Chimeric recombinant rotavirus-like particles as a vehicle for the display of heterologous epitopes

In order to improve the presentation and immunogenicity of single epitopes, virus-like particles (VLPs) are being used as platforms for the display of foreing epitopes on their surface. The rotavirus major capsid protein VP6 has the ability to self-assemble into empty non-infectious VLPs. In the present study, we analyzed the use of double layered VLPs (made up of VP2 and VP6 rotavirus proteins) as carriers to display a 14 amino acid epitope fused to three different aminoacidic regions of VP6 exposed on the surface of VLPs. Although all chimeric protein were correctly expressed in insect cells, only one of them resulted in spontaneous assembly of VLPs displaying the heterologous epitope on their surface, confirmed by sandwich ELISA and electron microscopy. Furthermore, the injection of chimeric VLPs into mice elicited higher antibody titers than the monomeric chimeric protein. Our results identify an specific amino acid region of VP6 which allows the insertion of at least a 14 amino acid heterolgous epitope and demonstrate its potential as immunogenic carrier

Expresión de antígenos derivados del virus de la fiebre aftosa en diferentes sistemas eucarióticos

Tesis para obtener el grado de Doctor en Ciencias Biológicas, de la Universidad de Buenos Aires, en 2000La fiebre aftosa es una enfermedad de gran importancia económica que afecta principalmente al ganado bovino. Esta enfermedad está causada por un picornavirus, el virus de la fiebre aftosa (VFA). El control de la enfermedad se lleva a cabo mediante eliminación de los animales infectados y vacunación con vacunas basadas en virus inactivado. Existen varias desventajas relacionadas con la producción y el uso de tales vacunas, entre las que están la reintroducción de la enfermedad debida a la manipulación de grandes masas virales o a la incorrecta inactivación del virus, por lo que el desarrollo de vacunas recombinantes más seguras aparece como una alternativa de gran interés. En el presente trabajo se estudió la posibilidad de expresar sitios antigénicos simples y complejos derivados del VFA en diferentes sistemas de expresión. La poliproteína P1, precursora de las proteínas estructurales del virus, pudo expresarse con éxito en un sistema bacteriano y en el sistema “baculovirus-células de insecto”. Sin embargo, las diferentes versiones de esta proteína no fueron capaces de montar una respuesta efectiva contra el VFA,probablemente debido a un incorrecto plegamiento espacial. Por otro lado, el sitio antigénico inmunodominante (sitio A) presente en el loop V-H de la proteína VP1 se expresó con éxito como fusión a la proteína transportadora core del virus de la hepatitis B (VHB) en células de insecto infectadas con baculovirus recombinantes. Esta proteína quimérica no adoptó Ia estructura multimérica esperada, la que se consiguió mediante coinfecciones con un baculovirus que expresaba la proteína core. De todos modos, las partículas obtenidas resultaron pobres inmunógenos cuando se inyectaron en animales experimentales, hecho debido probablemente a la baja densidad de epitopes derivados del VFA en las preparaciones vacunales. Finalmente, tanto el sitio A como la poliproteína P1 pudieron expresarse como fusión a la glicoproteína gp64 del baculovirus AcNPV. Estas proteínas quiméricas se localizaron tanto en la membrana de células infectadas como en la superficie de los baculovirus recombinantes. Esta localización asegura una conformación particulada sobre un soporte fosfolipídico (características relacionadas con el aumento de inmunogenicidad de sitios antigénicos) y facilita la purificación de los inmunógenos. Cuando se vacunaron ratones con estas construcciones, los baculovirus llevando el sitio A y las células infectadas con éstos despertaron una respuesta inmune humoral neutralizante contra el VFA, aún en ausencia de adyuvantes. De nuevo, las construcciones llevando P1 fallaron para montar una respuesta inmune humoral neutralizante, probablemente debido a un incorrecto plegamiento espacial. La posibilidad de producir baculovirus recombinantes y células infectadas que lleven en sus superficies sitios antigénicos derivados de patógenos de interés veterinario mediante infección de larvas puede convertirse en una manera sencilla y económica de producción de vacunas de nueva generación.Foot-and-mouth disease (FMD)is an economically very important disease of cattle and other farm animals. It is caused by a picornavirus, foot-and-mouth disease virus (FMDV).The control is achieved by slaughter of infected and contact animals and systematic vaccination with inactivated virus-based vaccines. Although these vaccines have been effective in controlling the disease, there are a number of concerns about their production and use, such as the risk of reintroduction of the disease by handling of infectious virus or incomplete inactivation of the antigen. These disadvantages have led to efforts to develop safer recombinant vaccines using genetic engineering. In the present work, the possibility of expressing simple and complex antigenic sites from FMDV in different expression systems has been assessed. P1 polyprotein, the precursor of the four capsid proteins, has been successfully expressed in bacteria and insect cells. However, different versions of this protein failed to elicit a protective immune response to FMDV,probably due to an incorrect folding of the protein. On the other hand, immunodominant site A, located at the G-H loop of VP1, was successfully expressed as a fusion protein with the core protein of hepatitis B virus (HBV)in the baculovirus system. However, this chimaeric protein failed to adopt the expected multimerio conformation. Interestingly, multimerio particles were obtained by coinfections with a recombinant baculovirus expressing the wild type core protein, but the hybrid core particles obtained resulted poor immunogens in mice, probably due to low FMDV epitope density present in the particles. Finally, both site A and P1 polyprotein could be expressed as fusion proteins with baculoviral glycoprotein gp64 of baculovirus AcNPV. These chimaeric proteins localized in the membrane of the infected insect cells as well as onto the surface of recombinant baculoviruses. This localization ensures a particulate conformation on a phospholipidic layer (both characteristics related to an increase of immunogenicity of simple antigenic sites) and facilitates the purification of immunogens. Experimental mice inoculated with gp-site A fusion protein expressed both in the surface of recombinant baculoviruses or in the membrane of infected cells elicited a specific humoral immune response with neutralizing activity against FMDV,even in the absence of adjuvants. Similar constructions bearing gp-P1 fusions failed to elicit a humoral immune response with neutralizing activity when inoculated in mice. The expression of antigens from veterinary pathogens with economic importance on the surface of baculovirus and infected cells by infecting insect larvae could be an alternative, safe method to reduce the costs of this kind of vaccines.Instituto de BiotecnologíaFil: Taboga, Oscar Alberto. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Biotecnología; Argentin

Complementation of baculovirus that do not form occlusion bodies by stably transformed insect cell lines with polyhedrin gene

Los baculovirus son un grupo diverso de virus que infectan artrópodos. AcMNPV presenta un ciclo de vida bifásico, con dos fenotipos virales: los virus brotantes y los virus derivados de los cuerpos de oclusión (ODV). Los ODV, responsables de la infección primaria, se embeben en una matriz de poliedrina, proteína que no es esencial para la propagación de los virus en cultivos celulares. Este trabajo de tesis tuvo como objetivo desarrollar una línea transformada de insecto empaquetadora de baculovirus defectivos en poliedrina, bajo la hipótesis de que es posible complementar esta deficiencia en trans desde el genoma celular. Para ello, en primer lugar, se evaluaron diferentes secuencias regulatorias del promotor del gen poliedrina controlando el gen reportero CAT, en ensayos de transfección transitoria. Luego de la infección con un baculovirus occ-, los mayores niveles de actividad reportera se obtuvieron con una región regulatoria de 2.735 pb que incluye el promotor mínimo de poliedrina y secuencias con funciones de enhancer de la transcripción en baculovirus (hr1, AcSp). Esta región fue seleccionada para regular la transcripción de poliedrina en las líneas establemente transformadas. La infección de una de estas líneas, Sf9POL, demostró que la morfogénesis de poliedros ocurre de manera similar a la de la infección natural y los baculovirus resultantes mostraron además una infectividad similar a los salvajes, en larvas de Rachiplusia nu. Las larvas infectadas oralmente mostraron sólo una progenie viral de genotipo pol- y fenotipo occ-, incapaz de propagar la infección por vías naturales. Colateralmente, se describe una mutación en la posición 130 del gen poliedrina, responsable de alteraciones en tamaño, morfología y capacidad de oclusión de poliedros. En conjunto, los resultados y conclusiones de este trabajo contribuyen al conocimiento de los mecanismos de morfogénesis de los cuerpos de oclusión en el baculovirus AcMNPV, con importantes implicancias en el diseño de baculovirus recombinantes para el control de plagas y la producción de proteínas recombinantes en larvas de lepidópteros.Baculovirus is a diverse family of virus infecting arthropoda. AcMNPV has a bifasic life cycle, with two viral phenotypes: budded virus and occlusion-derived virus (ODV). ODVs are responsible of primary infection and occlude into a polyhedrin matrix to form polyhedra. Polyhedrin is a non- essential protein for multiplication in cell cultures. The main goal of this work was to develop a transformed insect cell line for packaging polyhedrin defective virus, hypothesizing that it is possible to complement this deletion in trans from the cellular genome. In this way, different polh gene regulatory sequences driving CAT were evaluated by reporter gene assays. After infection of transiently transformed insect cells with pol- baculovirus, the highest CAT levels were obteined when a 2,735 bp regulatory region containing the minimum polyhedrin promoter preceded by hr1 and AcSp sequences with known enhancer activities, was positioned upstream CAT gene. This region was selected to regulate the transcription of polyhedrin in stably transformed cell lines. The infection of one line named Sf9POL demonstrated that morphogenesis of polyhedra occurred in a similar way to the natural infection and that rendered baculovirus also showed similar infectivity for Rachiplusia nu larvae. Oral infection of larvae with polyhedra from infection of Sf9POL line, generated a viral progeny genotypically pol- and phenotypically occ-, unable to propagate the infection by natural means. Colaterally, a mutation in the polyhedrin gene mapped in the position 130 and responsible for alterations in size, shape and capacity for virion occlusion, is described. Together, results and conclusions presented here contribute to the knowledge of the morphogenesis of occlusion bodies in AcMNPV, with important implicances in the design of recombinant baculovirus for plague control and production of heterologous proteins in lepidoptera larvae.Fil: López, María Gabriela. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.Fil: Taboga, Oscar. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina

Reporter High FiveTM XXL-GFP Cell line Induced by AcMNPV-DsRED Baculovirus Infection

The images correspond to a transgenic cell line derived from the lepidopteran cell line High FiveTM that was engineered to express GFP under the control of the AcMNPV (Autographa californica Multiple Nucleopolyhedrovirus) polyhedrin promoter.Instituto de Biotecnologia y Biologia Molecula

Reporter High FiveTM XXL-GFP Cell line Induced by AcMNPV-DsRED Baculovirus Infection

The images correspond to a transgenic cell line derived from the lepidopteran cell line High FiveTM that was engineered to express GFP under the control of the AcMNPV (Autographa californica Multiple Nucleopolyhedrovirus) polyhedrin promoter.Fil: Haase, Santiago. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Biotecnología y Biología Molecular. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Biotecnología y Biología Molecular; ArgentinaFil: López, María Gabriela. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación en Ciencias Veterinarias y Agronómicas; ArgentinaFil: Taboga, Oscar Alberto. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación en Ciencias Veterinarias y Agronómicas; ArgentinaFil: Romanowski, Victor. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Biotecnología y Biología Molecular. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Biotecnología y Biología Molecular; Argentin

Reporter High FiveTM XXL-GFP Cell line Induced by AcMNPV-DsRED Baculovirus Infection

The images correspond to a transgenic cell line derived from the lepidopteran cell line High FiveTM that was engineered to express GFP under the control of the AcMNPV (Autographa californica Multiple Nucleopolyhedrovirus) polyhedrin promoter.Instituto de Biotecnologia y Biologia Molecula

Surface Display of AcMNPV Occlusion-Derived P74 Does Not Enhance Oral Infectivity of Budded Viruses

Baculovirus occlusion-derived viruses (ODVs) and budded viruses (BVs) are morphologically and functionally distinct. ODVs are responsible for primary infection in insect hosts because of their high per os infectivity. On the contrary, BVs poorly infect endothelial gut cells, but propagate the infection in the tissues of insects with a high efficiency. P74 is one of the most important proteins from ODVs, and it participates in the attachment of this viral phenotype to endothelial cells in the midgut. We evaluated the possibility of pseudotyping BVs of Autographa californica multiple nucleopolyhedrovirus with two versions of P74 and its effect on their oral infectivity. Both recombinant BVs contained P74 and replicated similarly to wild-type viruses. Nevertheless, the presence of P74 on the BV’s surface does not enhance the oral infectivity of this phenotype, suggesting that the presence of P74 in the membrane of budded virions interferes with their mechanism of infecting midgut cells.Instituto de BiotecnologíaFil: Alfonso, Victoria. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Biotecnología; ArgentinaFil: Lopez, Maria Gabriela. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Biotecnología; Argentina.Fil: Carrillo, Elisa Cristina. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Biotecnología; ArgentinaFil: Taboga, Oscar Alberto. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Biotecnología; Argentin

Description of a novel single mutation in the AcMNPV polyhedrin gene that results in abnormally large cubic polyhedra

We describe a point mutation in the AcMNPV polyhedrin gene that produces abnormally large cubic polyhedra in packaging cell lines. A polyhedrin mutant baculovirus in which the single change E44G was introduced confirmed that this mutation and no other alterations in the AcMNPV genome was responsible for the abnormal phenotype. Although baculoviral VP39 protein was detected inside mutant polyhedra, electron microscopy demonstrated that only a proportion of the large crystals allow occlusion of virions. When compared with wild-type polyhedra, the mutant inoculum showed reduced oral infectivity for Rachiplusia nu larvae. Hence, the amino acid 44 substitution in the AcMNPV polyhedrin protein alters polyhedrin assembly and affects viral occlusion and infectivity.Fil: López, María Gabriela. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación en Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Biotecnología; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Alfonso, Victoria. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación en Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Biotecnología; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Carrillo, Elisa Cristina. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación en Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Biotecnología; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Taboga, Oscar Alberto. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación en Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Biotecnología; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentin

Evaluation of modified vaccinia virus Ankara expressing VP2 protein of infectious bursal disease virus as an immunogen in chickens

A recombinant modified vaccinia Ankara (MVA) virus expressing mature viral protein 2 (VP2) of the infectious bursal disease virus (IBDV) was constructed to develop MVA-based vaccines for poultry. We demonstrated that this recombinant virus was able to induce a specific immune response by observing the production of anti-IBDV-seroneutralizing antibodies in specific pathogen-free chickens. Besides, as the epitopes of VP2 responsible to induce IBDV-neutralizing antibodies are discontinuous, our results suggest that VP2 protein expressed from MVA-VP2 maintained the correct conformational structure. To our knowledge, this is the first report on the usefulness of MVA-based vectors for developing recombinant vaccines for poultry.Fil: Zanetti, Flavia Adriana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: del Medico Zajac, Maria Paula. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación en Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Biotecnología; ArgentinaFil: Taboga, Oscar Alberto. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación en Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Biotecnología; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Calamante, Gabriela. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación en Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Biotecnología; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentin

Covidex: an ultrafast and accurate tool for virus subtyping

Covidex is an open-source, alignment-free machine learning subtyping tool for viral species. It is a shiny app that allows a fast and accurate classification in pre-defined clusters for SARS-CoV-2 and FMDV genome sequences. The user can also build its own classification models with the Covidex model generator.Fil: Cacciabue, Marco Polo Domingo. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación En Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular; Argentina. Universidad Nacional de Luján. Departamento de Ciencias Básicas; ArgentinaFil: Aguilera, Pablo Nicolas. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación En Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular; Argentina. Universidad Nacional de Luján. Departamento de Ciencias Básicas; ArgentinaFil: Gismondi, Maria Ines. Universidad Nacional de Luján. Departamento de Ciencias Básicas; Argentina. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación En Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular; ArgentinaFil: Taboga, Oscar Alberto. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación En Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular; Argentin