Unique features of a recombinant haemagglutinin influenza vaccine that influence vaccine performance

The influenza vaccine field has been constantly evolving to improve the speed, scalability, and flexibility of manufacturing, and to improve the breadth and longevity of the protective immune response across age groups, giving rise to an array of next generation vaccines in development. Among these, the recombinant influenza vaccine tetravalent (RIV4), using a baculovirus expression vector system to express recombinant haemagglutinin (rHA) in insect cells, is the only one to have reached the market and has been studied extensively. We describe how the unique structural features of rHA in RIV4 improve protective immune responses compared to conventional influenza vaccines made from propagated influenza virus. In addition to the sequence integrity, characteristic of recombinant proteins, unique post-translational processing of the rHA in insect cells instills favourable tertiary and quaternary structural features. The absence of protease-driven cleavage and addition of simple N-linked glycans help to preserve and expose certain conserved epitopes on HA molecules, which are likely responsible for the high levels of broadly cross-reactive and protective antibodies with rare specificities observed with RIV4. Furthermore, the presence of uniform compact HA oligomers and absence of egg proteins, viral RNA or process impurities, typically found in conventional vaccines, are expected to eliminate potential adverse reactions to these components in susceptible individuals with the use of RIV4. These distinct structural features and purity of the recombinant HA vaccine thus provide a number of benefits in vaccine performance which can be extended to other viral targets, such as for COVID-19.

Induction of Robust and Specific Humoral and Cellular Immune Responses by Bovine Viral Diarrhea Virus Virus-Like Particles (BVDV-VLPs) Engineered with Baculovirus Expression Vector System

Bovine viral diarrhea virus (BVDV) is an important animal pathogen that affects cattle. Infections caused by the virus have resulted in substantial economic losses and outbreaks of BVDV are reported globally. Virus-like particles (VLPs) are promising vaccine technology largely due to their safety and strong ability to elicit robust immune responses. In this study, we developed a strategy to generate BVDV-VLPs using a baculovirus expression vector system (BEVS). We were able to assemble BVDV-VLPs composed of dimerized viral proteins E2 and Erns, and the VLPs were spherical particles with the diameters of about 50 nm. Mice immunized with 15 μg of VLPs adjuvanted with ISA201 elicited higher levels of E2-specific IgG, IgG1, and IgG2a antibodies as well as higher BVDV-neutralizing activity in comparison with controls. Re-stimulation of the splenocytes collected from mice immunized with VLPs led to significantly increased levels of CD3+CD4+T cells and CD3+CD8+T cells. In addition, the splenocytes showed dramatically enhanced proliferation and the secretion of Th1-associated IFN-γ and Th2-associated IL-4 compared to that of the unstimulated control group. Taken together, our data indicate that BVDV-VLPs efficiently induced BVDV-specific humoral and cellular immune responses in mice, showing a promising potential of developing BVDV-VLP-based vaccines for the prevention of BVDV infections.

Mejoramiento de baculovirus como agentes de control biológico mediante la incorporación de proteínas heterólogas en los cuerpos de oclusión y como vectores en salud

En el contexto de este trabajo, los baculovirus son una herramienta de ingeniería genética accesible en los laboratorios de biología molecular para el estudio y desarrollo de unsistema de expresión de proteínas heterólogas recombinantes en células de insecto (BEVS: baculovirus expression vector system). Durante más de cuatro décadas, el estudio se ha concentrado en generar sistemas de recombinación más eficientes, en su gran mayoría se han enfocado en una de las dos partes esenciales de este sistema BEVS: el baculovirus. Sin embargo, en este trabajo nos propusimos investigar y desarrollar la parte complementaria del sistema: las células de insecto. En el primer capítulo se desarrolla la introducción general exponiéndose los objetivos de este trabajo donde se propone desarrollar herramientas aplicadas al mejoramiento de los baculovirus como plataforma biotecnológica para el cuidado del ambiente y la salud humana. Se busca obtener líneas celulares de insecto monoclonales que expresen proteínas recombinantes para su incorporación final en los dos morfotipos baculovirales: en los cuerpos de oclusión para el desarrollo de bioinsecticidas y en los viriones brotantes para desarrollos en salud humana. En el segundo capítulo, se realiza un análisis bioinformático de la estructura primaria, secundaria y terciaria de la proteína de la envoltura del poliedro (PEP) del baculovirus AgMNPV para evaluar los sitios de inserción de proteínas candidatas insecticidas. En el tercer capítulo, se describe el desarrollo de la generación de líneas celulares derivadas de lepidópteros que expresan proteínas recombinantes producto de la fusión de PEP o alguno de sus dominios con la proteína indicadora GFP. Este estudio permitió mostrar la expresión y localización de la proteína quimérica en los OB de tipo salvaje de dos baculovirus AgMNPV (rango de huésped estrecho) y AcMNPV (rango de huésped amplio). En el cuarto capítulo, se describen dos estrategias para mejorar la capacidad insecticida de los baculovirus de AgMNPV y AcMNPV, el avance en el desarrollo de líneas celulares empaquetadoras de proteínas activas y la generación de virus recombinantes de AcMNPV como prueba de concepto para evaluar la toxicidad de proteínas insecticidas en larvas susceptibles. Adicionalmente, se plantean estrategias para mejorar la formulación de los bioinsecticidas. En el quinto y último capítulo, se discuten los resultados de líneas celulares derivadas de lepidópteros que expresan proteínas recombinantes para mejorar el uso de los baculovirus como vectores virales para la inmunización y futuras terapias.