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

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

Baculovirus vectors induce the production of interferons in swine: Their potential in the development of antiviral strategies

The huge variety of viruses affecting swine represents a global threat. Since vaccines against highly contagious viruses last several days to induce protective immune responses, antiviral strategies for rapid control of outbreak situations are needed. The baculovirus Autographa californica multiple nucleopolyhedrovirus (AcMNPV), an insect virus, has been demonstrated to be an effective vaccine vector for mammals. Besides the ability to display or transduce heterologous antigens, it also induces strong innate immune responses and provides IFN-mediated protection against lethal challenges with viruses like foot-and-mouth disease virus (FMDV) in mice. Thus, the aim of this study was to evaluate the ability of AcMNPV to induce IFN production and elicit antiviral activity in porcine peripheral blood mononuclear cells (PBMCs). Our results demonstrated that AcMNPV induced an IFN-α-mediated antiviral activity in PBMCs in vitro. Moreover, the inoculation of AcMNPV in piglets led to the production of type I and II IFNs in sera from inoculated animals and antiviral activities against vesicular stomatitis virus (VSV) and FMDV measured by in vitro assays. Finally, it was demonstrated that the pseudotyping of AcMNPV with VSV-G protein, but not the enrichment of the AcMNPV genome with specific immunostimulatory CpG motifs for the porcine TLR9, improved the ability to induce IFN-α production in PBMCs in vitro. Together, these results suggest that AcMNPV is a promising tool for the induction of IFNs in antiviral strategies, with the potential to be biotechnologically improved.Fil: Molina, Guido Nicolás. 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: Amalfi, Sabrina. 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: Otero, Ignacio. Universidad Maimónides; 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; ArgentinaFil: Molinari, Maria Paula. 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

Baculovirus Transduction in Mammalian Cells Is Affected by the Production of Type I and III Interferons, Which Is Mediated Mainly by the cGAS-STING Pathway

The baculovirus Autographa californica multiple nucleopolyhedrovirus is an insect virus with a circular double-stranded DNA genome, which, among other multiple biotechnological applications, is used as an expression vector for gene delivery in mammalian cells. Nevertheless, the nonspecific immune response triggered by viral vectors often suppresses transgene expression. To understand the mechanisms involved in that response, in the present study, we studied the cyclic GMP-AMP synthase-stimulator of interferon genes (cGAS-STING) pathway by using two approaches: the genetic edition through CRISPR/Cas9 technology of genes encoding STING or cGAS in NIH/3T3 murine fibroblasts and the infection of HEK293 and HEK293 T human epithelial cells, deficient in cGAS and in cGAS and STING expression, respectively. Overall, our results suggest the existence of two different pathways involved in the establishment of the antiviral response, both dependent on STING expression. Particularly, the cGAS-STING pathway resulted in the more relevant production of beta interferon (IFN-β) and IFN-λ1 in response to baculovirus infection. In human epithelial cells, IFN-λ1 production was also induced in a cGAS-independent and DNA-protein kinase (DNA-PK)-dependent manner. Finally, we demonstrated that these cellular responses toward baculovirus infection affect the efficiency of transduction of baculovirus vectors. IMPORTANCE Baculoviruses are nonpathogenic viruses that infect mammals, which, among other applications, are used as vehicles for gene delivery. Here, we demonstrated that the cytosolic DNA sensor cGAS recognizes baculoviral DNA and that the cGAS-STING axis is primarily responsible for the attenuation of transduction in human and mouse cell lines through type I and type III IFNs. Furthermore, we identified DNA-dependent protein kinase (DNA-PK) as a cGAS-independent and alternative DNA cytosolic sensor that contributes less to the antiviral state in baculovirus infection in human epithelial cells than cGAS. Knowledge of the pathways involved in the response of mammalian cells to baculovirus infection will improve the use of this vector as a tool for gene therapy.Fil: Amalfi, Sabrina. 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: Molina, Guido Nicolás. 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: Bevacqua, Romina Jimena. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Unidad Ejecutora de Investigaciones en Producción Animal. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Veterinarias. Unidad Ejecutora de Investigaciones en Producción Animal; ArgentinaFil: López, María Gabriela. 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; ArgentinaFil: Alfonso, Victoria. 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