Estudio de la capacidad adyuvante del CpG-ODN formulado en una nanoestructura en fase coagel para la inducción de inmunidad humoral y celular mediada por linfocitos T CD8

Tesis (Doctora en Ciencias Químicas) - - Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas, 2017Durante las últimas décadas se han comenzado a desarrollar las denominadas “vacunas de la nueva generación”. Su diseño difiere de las vacunas tradicionales y está basado en el uso de antígenos altamente purificados o recombinantes débilmente inmunogénicos combinados con poderosas estrategias adyuvantes capaces de compensar esta pérdida de inmunogenicidad. Adicionalmente el mayor problema de los adyuvantes licenciados para uso humano recae en su incapacidad de generar una respuesta del tipo celular Th1 y T CD8+ citotóxica adecuada para proteger contra patógenos intracelulares que perdure en el tiempo. El oligodeoxinucleótido con motivos citocina fosfato guanina no metilados (CpG-ODN), ligando sintético agonista del receptor de la respuesta inmune innata tipo toll 9 (TLR9), ha sido ampliamente considerado por sus efectos inmunoestimulantes como un candidato ideal como adyuvante. El CpG-ODN tiene la capacidad de generar una respuesta humoral y adicionalmente polarizar la respuesta inmune celular hacia un perfil Th1, induciendo también, bajo ciertas modalidades, células T CD8+ citotóxicas. Sin embargo, padece de una biodisponibilidad reducida, lo cual afecta su desempeño. Con el objetivo de optimizar su actividad adyuvante, proponemos una nueva estrategia de formulación para el CpG-ODN basado en un sistema nanoestructurado derivado de palmitato de ascorbilo (Coa-ASC16). En este trabajo, demostramos el potencial de una formulación constituida por ovoalbúmina (OVA), CpG-ODN y el Coa-ASC16 (OVA/CpG-ODN/Coa-ASC16) para generar una respuesta humoral superior en magnitud y calidad que la solución OVA/CpG-ODN. La magnitud de dicha respuesta humoral resultó ser independiente de la vía de señalización mediada por IL-6. Además, la inmunización con OVA/CpG-ODN fue capaz de inducir una robusta respuesta de células T CD8+ citotóxicas efectoras, dependiente de interferones tipo I e independiente de IL-6 y de la asistencia mediada por células T CD4+. Consistentemente con esos resultados, la estrategia adyuvante demostró promover la internalización simultánea de OVA y CpG-ODN por células dendríticas. En adición, también fue capaz de inducir una buena respuesta de células T CD8+ de memoria. Ambas respuestas celulares T CD8+, efectora y de memoria, probaron su eficiencia protegiendo contra un modelo de infección intracelular con Listeria monocytogenes. Por otra parte, esta plataforma permite la reducción del número de inmunizaciones y la dosis antigénica sin afectar significativamente la inmunidad humoral o celular generada. Estos resultados demuestran el potencial de esta innovadora estrategia adyuvante para el desarrollo de futuras vacunas.Chiodetti, Ana Laura. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Departamento de Bioquímica Clínica; Argentina.Maletto, Belkys Angelica. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Departamento de Bioquímica Clínica. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología; Argentina.Maccioni, Mariana. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Departamento de Bioquímica Clínica. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología; Argentina.Irazoqui, Fernando José. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Departamento de Química Biológica. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas.Centro de Investigaciones en Química Biológica de Córdoba; Argentina.Allemandi, Daniel Alberto. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Departamento de Ciencias Farmacéuticas. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Unidad de Investigación y Desarrollo en Tecnología Farmacéutica; Argentina.Rumbo, Martín. Universidad Nacional de La Plata. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Estudios Inmunológicos y Fisiopatológicos; Argentina

Class-B CpG-ODN formulated with a nanostructure induces type I interferons-dependent and CD4+T cell-independent CD8+T-Cell response against unconjugated protein antigen

There is a need for new vaccine adjuvant strategies that offer both vigorous antibody and T-cell mediated protection to combat difficult intracellular pathogens and cancer. To this aim, we formulated class-B synthetic oligodeoxynucleotide containing unmethylated cytosine-guanine motifs (CpG-ODN) with a nanostructure (Coa-ASC16 or coagel) formed by self-assembly of 6-0-ascorbyl palmitate ester. Our previous results demonstrated that mice immunized with ovalbumin (OVA) and CpG-ODN formulated with Coa-ASC16 (OVA/CpG-ODN/Coa-ASC16) elicited strong antibodies (IgG1 and IgG2a) and Th1/Th17 cellular responses without toxic systemic effects. These responses were superior to those induced by a solution of OVA with CpG-ODN or OVA/CpG-ODN formulated with aluminum salts. In this study, we investigated the capacity of this adjuvant strategy (CpG-ODN/Coa-ASC16) to elicit CD8+ T-cell response and some of the underlying cellular and molecular mechanisms involved in adaptive response. We also analyzed whether this adjuvant strategy allows a switch from an immunization scheme of three-doses to one of single-dose. Our results demonstrated that vaccination with OVA/CpG-ODN/Coa-ASC16 elicited an antigen-specific long-lasting humoral response and importantly-high quality CD8+ T-cell immunity with a single-dose immunization. Moreover, Coa-ASC16 promoted co-uptake of OVA and CpG-ODN by dendritic cells. The CD8+ T-cell response induced by OVA/CpG-ODN/Coa-ASC16 was dependent of type I interferons and independent of CD4+ T-cells, and showed polyfunctionality and efficiency against an intracellular pathogen. Furthermore, the cellular and humoral responses elicited by the nanostructured formulation were IL-6-independent. This system provides a simple and inexpensive adjuvant strategy with great potential for future rationally designed vaccines.Fil: Chiodetti, Ana Laura. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Departamento de Bioquímica Clínica; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Córdoba. Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología; ArgentinaFil: Sánchez Vallecillo, María Fernanda. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Departamento de Bioquímica Clínica; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Córdoba. Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología; ArgentinaFil: Dolina, Joseph S.. La Jolla Institute for Allergy and Immunology; Estados UnidosFil: Crespo, Maria Ines. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Córdoba. Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología; Argentina. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Departamento de Bioquímica Clínica; ArgentinaFil: Marin, Constanza. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Córdoba. Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología; Argentina. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Departamento de Bioquímica Clínica; ArgentinaFil: Schoenberger, Stephen P.. La Jolla Institute for Allergy and Immunology; Estados UnidosFil: Allemandi, Daniel Alberto. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Unidad de Investigación y Desarrollo en Tecnología Farmacéutica. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Unidad de Investigación y Desarrollo en Tecnología Farmacéutica; ArgentinaFil: Palma, Santiago Daniel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Unidad de Investigación y Desarrollo en Tecnología Farmacéutica. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Unidad de Investigación y Desarrollo en Tecnología Farmacéutica; ArgentinaFil: Pistoresi, Maria Cristina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Córdoba. Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología; Argentina. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Departamento de Bioquímica Clínica; ArgentinaFil: Moron, Victor Gabriel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Córdoba. Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología; Argentina. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Departamento de Bioquímica Clínica; ArgentinaFil: Maletto, Belkys Angélica. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Córdoba. Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología; Argentina. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Departamento de Bioquímica Clínica; Argentin

Immunosuppressive therapies after intestinal transplant modulate the expression of Th1 signature genes during acute cellular rejection. Implications in the search for rejection biomarkers

Background and Aims Acute cellular rejection (ACR) and infections are leading causes of graft loss and death in intestinal transplant patients. Our aim was to evaluate the impact of maintenance immunosuppressive therapies on the expression of pro-inflammatory mediators in small bowel at ACR diagnosis. Materials and Methods We analyzed expression levels of Th1-associated genes, IFNG, CXCL10, and CXCL11 by qPCR in 46 selected graft biopsies unequivocally assigned to mild ACR (n = 14) or normal histopathology and clinical condition (n = 32) from 15 patients receiving two different immunosuppressive (IS) schemes. Double treatment: corticosteroids and tacrolimus (n = 17) and triple treatment: sirolimus or mycophenolate mofetil in addition to the basal therapy (n = 29). Results IFNG, CXCL10, and CXCL11 were induced during rejection (p < 0.05; p < 0.005, and p < 0.05, respectively). However, when rejection and control groups were classified according to immunosuppressive treatment, in the rejection group, significant differences of IFNG, CXCL10, and CXCL11 expression (p < 0.001; p < 0.005, and 0.01, respectively) were detected, whereas no differences were observed in the control group. Conclusion Gene expression of Th1 response mediators is higher during ACR. Triple IS group showed significantly lower expression of pro-inflammatory Th1 mediators during mild ACR indicating that use of these markers to monitor rejection can be affected by the IS treatment used.Fil: Zambernardi König, María Agustina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Departamento de Ciencias Biológicas. Laboratorio de Investigaciones del Sistema Inmune; Argentina. Fundación Favaloro; ArgentinaFil: Chiodetti, Ana Laura. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Departamento de Ciencias Biológicas. Laboratorio de Investigaciones del Sistema Inmune; ArgentinaFil: Meier, Dominik. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Fundación Favaloro; ArgentinaFil: Cabanne, Ana. Fundación Favaloro; ArgentinaFil: Nachman, Fabio. Fundación Favaloro; ArgentinaFil: Solar, Héctor. Fundación Favaloro; ArgentinaFil: Rumbo, Carolina. Fundación Favaloro; ArgentinaFil: Gondolesi, Gabriel Eduardo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Fundación Favaloro; ArgentinaFil: Rumbo, Martín. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Departamento de Ciencias Biológicas. Laboratorio de Investigaciones del Sistema Inmune; Argentin

Adjuvant activity of CpG-ODN formulated as a liquid crystal

The adjuvants approved in human vaccine with recombinant/purified antigens induce weak cellular immune response and so the development of new adjuvant strategies is critical. CpG-ODN has successfully been used as an adjuvant (phase IeIII clinical trials) but its bioavailability needs to be improved. We investigated the adjuvant ability of CpG-ODN formulated with a liquid crystal nanostructure of 6-Oascorbyl palmitate (Coa-ASC16). Mice immunized with OVA/CpG-ODN/Coa-ASC16 elicited a potent specific IgG1, IgG2a, Th1 and Th17 cellular response without systemic adverse effects. These responses were superior to those induced by OVA/CpG-ODN (solution of OVA with CpG-ODN) and to those induced by the formulation OVA/CpG-ODN/Al(OH)3. Immunization with OVA/CpG-ODN/Coa-ASC16 resulted in a long-lasting cell-mediated immune response (at least 6.5 months). Furthermore, Coa-ASC16 alone allows a controlled release of CpG-ODN in vitro and induces local inflammatory response, independent of TLR4 signaling, characterized by an influx of neutrophils and Ly6Chigh monocytes and pro-inflammatory cytokines. Remarkably, the adjuvant capacity of CpG-ODN co-injected with Coa-ASC16 (OVA/CpG-ODN plus Coa-ASC16) was similar to the adjuvant activity of OVA/CpG-ODN, supporting the requirement for whole formulation to help CpG-ODN adjuvanticity. These results show the potential of this formulation, opening a new avenue for the development of better vaccines.Fil: Sánchez Vallecillo, María Fernanda. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Córdoba. Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología; ArgentinaFil: Ullio Gamboa, Gabriela Veronica. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Unidad de Investigación y Desarrollo en Tecnología Farmacéutica. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Unidad de Investigación y Desarrollo en Tecnología Farmacéutica; ArgentinaFil: Palma, Santiago Daniel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Unidad de Investigación y Desarrollo en Tecnología Farmacéutica. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Unidad de Investigación y Desarrollo en Tecnología Farmacéutica; ArgentinaFil: Harman, María Florencia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Córdoba. Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología; ArgentinaFil: Chiodetti, Ana Laura. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Córdoba. Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología; ArgentinaFil: Moron, Victor Gabriel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Córdoba. Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología; ArgentinaFil: Allemandi, Daniel Alberto. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Unidad de Investigación y Desarrollo en Tecnología Farmacéutica. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Unidad de Investigación y Desarrollo en Tecnología Farmacéutica; ArgentinaFil: Pistoresi, Maria Cristina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Córdoba. Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología; ArgentinaFil: Maletto, Belkys Angélica. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Córdoba. Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología; Argentin

A liquid crystal of ascorbyl palmitate, used as vaccine platform, provides sustained release of antigen and has intrinsic pro-inflammatory and adjuvant activities which are dependent on MyD88 adaptor protein

Modern subunit vaccines require the development of new adjuvant strategies. Recently,32 we showed that CpG-ODN formulated with a liquid crystal nanostructure formed by self33assembly of 6-O-ascorbyl palmitate (Coa-ASC16) is an attractive system for promoting an34 antigen-specific immune response to weak antigens. Here, we showed that after35 subcutaneous injection of mice with near-infrared fluorescent dye-labeled OVA antigen36 formulated with Coa-ASC16, the dye-OVA was retained at the injection site for a longer37 period than when soluble dye-OVA was administered. Coa-ASC16 alone elicited a local38 inflammation, but how this material triggers this response has not been described yet.39 Although it is known that some materials used as a platform are not immunologically inert,40 very few studies have directly focused on this topic. In this study, we explored the41 underlying mechanisms concerning the interaction between Coa-ASC16 and the immune42 system and we found that the whole inflammatory response elicited by Coa-ASC1643 (leukocyte recruitment and IL-1β, IL-6 and IL-12 production) was dependent on the MyD8844 protein. TLR2, TLR4, TLR7 and NLRP3-inflammasome signaling were not required for45 induction of this inflammatory response. Coa-ASC16 induced local release of self-DNA,46 and in TLR9-deficient mice IL-6 production was absent. In addition, Coa-ASC16 revealed47 an intrinsic adjuvant activity which was affected by MyD88 and IL-6 absence. Taken48 together these results indicate that Coa-ASC16 used as a vaccine platform is effective due49 to the combination of the controlled release of antigen and its intrinsic pro-inflammatory50 activity. Understanding how Coa-ASC16 works might have significant implications for51 rational vaccine design.Fil: Sánchez Vallecillo, María Fernanda. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Córdoba. Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología; ArgentinaFil: Minguito de la Escalera, María. Consejo Superior de Investigaciones Científicas. Centro Nacional de Biotecnología. Departamento de Inmunología y Oncología; EspañaFil: Aguirre, María Virginia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Córdoba. Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología; ArgentinaFil: Ullio Gamboa, Gabriela Veronica. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Unidad de Investigación y Desarrollo en Tecnología Farmacéutica. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Unidad de Investigación y Desarrollo en Tecnología Farmacéutica; Argentina. Consejo Superior de Investigaciones Científicas. Centro Nacional de Biotecnología. Departamento de Inmunología y Oncología; EspañaFil: Palma, Santiago Daniel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Unidad de Investigación y Desarrollo en Tecnología Farmacéutica. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Unidad de Investigación y Desarrollo en Tecnología Farmacéutica; ArgentinaFil: Gonzalez Cintado, Leticia. Consejo Superior de Investigaciones Científicas. Centro Nacional de Biotecnología. Departamento de Inmunología y Oncología; EspañaFil: Chiodetti, Ana Laura. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Córdoba. Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología; ArgentinaFil: Soldano, Germán. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Córdoba. Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología; ArgentinaFil: Moron, Victor Gabriel. Consejo Superior de Investigaciones Científicas. Centro Nacional de Biotecnología. Departamento de Inmunología y Oncología; España. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Córdoba. Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología; ArgentinaFil: Allemandi, Daniel Alberto. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Unidad de Investigación y Desarrollo en Tecnología Farmacéutica. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Unidad de Investigación y Desarrollo en Tecnología Farmacéutica; ArgentinaFil: Ardavín, Carlos. Consejo Superior de Investigaciones Científicas. Centro Nacional de Biotecnología. Departamento de Inmunología y Oncología; EspañaFil: Pistoresi, Maria Cristina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Córdoba. Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología; ArgentinaFil: Maletto, Belkys Angélica. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Córdoba. Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología; Argentin