Genetic engineering of Lactococcus lactis co-producing antigen and the mucosal adjuvant 3' 5'- cyclic di Adenosine Monophosphate (c-di-AMP) as a design strategy to develop a mucosa...

Autores: Quintana, Ingrid María; Espariz, Martin; Villar, Silvina Raquel; González, Florencia Belén; Pacini, María Florencia; Cabrera, Gabriel; Bontempi, Iván; Prochetto, Estefanía Soledad; Stülke, Jörg; Perez, Ana Rosa; Marcipar, Iván Sergio; Blancato, Victor Sebastian; Magni, Christian
Año de publicación: 2018
Idioma: inglés
Tipo de recurso: artículo
Estado: versión publicada
Descripción: Lactococcus lactis is a promising candidate for the development of mucosal vaccines. More than 20 years of experimental research supports this immunization approach. In addition, 3' 5'- cyclic di-adenosine monophosphate (c-di-AMP) is a bacterial second messenger that plays a key role in the regulation of diverse physiological functions (potassium and cellular wall homeostasis, among others). Moreover, recent studies showed that c-di-AMP has a strong mucosal adjuvant activity that promotes both humoral and cellular immune responses. In this study, we report the development of a novel mucosal vaccine prototype based on a genetically engineered L. lactis strain. First, we demonstrate that homologous expression of cdaA gen in L. lactis is able to increase c-di-AMP levels. Thus, we hypothesized that in vivo synthesis of the adjuvant can be combined with production of an antigen of interest in a separate form or jointly in the same strain. Therefore, a specifically designed fragment of the trans-sialidase (TScf) enzyme from the Trypanosoma cruzi parasite, the etiological agent of Chagas disease, was selected to evaluate as proof of concept the immune response triggered by our vaccine prototypes. Consequently, we found that oral administration of a L. lactis strain expressing antigenic TScf combined with another L. lactis strain producing the adjuvant c-di-AMP could elicit a TS-specific immune response. Also, an additional L. lactis strain containing a single plasmid with both cdaA and tscf genes under the Pcit and Pnis promoters, respectively, was also able to elicit a specific immune response. Thus, the current report is the first one to describe an engineered L. lactis strain that simultaneously synthesizes the adjuvant c-di-AMP as well as a heterologous antigen in order to develop a simple and economical system for the formulation of vaccine prototypes using a food grade lactic acid bacterium.
Fil: Quintana, Ingrid María. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario; Argentina
Fil: Espariz, Martin. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario; Argentina
Fil: Villar, Silvina Raquel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Instituto de Inmunología Clinica y Experimental de Rosario. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Médicas. Instituto de Inmunología Clinica y Experimental de Rosario; Argentina
Fil: González, Florencia Belén. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Instituto de Inmunología Clinica y Experimental de Rosario. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Médicas. Instituto de Inmunología Clinica y Experimental de Rosario; Argentina
Fil: Pacini, María Florencia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Instituto de Inmunología Clinica y Experimental de Rosario. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Médicas. Instituto de Inmunología Clinica y Experimental de Rosario; Argentina
Fil: Cabrera, Gabriel. Universidad Nacional del Litoral; Argentina
Fil: Bontempi, Iván. Universidad Nacional del Litoral; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe; Argentina
Fil: Prochetto, Estefanía Soledad. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe; Argentina. Universidad Nacional del Litoral; Argentina
Fil: Stülke, Jörg. Universität Göttingen; Alemania
Fil: Perez, Ana Rosa. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Instituto de Inmunología Clinica y Experimental de Rosario. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Médicas. Instituto de Inmunología Clinica y Experimental de Rosario; Argentina
Fil: Marcipar, Iván Sergio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario; Argentina
Fil: Blancato, Victor Sebastian. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario; Argentina
Fil: Magni, Christian. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario; Argentina
Materia: C-DI-AMP ADJUVANT
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Nivel de accesibilidad: acceso abierto
Condiciones de uso: https://creativecommons.org/licenses/by/2.5/ar/
Repositorio
Institución: Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
OAI Identificador: oai:ri.conicet.gov.ar:11336/91828

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In addition, 3' 5'- cyclic di-adenosine monophosphate (c-di-AMP) is a bacterial second messenger that plays a key role in the regulation of diverse physiological functions (potassium and cellular wall homeostasis, among others). Moreover, recent studies showed that c-di-AMP has a strong mucosal adjuvant activity that promotes both humoral and cellular immune responses. In this study, we report the development of a novel mucosal vaccine prototype based on a genetically engineered L. lactis strain. First, we demonstrate that homologous expression of cdaA gen in L. lactis is able to increase c-di-AMP levels. Thus, we hypothesized that in vivo synthesis of the adjuvant can be combined with production of an antigen of interest in a separate form or jointly in the same strain. Therefore, a specifically designed fragment of the trans-sialidase (TScf) enzyme from the Trypanosoma cruzi parasite, the etiological agent of Chagas disease, was selected to evaluate as proof of concept the immune response triggered by our vaccine prototypes. Consequently, we found that oral administration of a L. lactis strain expressing antigenic TScf combined with another L. lactis strain producing the adjuvant c-di-AMP could elicit a TS-specific immune response. Also, an additional L. lactis strain containing a single plasmid with both cdaA and tscf genes under the Pcit and Pnis promoters, respectively, was also able to elicit a specific immune response. Thus, the current report is the first one to describe an engineered L. lactis strain that simultaneously synthesizes the adjuvant c-di-AMP as well as a heterologous antigen in order to develop a simple and economical system for the formulation of vaccine prototypes using a food grade lactic acid bacterium.Fil: Quintana, Ingrid María. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario; ArgentinaFil: Espariz, Martin. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario; ArgentinaFil: Villar, Silvina Raquel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Instituto de Inmunología Clinica y Experimental de Rosario. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Médicas. Instituto de Inmunología Clinica y Experimental de Rosario; ArgentinaFil: González, Florencia Belén. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Instituto de Inmunología Clinica y Experimental de Rosario. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Médicas. Instituto de Inmunología Clinica y Experimental de Rosario; ArgentinaFil: Pacini, María Florencia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Instituto de Inmunología Clinica y Experimental de Rosario. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Médicas. Instituto de Inmunología Clinica y Experimental de Rosario; ArgentinaFil: Cabrera, Gabriel. Universidad Nacional del Litoral; ArgentinaFil: Bontempi, Iván. Universidad Nacional del Litoral; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe; ArgentinaFil: Prochetto, Estefanía Soledad. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe; Argentina. Universidad Nacional del Litoral; ArgentinaFil: Stülke, Jörg. Universität Göttingen; AlemaniaFil: Perez, Ana Rosa. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Instituto de Inmunología Clinica y Experimental de Rosario. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Médicas. Instituto de Inmunología Clinica y Experimental de Rosario; ArgentinaFil: Marcipar, Iván Sergio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario; ArgentinaFil: Blancato, Victor Sebastian. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario; ArgentinaFil: Magni, Christian. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario; ArgentinaFrontiers Research Foundation2018-09info:eu-repo/semantics/articleinfo:eu-repo/semantics/publishedVersionhttp://purl.org/coar/resource_type/c_6501info:ar-repo/semantics/articuloapplication/pdfapplication/pdfapplication/pdfapplication/pdfapplication/pdfapplication/pdfapplication/pdfapplication/pdfapplication/pdfapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/11336/91828Quintana, Ingrid María; Espariz, Martin; Villar, Silvina Raquel; González, Florencia Belén; Pacini, María Florencia; et al.; Genetic engineering of Lactococcus lactis co-producing antigen and the mucosal adjuvant 3' 5'- cyclic di Adenosine Monophosphate (c-di-AMP) as a design strategy to develop a mucosal vaccine prototype; Frontiers Research Foundation; Frontiers in Microbiology; 9; 9-2018; 1-121664-302XCONICET DigitalCONICETenginfo:eu-repo/semantics/altIdentifier/url/https://www.frontiersin.org/article/10.3389/fmicb.2018.02100/fullinfo:eu-repo/semantics/altIdentifier/doi/10.3389/fmicb.2018.02100info:eu-repo/semantics/openAccesshttps://creativecommons.org/licenses/by/2.5/ar/reponame:CONICET Digital (CONICET)instname:Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas2025-09-03T09:49:06Zoai:ri.conicet.gov.ar:11336/91828instacron:CONICETInstitucionalhttp://ri.conicet.gov.ar/Organismo científico-tecnológicoNo correspondehttp://ri.conicet.gov.ar/oai/requestdasensio@conicet.gov.ar; lcarlino@conicet.gov.arArgentinaNo correspondeNo correspondeNo correspondeopendoar:34982025-09-03 09:49:06.876CONICET Digital (CONICET) - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicasfalse
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Therefore, a specifically designed fragment of the trans-sialidase (TScf) enzyme from the Trypanosoma cruzi parasite, the etiological agent of Chagas disease, was selected to evaluate as proof of concept the immune response triggered by our vaccine prototypes. Consequently, we found that oral administration of a L. lactis strain expressing antigenic TScf combined with another L. lactis strain producing the adjuvant c-di-AMP could elicit a TS-specific immune response. Also, an additional L. lactis strain containing a single plasmid with both cdaA and tscf genes under the Pcit and Pnis promoters, respectively, was also able to elicit a specific immune response. Thus, the current report is the first one to describe an engineered L. lactis strain that simultaneously synthesizes the adjuvant c-di-AMP as well as a heterologous antigen in order to develop a simple and economical system for the formulation of vaccine prototypes using a food grade lactic acid bacterium. Fil: Quintana, Ingrid María. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario; Argentina Fil: Espariz, Martin. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario; Argentina Fil: Villar, Silvina Raquel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Instituto de Inmunología Clinica y Experimental de Rosario. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Médicas. 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Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe; Argentina Fil: Prochetto, Estefanía Soledad. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe; Argentina. Universidad Nacional del Litoral; Argentina Fil: Stülke, Jörg. Universität Göttingen; Alemania Fil: Perez, Ana Rosa. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Instituto de Inmunología Clinica y Experimental de Rosario. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Médicas. Instituto de Inmunología Clinica y Experimental de Rosario; Argentina Fil: Marcipar, Iván Sergio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas. 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