were successfully conjugated to carboxyl groups of tetanus toxoid (TT), using carbodiimide-mediated coupling. The conjugate induced anti-PsA IgG response and anti-PsA IgG subclasses (IgG1, IgG2a) in sera of immunized mice. In addition, the production of IFNγ by spleen cell of mice immunized with conjugate was observed. These results indicate that the conjugate changed the polysaccharide immune response from a thymus independent to a thymus dependent response.Colegio de Farmacéuticos de la Provincia de Buenos Aire