Made available in DSpace on 2014-06-12T18:07:49Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo791_1.pdf: 2469303 bytes, checksum: a30380766a6dd8b30b3e15c833890a0f (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2009 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / A prevalência dos tipos de papilomavírus (HPV) relacionados ao câncer cervical apresenta variações geográficas. Em todo o mundo, o HPV 16 é mais freqüente nos casos de câncer cervical, seguido do tipo 18. No Brasil, apesar de o HPV 16 ser o tipo predominante, existem variações regionais importantes com relação a outros tipos. O HPV 18 é o segundo tipo mais freqüente nas regiões Norte, Sudeste e Sul, entretanto, no Nordeste e Centro-Oeste, há uma maior prevalência dos HPVs 31 e 33, depois do HPV 16. Uma atenção especial é necessária aos tipos de HPV mais relevantes em determinadas regiões, permitindo a inclusão dessas vacinas em um amplo e efetivo programa de vacinação. Devido ao custo proibitivo em países em desenvolvimento das vacinas disponíveis até então, assim como à variação na distribuição dos tipos de HPV, este trabalho teve como objetivo a expressão do gene L1 de papilomavírus humano tipos 18 e 33 em levedura Pichia pastoris. Os genes L1 foram amplificados através de PCR com enzima de alta fidelidade e clonados no vetor de expressão pPICZA. Pichia pastoris foi transformada com as construções pPICZL1H18 e pPICZL1H33 e os clones recombinantes selecionados por resistência à Zeocina. A integração dos genes foi confirmada por PCR de colônia com os primers AOX1 e os clones transcrevendo RNAm de L1 foram analisados quanto à produção da proteína. Os lisados celulares foram usados em ensaios de dot blot com os anticorpos anti-L1 e anti-His. Todas as amostras testadas apresentaram resultado positivo, indicando expressão da proteína L1. Entretanto, nas condições utilizadas, o rendimento da produção da proteína L1 de HPV foi abaixo do esperado. A otimização em diversas etapas do processo (o uso de genes sintéticos otimizados, por exemplo) deverá mostrar-se uma solução para a utilização do sistema de células de P. pastoris para a expressão heteróloga da proteína L1

O câncer cervical é a consequência mais séria da infecção por Papilomavírus humano - HPV, constituindo uma das principais causas de morte entre mulheres no mundo, remetendo a um importante desafio para a saúde pública mundial. Desenvolvemos a produção de VLPs contendo as proteínas L1 e L2 de HPV16, utilizando células epiteliais humanas 293-F em suspensão e em meio isento de soro fetal bovino. As células possuem metabolismo intenso, adequado para a expressão de proteínas heterólogas. Apresentam vantagens como a facilidade de cultivo, transfecção e ocorrência de processos como a glicosilação de proteínas, fosforilação, formação de pontes dissulfeto e outras modificações pós-traducionais essenciais para a função das proteínas, facilitando a produção similar às condições in vivo. O sistema de produção de VLPs L1L2 de HPV16 foi estabelecido de maneira eficiente, em células epiteliais humanas em suspensão e com resultados promissores, podendo contribuir para o desenvolvimento de uma vacina profilática de amplo espectro de proteção, com custo reduzido de produção. / Cervical cancer is the most serious consequence of infection by human papillomavirus - HPV, constituting one of the leading causes of death among women worldwide that points to a major challenge to global public health. We have developed the production of VLPs containing L1 and L2 proteins of HPV16, using human epithelial cells 293-F suspended in medium without fetal bovine serum. The cells have intense metabolism, suitable for expressing heterologous proteins. Present advantages such as ease of culture, transfection and occurrence of processes such as protein glycosylation, phosphorylation, formation of disulfide bonds and other essential post-translational modifications to protein function, facilitating the production similar to the conditions in vivo. The VLPs L1L2 of HPV16 production system was established efficiently in human epithelial cells in suspension and with promising results, which may contribute to the development of a prophylactic vaccine broad protection spectrum with reduced production cost.

O câncer de colo do útero é a segunda principal causa de morte em mulheres por câncer, sendo causado principalmente pela infecção persistente por HPV. A principal forma atual de prevenção desse câncer é a realização de exames citológicos periódicos e a vacinação profilática disponibilizada recentemente pelo Ministério da Saúde. Entretanto, tais ações visam a prevenção da infecção por HPV ou a detecção de lesões, pois não há um tratamento específico contra infecções e lesões já estabelecidas. Dentre as proteínas expressas por HPV, L2 está presente no capsídeo viral e é bem conservada entre diversos tipos de HPV, enquanto E6 é uma proteína oncogênica capaz de induzir a transformação maligna das células. Este estudo visa o desenvolvimento de uma vacina profilática e terapêutica capaz de proteger contra a infecção por diversos tipos virais, assim como combater as células já modificadas por qualquer tipo de HPV. Assim, foi construído um vetor vacinal contendo peptídeos selecionados das proteínas L2 e E6 de HPV16 testadas em modelo murino, para avaliar sua eficiência como vacina de DNA ministrada antes ou após desafio com células tumorais. Os ensaios em modelo animal demonstraram que a vacina foi capaz de induzir a produção de anticorpos específicos anti-L2 e anti-E6, assim como induzir a produção de citocinas TNF e impedir o desenvolvimento tumoral de células HPV-positivas. Portanto, foi possível concluir que o vetor construído foi capaz de induzir uma resposta imune humoral e celular em camundongos, capaz de prevenir contra o HPV, assim como tratar os cânceres a ele associados. / Cervical cancer is the second most frequent cause of death in women due to cancer, mainly caused by persistent HPV infection. The primary prevention method of this cancer is through periodic cytological exams and prophylactic vaccination which has been recently made available by the Ministry of Health. However, such actions aim towards prevention of HPV infection or the detection of lesions, since there is no specific treatment against pre-existing infections and injuries. Among the proteins expressed by HPV, L2 is present in the viral capsid and is well conserved among several types of HPV, whereas E6 is an oncogenic protein, capable of inducing malignant mutations in cells. This study aims towards the development of a prophylactic and therapeutic vaccine, capable of protecting against infections caused by several viral types, as well as combating cells which have already been modified by any type of HPV. Thus, a vaccine vector, containing peptides selected from HPV16s L2 and E6 proteins, tested in the murine model, was constructed in order to evaluate its efficiency as a DNA vaccine, to be administered either before or after challenging with tumour cells. The animal model assays demonstrated that the vaccine was able to induce the production of anti-L2 and anti-E6 specific antibodies, as well as TNF cytokines, and to prevent tumour development in HPV-positive cells. Therefore, it was possible to conclude that the designed vector was indeed able to induce humoral and cellular immune responses in mice, capable of preventing against HPV, as well as of treating cancers associated with it.

O Câncer Cervical é um importante problema de saúde pública, causando aproximadamente 270 milhões de mortes anuais. Atualmente, esse câncer é o segundo mais comum em mulheres no mundo, com os maiores índices de incidência ocorrendo nos países em desenvolvimento. O Câncer cervical tem como agente etiológico o Papilomavírus Humano (HPV). O vírus possui DNA circular duplo com genes que codificam oito proteínas, E1, E2, E4, E5, E6, E7 (não estruturais), e L1 e L2 (estruturais) que formam o capsídio viral. A proteína L1 quando produzida em sistema heterólgo de expressão tem a capacidade de auto-arranjo em partículas semelhantes ao vírus chamadas de VLPs (\"Vírus like Particles\"), que são a base das vacinas profiláticas disponíveis, Gardasil® e Cervarix®. Neste trabalho, foram produzidas VLPs da proteína L1 do HPV-16 na levedura metilotrófica Pichia pastoris utilizando dois tipos de vetores de expressão para leveduras, um epissomal e outro integrativo, para os trabalhos de purificação. Inicialmente as amostras obtidas ao final da purificação apresentaram degradação e agregação da proteína L1, além de contaminantes. O protocolo de purificação foi modificado e as amostras obtidas no final do processo de purificação não apresentaram degradação e nem agregação da proteína L1, embora ainda tenha sido detectada a presença de contaminantes e, portanto, as amostras obtidas estavam semi-purificadas. Uma segunda abordagem para o desenvolvimento de uma vacina alternativa foi realizada, na qual foram produzidos candidatos vacinais baseados na proteína L2 do Papilomavírus Humano (L2 do HPV-16, L2 do HPV-18 e L2 Multimérica), e também foram expressas proteínas fusionadas ao domínio ZZ de Staphylococcus aureus, utilizado neste caso como adjuvante. Em geral as proteínas de fusão, ainda que apresentando a fusão em sua forma funcional, geraram uma fraca indução de anticorpos IgG e de anticorpos neutralizantes. Pode-se observar uma produção de anticorpos neutralizantes contra pseudovírus homólogos e heterólogos que dependeu da combinação com os adjuvantes utilizados. Numa tentativa de maximizar a eficiência imunológica dos antígenos utilizados, um novo ensaio de imunização foi realizado com uma formulação conjunta contendo três proteínas (L2 do HPV-16, L2 do HPV-18 e L2 Multimérica), sendo também avaliadas as propriedades de três adjuvantes. A combinação da formulação vacinal com os adjuvantes gerou altos níveis de anticorpos L2-específicos, destacando-se as formulações com o hidróxido de alumínio/MPLA e com a vacina celular Pertussis low. Com a utilização desses adjuvantes, os níveis de anticorpos permaneceram elevados a longo termo. Pode-se observar a imunogenicidade de cada um dos antígenos dependeu de sua formulação com os adjuvantes testados. / Cervical cancer is one of the most important problems of public health, causing nearly 270 million deaths annually. Currently, cervical cancer is the second more common type in women worldwide and the highest incidences occuring in developing countries. Human papillomavirus (HPV) are the ethiologic agents of cervical cancer. HPV have a double-stranded circular DNA genome encoding eight viral proteins, E1, E2, E4, E5, E6, E7 (non-structural), and L1, L2 (structural), the last ones forming the viral capsid. L1 protein expressed in heterologous systems self-assembles into VLPs (\"Virus like Particles\"), the base of prophylactic vaccines available commercially, Gardasil and Cervarix. In this work, we produced VLPs of HPV-16 L1 protein in the methylotrophic yeast Pichia pastoris for purification assays. Initially, samples obtained from purification presented degradation and aggregation of L1 protein and also contaminants. The purification protocol was modified and samples obtained in the new process did not present degradation nor aggregation but the presence of some contaminants could still be detected. Therefore, samples obtained were semi-purified. A second approach to the development of an alternative vaccine was performed with the production of vaccine candidates based on the HPV L2 protein (HPV-16 L2, HPV-18 L2 and Multimeric L2) and we also expressed the same proteins fused to Staphyloccocus aureus ZZ domain, using it as an adjuvant. In general, the fused proteins induced low antibodies titer and low neutralizing antibodies titer when compared to other formulations. Neutralizing antibodies elicited against homologous and heterologous pseudovirus depended on the adjuvant used. In another approach, trying to enhance immunologic antigen efficiencies, an immunization assay was performed with a formulation containing L2 HPV- 16, L2 HPV-18 and Multimeric L2 and the properties of three adjuvants were assessed. The vaccine formulations adjuvanted with alum/MPLA and cellular Pertussis low vaccine induced the highest levels of L2-specific antibodies. In addition, the usage of adjuvants maintained the antibody levels in the long term. The immunogenicity of each antigen depends on the adjuvant combination used.

O Câncer Cervical é um importante problema de saúde pública, causando aproximadamente 270 milhões de mortes anuais. Atualmente, esse câncer é o segundo mais comum em mulheres no mundo, com os maiores índices de incidência ocorrendo nos países em desenvolvimento. O Câncer cervical tem como agente etiológico o Papilomavírus Humano (HPV). O vírus possui DNA circular duplo com genes que codificam oito proteínas, E1, E2, E4, E5, E6, E7 (não estruturais), e L1 e L2 (estruturais) que formam o capsídio viral. A proteína L1 quando produzida em sistema heterólgo de expressão tem a capacidade de auto-arranjo em partículas semelhantes ao vírus chamadas de VLPs (\"Vírus like Particles\"), que são a base das vacinas profiláticas disponíveis, Gardasil® e Cervarix®. Neste trabalho, foram produzidas VLPs da proteína L1 do HPV-16 na levedura metilotrófica Pichia pastoris utilizando dois tipos de vetores de expressão para leveduras, um epissomal e outro integrativo, para os trabalhos de purificação. Inicialmente as amostras obtidas ao final da purificação apresentaram degradação e agregação da proteína L1, além de contaminantes. O protocolo de purificação foi modificado e as amostras obtidas no final do processo de purificação não apresentaram degradação e nem agregação da proteína L1, embora ainda tenha sido detectada a presença de contaminantes e, portanto, as amostras obtidas estavam semi-purificadas. Uma segunda abordagem para o desenvolvimento de uma vacina alternativa foi realizada, na qual foram produzidos candidatos vacinais baseados na proteína L2 do Papilomavírus Humano (L2 do HPV-16, L2 do HPV-18 e L2 Multimérica), e também foram expressas proteínas fusionadas ao domínio ZZ de Staphylococcus aureus, utilizado neste caso como adjuvante. Em geral as proteínas de fusão, ainda que apresentando a fusão em sua forma funcional, geraram uma fraca indução de anticorpos IgG e de anticorpos neutralizantes. Pode-se observar uma produção de anticorpos neutralizantes contra pseudovírus homólogos e heterólogos que dependeu da combinação com os adjuvantes utilizados. Numa tentativa de maximizar a eficiência imunológica dos antígenos utilizados, um novo ensaio de imunização foi realizado com uma formulação conjunta contendo três proteínas (L2 do HPV-16, L2 do HPV-18 e L2 Multimérica), sendo também avaliadas as propriedades de três adjuvantes. A combinação da formulação vacinal com os adjuvantes gerou altos níveis de anticorpos L2-específicos, destacando-se as formulações com o hidróxido de alumínio/MPLA e com a vacina celular Pertussis low. Com a utilização desses adjuvantes, os níveis de anticorpos permaneceram elevados a longo termo. Pode-se observar a imunogenicidade de cada um dos antígenos dependeu de sua formulação com os adjuvantes testados. / Cervical cancer is one of the most important problems of public health, causing nearly 270 million deaths annually. Currently, cervical cancer is the second more common type in women worldwide and the highest incidences occuring in developing countries. Human papillomavirus (HPV) are the ethiologic agents of cervical cancer. HPV have a double-stranded circular DNA genome encoding eight viral proteins, E1, E2, E4, E5, E6, E7 (non-structural), and L1, L2 (structural), the last ones forming the viral capsid. L1 protein expressed in heterologous systems self-assembles into VLPs (\"Virus like Particles\"), the base of prophylactic vaccines available commercially, Gardasil and Cervarix. In this work, we produced VLPs of HPV-16 L1 protein in the methylotrophic yeast Pichia pastoris for purification assays. Initially, samples obtained from purification presented degradation and aggregation of L1 protein and also contaminants. The purification protocol was modified and samples obtained in the new process did not present degradation nor aggregation but the presence of some contaminants could still be detected. Therefore, samples obtained were semi-purified. A second approach to the development of an alternative vaccine was performed with the production of vaccine candidates based on the HPV L2 protein (HPV-16 L2, HPV-18 L2 and Multimeric L2) and we also expressed the same proteins fused to Staphyloccocus aureus ZZ domain, using it as an adjuvant. In general, the fused proteins induced low antibodies titer and low neutralizing antibodies titer when compared to other formulations. Neutralizing antibodies elicited against homologous and heterologous pseudovirus depended on the adjuvant used. In another approach, trying to enhance immunologic antigen efficiencies, an immunization assay was performed with a formulation containing L2 HPV- 16, L2 HPV-18 and Multimeric L2 and the properties of three adjuvants were assessed. The vaccine formulations adjuvanted with alum/MPLA and cellular Pertussis low vaccine induced the highest levels of L2-specific antibodies. In addition, the usage of adjuvants maintained the antibody levels in the long term. The immunogenicity of each antigen depends on the adjuvant combination used.