A esquistossomose representa um grande problema de saúde pública em regiões tropicais, negligenciado pelas empresas farmacêuticas. Três genes foram selecionados a partir do transcriptoma do S. mansoni para serem caracterizados molecularmente e testados como vacinas. O gene da Carboxipeptidase apresentou altos níveis de transcrição no estágio de cercária e uma variável expressão protéica nos estágios intra-hospedeiros. A proteína recombinante renaturada apresentou baixa atividade. O gene da Esfingomielinase apresentou alto nível transcricional em ovos, sendo expresso em todos os estágios exceto em esquistossômulos de 7 dias e fêmeas. O gene da Fosfatase Alcalina apresentou elevada transcrição em cercária, mas a expressão da proteína se eleva somente no estágio de esquistossômulo. A imunização de camundongos com cada uma das três proteínas recombinantes expressas em E. coli não levou à redução da carga parasitária após desafio. Estes resultados demonstram que diversas características de um antígeno são necessárias para que este seja um bom candidato vacinal. / Schistosomiasis is a major public health problem in tropical areas and neglected by most of the pharmaceutical companies. Three genes were selected from S. mansoni transcriptome to be molecularly characterized and tested as vaccines. The Carboxypeptidase gene showed high transcription levels in cercariae stage and a variable protein expression in intra-host stages. The refolded recombinant protein showed limited activity. The Sphingomyelinase gene showed the highest level of transcriptional activity in the egg stage and the protein is expressed in all stages but 7-day old schistosomula and females. The Alkaline Phosphatase gene showed a high transcriptional activity in cercariae stage with most of the mRNA being translated into protein as soon as it penetrates its definitive host. Immunization of mice with each of the three proteins did not show reduction in worm burden recovery after challenge. These results demonstrate that several characteristics of an antigen are important for it to be considered a good vaccine candidate.

A leptospirose é uma doença bacteriana infectocontagiosa, de curso agudo ou crônico, causada por espiroquetas do gênero Leptospira, de caráter zoonótico e cosmopolita que acomete o homem e os animais domésticos e silvestres. Pode ser transmitida de forma direta pelo contato com os fluidos contendo leptospiras, através das vias transplacentária e hematogênica, genital e o ato de mamar; ou de forma indireta pelo contato com ambiente contaminado com leptospiras. O conhecimento da gravidade da infecção, da distribuição geográfica, dos fatores de risco e das estirpes circulantes é de extrema importância para o estabelecimento da epidemiologia e o aprimoramento de medidas preventivas e diagnósticas. Neste estudo, avaliou-se a utilização de proteínas recombinantes de Leptospira spp. como antígenos no desenvolvimento de um teste rápido baseado em ensaio imunocromatográfico do tipo dipstick, como método diagnóstico da leptospirose animal. Foram selecionadas 11 proteínas recombinantes como candidatos a antígenos. As proteínas recombinantes purificadas foram avaliadas na detecção de anticorpos específicos por Western-blotting e ELISA. Somente a LipL32 apresentou reatividade com os soros positivos para leptospirose. Dois testes imunocromatográficos, utilizando a proteína LipL32, foram desenvolvidos. Um teste tipo I utilizando a proteína LipL32 conjugada ao ouro coloidal e outro tipo III com o ouro coloidal conjugado a proteína A e a LipL32 na linha teste. Em ambos as linhas teste e controle reagiram, demonstrando que os testes estão funcionando. O teste tipo I realizado manualmente mostrou resultados satisfatórios para os soros bovinos e soro hiperimune de coelho. O tipo III mostrou reatividade para as amostras de soro bovino, equino, coelho e cão. Quando se aplicou este dois testes em máquinas automatizadas não foi possível detectar a linha teste, provavelmente devido a necessidade de nova padronização de todos os parâmetros do método. / Leptospirosis is an infectious bacterial disease of acute or chronic course, caused by spirochetes of the genus Leptospira, with zoonotic and cosmopolitan character, which affects humans, wild and domestic animals. It can be transmitted directly by contact with fluids containing leptospires through placental, hematogenous and genital routes and through the act of breastfeeding; or indirectly by contact with an environment contaminated with leptospires. Acquiring knowledge about the infection severity, the geographical distribution, the risk factors, and the circulating strains is of utmost importance to stablish the epidemiology and to improve preventive and diagnostic measures. In this study, recombinant proteins of Leptospira spp. were evaluated as antigens in the development of a rapid immunochromatographic assay based on the type dipsticks a method of diagnosing animal leptospirosis. 11 recombinant proteins were selected as candidate antigens. The purified recombinant proteins were evaluated in the detection of specific antibodies by Western blotting and ELISA. Only the LipL32 protein showed reactivity with positive sera for leptospirosis. Two immunochromatographic tests, using LipL32 protein, have been developed: a type I test using the LipL32 protein conjugated to colloidal gold and another, type III with colloidal gold conjugated to protein A and LipL32 in the test line. In both assays the test lines and the control lines reacted, showing that the methods are working. The type I test performed manually showed satisfactory results for bovine and hyperimmune rabbit sera. The type III test showed reactivity for bovine, horse, rabbit and dog sera. When these two tests were applied in automated machinery, it has not been possible to detect the line test, probably due to the need for further standardization of all method parameters.

A agalaxia contagiosa é uma doença de notificação obrigatória que causa severas perdas econômicas para produção de ovinos e caprinos mundialmente. Apesar de seu impacto na produção animal, pouco se sabe sobre os fatores de virulência e patogenicidade do M. agalactiae (principal agente etiológico). Desta maneira, o presente estudo possuiu como objetivo a identificação, purificação e caracterização de proteínas antigênicas de M. agalactiae. Para tanto, quatro proteínas de superfície com potencial antigênico (WP_011949419.1, WP_011949418.1 (P40), WP_011949336.1, WP_011949770.1) foram selecionadas. Essas proteínas foram expressas em Escherichia coli e purificadas em coluna de níquel. As proteínas purificadas foram avaliadas quanto a antigenicidade em Western blotting utilizando soros de caprinos naturalmente infectados com M. agalactiae. Todas as proteínas expressas foram imunorreativas aos soros de caprinos naturalmente infectados, demonstrando que as proteínas utilizadas nesse estudo são possivelmente antigênicas e possuem epítopos acessíveis. / The Contagious agalactia is a notifiable disease that causes severe economic losses to sheep and goats worldwide. Despite its impact on animal production, little is known about the virulence factors and pathogenicity of M. agalactiae (main etiological agent). Thus, the present study identified, purified and characterized antigenic proteins of M. agalactiae. Therefore, four surface proteins with antigenic potential (WP_011949419.1, WP_011949418.1 (P40), WP_011949336.1, WP_011949770.1) were selected. These proteins were expressed in Escherichia coli and purified on nickel column. The purified proteins were assayed for antigenicity by Western blotting using goat sera naturally infected with M. agalactiae. All expressed proteins were immunoreactive with sera from naturally infected goats, demonstrating that the proteins used in this study are possibly antigenics and it have acessible epitopes.

La glycoprotéine VI (GP VI) des plaquettes sanguines humaines est le récepteur principal du collagène, composé le plus thrombogénique d'une paroi vasculaire lésée. Ainsi, GPVI est souvent considérée comme une cible de premier plan pour développer des tests diagnostiques ou des stratégies thérapeutiques innovantes, efficaces et sûres afin d'améliorer encore la prise en charge des accidents ischémiques. Les anticorps monoclonaux et leurs fragments actifs produits par ingénierie moléculaire constituent aujourd'hui une nouvelle classe de biomolécules en plein essor avec des propriétés bien adaptées à des applications thérapeutiques et diagnostiques. Notre groupe a produit plusieurs anticorps monoclonaux anti-GPVI par immunisation génique de souris. Ces anticorps ont une affinité élevé pour leur cible. Ils de distinguent les uns des autres par leur spécificité épitopique ainsi que par les effets engendrés par leur liaison à GPVI. Parmi ces anticorps, l'un présente un fort potentiel diagnostique parce qu'il reconnait les formes mono- et dimériques de GPVI, mais sa liaison aux plaquettes peut induire une activation ou la perte de GPVI. Un autre anticorps présente un fort potentiel thérapeutique parce que ses fragments actifs monovalents obtenus par papaïnolyse neutralisent l'interaction entre les plaquettes et le collagène, sans activer les plaquette. Cependant, l'origine xénogénique de cet anticorps est responsable d'une forte immunogénicité qui en interdit des applications en médecine humaine. Dans cette étude, nous avons conçus un fragments variable d'anticorps simple chaine (scFv) utile pour quantifier l'expression de la GPVI à la surface des plaquettes sanguines. Ce scFv a été reformaté de façon à lui insérer un motif de reconnaissance de la Protéine L (PpL) qui facilite sa détection et sa purification sans avoir recours à un peptide "drapeau". Nous avons également humanisé et créé plusieurs fragments d'anticorps recombinants monovalents inhibiteurs de l'interaction GPVI / collagène. Ces fragments d'anticorps présentent un potentiel thérapeutique élevé. / Human platelets glycoprotein VI (GPVI) is evidenced to be a platelet receptor of major importance in the occurrence of arterial thrombosis. Thus, it can be considered to be of great interest in diagnosis and therapeutic of atheriosclerotic diseases. Antibodies are powerful molecules which can be used in both diagnostic as well as for therapeutic purposes due to their unique characteristics. Monoclonal and recombinant antibodies have antigen restricted specificity, high affinity and can be used in various assays. Moreover, the good knowledge of their structure and molecular engineering facilities now allows the antibody modulation according to desired properties.Our group has already produced several monoclonal antibodies to human GPVI by gene gun immunization against the immunoadhesin hGPVI-Fc, which differ in fine epitopespecificity, affinity and other functional properties (Lecut et al. 2003). One, 3J24, with diagnostic potential while the other, 9O12, has a therapeutic potential because it blocks the binding of GPVI to collagen. Its Fab fragment has been extensively characterized in vitro,ex vivo and in vivo for its antithrombotic properties.Here, we designed and reshaped a single-chain antibody fragment (scFv) based on 3J24variable domains for the quantification of GPVI with diagnostic potential. We were also involved in the design, production and functional evaluation of humanized anti-GPVI recombinant antibody fragments (scFvs and Fabs) with therapeutic properties.

The keratinase gene (kerA) of Bacillus licheniformis ATCC®53757 was PCR amplified and subsequently cloned into Bacillus megaterium expression vector; pHIS1525.SPlipA and transformed in Bacillus megaterium ATCC®14945. The kerA gene carrying the recombinant plasmid pKERHIS1525.SPlipA was expressed in Bacillus megaterium under xylose inducible promoter, purified using Ni-NTA affinity column chromatography and consequently produced an extracellular keratinase activity of 29 U ml-1 after 18 h of incubation. The recombinant strain was further examined for feather degradation of intact chicken feathers. The chopped chicken feathers were partially degraded by the recombinant strain after 3days and the total macroscopic digestion was ultimately observed after seven days resulting in a yellowish peptide rich fermentation broth.

Bacillus subtilis é uma alternativa ao emprego de Escherichia coli para a produção de proteínas recombinantes. O principal entrave à utilização de B.subtilis para esse fim é a baixa disponibilidade de sistemas de expressão. Nesse trabalho, testamos diferentes plasmídeos e promotores com o objetivo de desenvolver sistemas de expressão heteróloga eficientes. Ao fim do trabalho, propomos dois novos sistemas de expressão baseados do arcabouço do plasmídeo pMTL500E e nos promotores dos genes cdd e gsiB, ambos de B.subtilis. Os dois plasmídeos construídos apresentam expressão constitutiva e demonstraram desempenho superior no tocante à produção de proteínas heterólogas quando comparados ao único sistema comercialmente disponível, conhecido como pHT01. Em uma segunda parte do trabalho, propomos a utilização de Listeria innocua como veículo de entrega para antígenos vacinais. Por meio de ensaios ex-vivo e in vivo, demonstramos que essa bactéria possui potencial promissor para aplicações vacinais, inclusive quando comparada ao bem estabelecido B.subtilis. / Bacillus subtilis is an alternative to the use of Escherichia coli for the production of recombinant proteins. The main bottleneck to the use of B. subtilis for this purpose is the low availability of expression systems. In this study, we evaluated different plasmids and promoters with the aim of developing efficient heterologous expression systems. At the end of this work, we propose two new expression systems based on plasmid pMTL500E and the promoters from cdd and gsiB genes, both of them from B.subtilis. The two plasmids constructed exhibit constitutive expression and demonstrated superior performance regarding the production of heterologous proteins compared to the unique commercially available system, which is known as pHT01. In a second part of the work, we propose the use of Listeria innocua as a delivery vehicle for vaccine antigens. After ex-vivo and in-vivo experiments, we demonstrated that this bacterium has a promising potential for vaccine applications, even when compared to well established B.subtilis.

Os IFN-&alpha;2 são atualmente utilizados em terapia de hepatite B e C, leucemia, mieloma múltiplo, leucemia de células pilosas, melanoma, sarcoma de Kaposi, linfoma folicular e carcinoma de células renais, em associação ou não com outras drogas. Este trabalho descreve um processo de produção, purificação e caracterização de interferon-&alpha;2a secretado para o espaço periplasmico de E. coli utilizando um vetor baseado no uso constitutivo do promotor lambda PL. Foi validada também uma análise em cromatografia líquida de alta eficiência em fase reversa (RP-HPLC) para monitoração do processo. Dessa forma, este trabalho descreve inicialmente um método de RP-HPLC para análise qualitativa e quantitativa de interferon-&alpha;2a e interferon-&alpha;2b. O método foi desenvolvido e validado quanto à recuperação, precisão, linearidade, sensibilidade e especificidade. O teste de recuperação indicou erro menor que 1 % e as determinações quantitativas intra-dia e inter-dia apresentaram desvio padrão relativo sempre menores que 4 %, enquanto a sensibilidade experimental foi de 0,3 &mu;g (RSD = 5 %). Em relação à linearidade, o coeficiente de correlação assumiu o valor de 0,998 (p<0,0001), para o intervalo de massa analisada de 0,62 a 10 &mu;g de interferon. Essa metodologia permite a aplicação de RP-HPLC como uma ferramenta poderosa para monitoração de níveis de expressão e qualidade do interferon-&alpha;2 durante ou logo após a fermentação. A temperatura ótima de expressão foi avaliada nos intervalos de 30 a 42 °C, em cultivo em erlenmeyer. As produções volumétrica e específica foram maiores para temperaturas iguais ou superiores a 35 °C. Dessa forma, considerando a potencial degradação da proteína recombinante induzida pela temperatura, a temperatura ótima para a expressão de interferon neste processo foi definida como 35 °C. Os maiores valores de produção específica e volumétrica obtidos, em produção em erlenmeyer, foram 1,04 &mu;g/mL/A600 e 3,45 mg/L, respectivamente. Foi padronizado um método de purificação laboratorial, em duas etapas: uma cromatografia de troca iônica, seguida de uma etapa de cromatografia de exclusão molecular. A pureza final e a recuperação em massa foram de, respectivamente, 95,3 % e 66 %. O produto final também foi caracterizado por meio de análise em SDS-PAGE, western blotting, espectrometria de massas, HPLC de exclusão molecular e HPLC em fase reversa. / IFN-&alpha;2 is currently utilized in hepatitis B and C, leukemia, multiple myeloma, hairy cell leukemia, melanoma, Kaposi\'s sarcoma, follicular lymphoma, and renal cell carcinoma therapy, with or without other drugs. In this work, a process for E. coli periplasmic interferon-&alpha;2a production and purification utilizing a lambda PL promoter based on constitutive expression was proposed. As a tool for production monitoring, reversedphase high-performance liquid chromatography (RP-HPLC) analysis directly from periplasmic extract was validated. Thus, initially it was described a RP-HPLC methodology for qualitative and quantitative analysis of recombinant human interferon-&alpha;2a and interferon-&alpha;2b. The method has been set up and validated for accuracy, precision, linearity, sensitivity and specificity. A recovery test indicated a bias of less than 1% and intra-day and inter-day quantitative determinations presented relative standard deviations always < 4 %, while experimental sensitivity was 0.3 &mu;g (RSD = 5 %). Regarding to linearity, the coefficient of determination was 0.998 (p<0.0001), for a range of analyzed interferon mass from 0,62 to 10 &mu;g. This rapid methodology allows the application of the RP-HPLC as a powerful tool to monitor the production yield and quality of periplasmic Interferon &alpha;2 right after, or even during the fermentation. The optimum expression temperature was evaluated in flask cultures from 30 to 42 °C. It was observed that the volumetric and specific production were higher for culture temperatures equal or above 35 °C. Thus, considering the potential recombinant protein degradation induced by temperature, 35 °C was well-marked as the optimum temperature for interferon expression. The higher values for specific and volumetric production in culture flasks were 1.04 &mu;g/mL/A600 and 3.45 mg/L respectively. As purification method, it was utilized ionic chromatography followed by size-exclusion chromatography. The final purity and mass recovery was, respectively, 95.3 % and 66 %. The final product was also characterized utilizing SDS-PAGE, western blotting, reversed-phase HPLC, size-exclusion HPLC and mass spectrometry analysis.

O Fator VII recombinante (FVIIr) tem sido a principal escolha terapêutica dos pacientes hemofílicos que desenvolvem inibidores contra os fatores VIII e IX utilizados como tratamento. Atualmente, o produto utilizado é produzido em células de camundongo (BHK-21), o qual oferece desvantagens considerando a complexidade das modificações pós-traducionais desta proteína e a inserção de glicosilações de origem murina altamente imunogênicas aos seres humanos. Dessa maneira a produção de proteínas para uso terapêutico em linhagens celulares humanas surge como uma alternativa promissora. Dentro desse contexto, o objetivo principal deste trabalho foi clonar e expressar o FVII de coagulação sanguínea em 3 linhagens celulares humanas (HepG2, Sk-Hep, HKB-11), compará-las com a linhagem murina BKH-21, e selecionar a melhor produtora da proteína recombinante. As células foram modificadas com o vetor lentiviral p1054-CIGWS, contendo os genes do FVII e do marcador GFP. Após a modificação das células foi observada uma eficiência de transdução de 80% nas células BHK-21-FVIIr, 73% nas células HepG2-FVIIr, 32% nas células HKB-11-FVIIr e 95% Sk-Hep-FVIIr. Análises da expressão gênica por PCR em Tempo Real mostraram que as três linhagens humanas modificadas apresentaram expressão do RNAm relativo ao FVIIr, sendo que a linhagem celular HepG2 foi a que teve maior expressão de FVIIr, seguida da Sk-Hep-1 e HKB-11. Quando submetidas ao tratamento com vitamina K por um período de 10 dias em cultura, a expressão do gene FVIIr foi semelhante para as três linhagens (HepG2: 164563 URE, HKB-11: 119122 URE e Sk-Hep: 124919 URE). O FVII é uma proteína que para sua ativação, possui como principal modificação pós traducional a -carboxilação vitamina K dependente, que ocorre por meio do ciclo da vitamina K com a participação de 3 enzimas, -carboxilase, VKORC1 e calumenina (inibidor). A expressão gênica dessas enzimas foi avaliada antes e após o tratamento com a vitamina K. Foi possível observar que houve um aumento nos níveis de RNAm nas células humanas tratadas com vitamina K, sugerindo que esta é capaz de ativar as enzimas do ciclo da -carboxilação. A cinética de crescimento celular em garrafas estáticas mostrou que a as células murinas BHK-21 modificadas possuem uma velocidade específica de crescimento 25% mais elevada que das células humanas. Contudo a cinética de produção das linhagens recombinantes mostrou que as células humanas produzem cerca de 3 vezes mais FVIIr do as células BHK-21. Devida a baixa produção de FVIIr na linhagem celular murina, e ao fato de que a linhagem humana HepG2 apresenta um perfil de crescimento extremamente lento, as linhagens recombinantes Sk-Hep-1-FVIIr e HKB-11-FVIIr foram selecionadas para ensaios de cultivo em suspensão utilizando microcarregadores em frascos spinners. Ao longo de 10 dias de cultivo as células HKB-11-FVIIr mostraram uma produção acumulada de 152 g de FVIIr, o que corresponde a 304 UI. As células Sk-Hep-1-FVIIr produziram cerca de 202,6 g de FVIIr, o que corresponde a 405,2 UI. Em suma, nossos dados comprovam que as linhagens celulares humanas são eficazes para a produção de fator VII recombinante, uma vez que, utilizando nosso modelo de produção, estas mostraram-se melhores do que a de células murinas (BHK-21) utilizadas pela indústria. Assim, estas linhagens celulares humanas podem ser usadas como uma nova plataforma para a produção de FVII, bem como para outras proteínas recombinantes, de maneira mais segura e com menor risco de desenvolvimento de anticorpos inibidores / Recombinant factor VII (FVIIr) has been the main therapeutic choice for hemophilic patients who develop inhibitors antibidies to conventional treatments (FVIII and FIX). Currently, the comercial product is produced in murine cells (BHK-21) which gives disadvantages considering the complexity of post-translational modifications of these proteins. The insertion of murine residues can be highly immunogenic in humans. Thus the production of proteins for therapeutic use in human cell lines appears as a promising alternative. In this context, the aim of this study was to clone and express the blood coagulation FVII in 3 human cell lines (HepG2, Sk-Hep-1, HKB-11) and select the best cell line for production of recombinant protein. The cells were modified with the lentiviral vector p1054-CIGWS containing the FVII gene and GFP gene marker. After cells modification we observed efficiency of transduction, in which 80% of BHK-21-FVIIr cells showed GFP expression, 73% of HepG2-FVIIr cells, 32% of HKB-11-FVIIr cells and 95% SK- Hep-FVIIr. Gene expression analysis by real-time PCR showed that the three modified human cell lines exhibited RNAm expression relative to FVIIr. When cells were treated with 5 ug/mL vitamin K in culture, the gene expression of FVIIr was similar in the three cell lines (HepG2: 164 563 URE, HKB-11: 119122 and SK-Hep URE: 124919 URE). For FVII activation, the main post translational modification is -carboxylation vitamin-K-dependent which envolves three enzymes, -carboxylase, VKORC1 and calumenina (inhibitor) . Gene expression of these enzymes was evaluated before and after treatment with vitamin K. It was observed that there was an increase in mRNA levels in human cells treated with vitamin K, suggesting that the treatment is capable of activating the enzymes of the vitamin K cycle. Cell growth kinetics showed that modified murine cells BHK-21 have a higher specific growth rate, around 25% more than human cells. However the kinetics of production of recombinant cell lines showed that human cells expressing rFVII 3-fold more rFVII than BHK-21 cells. Due the low rFVII production of murine cells, and the extremely slow growth profile of human cell line HepG2, the recombinant cell lines Sk-Hep-1-rFVII and HKB-11-rFVII have been selected for cultivation tests in suspension using microcarriers in spinners flasks. Over 10 days of cultivation the HKB-11 cells showed a cumulative production of rFVII 152 ug, corresponding to 304 IU and SK-Hep-1 cells showed a rFVII production of 202.6 ug, corresponding to 405.2 IU. In summary, our data demonstrate that human cell lines are effective for producing recombinant factor VII. Using our production model, human cells were better than murine cells (BHK-21) used by the industry. Thus, these human cell lines can be used as a new platform for the FVII production, as well as for other recombinant proteins, with less risk of developing inhibitor antibodies

Protein solubility plays an important role whether for biophysical and structural studies, or for production and delivery of therapeutic proteins. Poor solubility could lead to protein aggregation, which is an undesired physicochemical mechanism at any stage of recombinant proteins production. To date, more than half of all recombinant therapeutic proteins are produced in mammalian cells, mainly due to the high similarity of the final product to human protein structures. However, poor secretion can occur, due to misfolded proteins or aggregates leading to cellular stress and proteolysis. Another widely-used expression system is E. coli, which can offer a cost-efficient alternative. This system has an important limitation, since proteins tends to form insoluble protein aggregates in the cytoplasm upon heterologous overexpression. Several strategies are being implemented to improved soluble expression, ranging from culture conditions to solubility enhancing tags. However, there is no universal approach or technology that solves protein aggregation. In this thesis two recently published hypotheses from our group have been applied. One stated that soluble expression of proteins was inversely correlated with the size of the largest positively-charged patch on the protein surface. The second hypothesis (of protein solubility), arose from the finding that the relative content of lysine and arginine residues separated E. coli proteins by solubility. Both hypotheses arose from a study of an extensive dataset of experimental solubilities determined for cell-free expression of E. coli proteins. In combination with other widely used strategies, such as lowering expression temperature and inducer concentration, decreasing non-charged (hydrophobic) patches and addition of helical capping for increasing stability, a rational understanding for directed alteration of solubility in a variety of recombinant proteins has been explored. This includes three protein models to test: (i) recombinant human erythropoietin (rHuEPO) (one of the top selling therapeutics) (ii) recombinant 6-Phosphofructo-2-Kinase/fructose-2,6-bisphosphatase (rPFKFB3) (a product for which over-expression has been sought for characterisation and insight into possible cancer therapy) and (iii) a set of three selected E. coli proteins containing high ratios of lysines to arginines: thioredoxin-1 (TRX), cold shock-like protein cspB (cspB), and the histidine-containing phosphocarrier protein (HPr). It was found that single or multiple point mutations (changing amino acids from positive to negative charge or vice versa; or lysines to arginines) verified the predicted effect on rHuEPO, rPFKFB3, TRX, cspB, and HPr solubility (experimentally defined as the distribution between soluble and total fractions) for expression in E. coli. In addition, the redesigned set of rHuEPO transiently expressed in HEK 293-EBNA cells, suggesting that positively-charged patch size may also influence protein secretion. Further application of these computational and experimental approaches could provide a valuable tool in the design and engineering of proteins, with enhanced solubility, stability and secretion.

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Os antígenos protéicos da membrana externa parecem ser a melhor alternativa para substituir as vacinas atualmente disponíveis, porém, após diversos estudos, nenhum apresentou resultados satisfatórios. O objetivo deste trabalho foi avaliar antígenos recombinantes e preparações vacinais, capazes de conferir proteção de amplo espectro, em hamsters (Mesocricetus auratus). Neste estudo, quatro novas proteínas recombinantes de Leptospira spp foram obtidas e testadas no modelo de leptospirose aguda em hamster para avaliar vacinas experimentais. A análise in silico do genoma de L. interrogans sorogrupo Icterohaemorrhagie sorovar Copenhageni cepa FIOCRUZ L1-130 foi realizada para identificar genes alvo potenciais para o desenvolvimento de vacinas de subunidade. Quatro genes foram selecionados para expressão de proteínas recombinantes em sistema de expressão heteróloga em Escherichia coli: lic10260, lic10365, lic11207 e lic11360, que codificam para prováveis lipoproteína de membrana externa. Os genes foram amplificados a partir do DNA genômico de L. borgpeterseni sorogrupo Ballum cepa 4E. Os procedimentos de clonagem resultaram nos vetores recombinantes pAE/lic10260, pAE/lic10365, pAE/lic11207 e pAE/lic11360. As proteínas recombinantes foram eficientemente expressas nesse sistema de expressão e posteriormente, utilizadas na imunização de hamsters que foram subsequentemente desafiados com dose letal de L. borgpeterseni sorovar Ballum 4E. A resposta imune humoral induzida pelas proteínas foi avaliada por ensaio imunoenzimático (ELISA) e verificou-se que, pelo menos uma das formulações vacinais para cada proteína produziu resposta humoral significativa estatisticamente (p < 0,05). As proteínas rLIC10260, rLIC10365, rLIC11207 e rLIC11360 mostraram-se imunogênicas, tornando promissora sua utilização como vacinas contra leptospirose. / Leptospirosis is a widespread zoonosis caused by spirochetes from genus Leptospira. The disease is considered a problem in both public health and veterinary areas, affecting mainly tropical and subtropical developing countries. In veterinarian medicine, leptospirosis is an important disease for both clinic and production sectors due to the public health risks, reproductive failures and death, culminating in considerable economic losses for the area. Animal vaccination is taken as a prevention measure, however the acquired protection by the vaccines is, in most cases, weak and allows the spreading of the disease. The outer membrane antigens seems to be the best alternative to substitute the currently available vaccines, however, after several studies, none of them presented satisfactory results. The aim of the present work was the production and evaluation of four recombinant antigens in order to elicit broad spectrum protection in hamster, the susceptible experimental model (Mesocricetus auratus). An in silico analysis in L. interrogans serogroup icterohaemorrhagie serovar Copenhageni strain FIOCRUZ L1-130 was run in order to identify potential genes for subunit vaccine development. Four genes were selected, amplified, cloned into vectors and expressed in Escherichia coli: lic10260, lic10365, lic11207, lic11360. These gene products are potential outer membrane lipoproteins and were amplified from L. borgpeterseni serugroup Ballum strain 4E. The cloning procedures resulted in the recombinant vectors pAE/LIC10260, pAE/LIC10365, pAE/LIC11207 and pAE/LIC11360 and its purified products were inoculated in hamsters and their humoral response was evaluated per Enzyme-linked Immunossorbent Assay (ELISA). It was possible to verify that at least one of the vaccinal preparations for each protein was able to induce statistically significant humoral response (p < 0.05). The four obtained proteins showed immunogenic response, making them promising recombinant antigens for use against leptospirosis.