No presente trabalho, desenvolvemos uma estratégia vacinal baseada em vacinas de DNA que codificam proteínas do HPV-16, o tipo viral de maior relevância epidemiológica, fusionadas à glicoproteína D (gD) do vírus herpes simplex tipo 1 (HSV-1). A vacina que contêm o gene da E7 de HPV-16 fusionada à gD de HSV-1 (pgDE7), administrada em regime vacinal de quatro doses, foi capaz de gerar significativa ativação de células T CD8+ E7-específicas e apresentar 40% de efeito protetor anti-tumoral terapêutico em camundongos desafiados com células transformadas que expressam as proteínas E6 e E7 do HPV-16 (células TC-1). A partir das evidências geradas, desenvolvemos um novo vetor vacinal que codifica as proteínas E7, E6 e E5 do HPV-16 (pgD-E7E6E5). Em ensaios em modelo murino, apenas uma dose da vacina foi capaz de gerar ativação de células T CD8+ específicas e 70% dos camundongos previamente desafiados com células TC-1 e inoculados com 3 doses da vacina mantiveram-se livres de tumores. Como tentativa de potencializar o efeito protetor terapêutico encontrado, adotamos duas medidas: a co-administração de plasmídeos que codificam citocinas e a otimização de códons da sequência gênica que codifica a proteína quimérica. A combinação das vacinas pgDE7 ou pgD-E7E6E5 com plasmídeos que carregam os genes das citocinas IL-2, IL-12 ou GM-CSF foi capaz de aumentar a proteção terapêutica para 100% em regime vacinal de dose única. A adequação da sequência antigênica ao sistema de expressão humano, aumentou em cerca de 5 vezes o potencial terapêutico do vetor vacinal pgDE7. Em conjunto, os dados apresentados nesta tese demonstram a evolução do desenvolvimento de uma estratégia vacinal contra tumores induzidos por HPV-16 e encorajam seu potencial para uso em futuros ensaios clínicos. / The development of immunotherapeutic strategies against human papillomavirus (HPV) is a priority for the control of HPV-induced lesions and cervical cancer. In this study, we developed DNA vaccines encoding HPV-16 proteins fused to glycoprotein D (gD) of herpes simplex virus type 1 (HSV-1) as an approach to control HPV-16 induced tumors. The vaccine encoding HPV-16 E7 fused to HSV-1 gD (pgDE7), when administered in a four doses vaccine regimen, was able to generate significant activation of E7-specific CD8+ T cells and showed 40% of therapeutic anti-tumor effect in mice previously challenged with tumor cells expressing HPV-16 E6 and E7 proteins (TC-1 cells). Following these evidences, we developed a new vaccine vector encoding HPV-16 E7, E6, E5 proteins fused to HSV-1 gD (pgD-E7E6E5). Only one vaccine dose generated antigen-specific CD8+ T cell responses and three doses conferred 70% protection to mice previously challenged with TC-1 cells. As an attempt to enhance the observed therapeutic anti-tumor effects, we tested two approaches: co-administration of cytokine-expressing plasmids and codon optimization of the gene encoding the chimeric protein. The combination of the vaccines pgDE7 or pgD-E7E6E5 with plasmids encoding the cytokines IL-2, IL-12 or GM-CSF increased the therapeutic protection to 100% of the vaccinated animals following a single dose. The gene sequence adaptation increased by a factor of 5 the therapeutic potential of the pgDE7 vaccine. In summary, the data presented in this thesis demonstrated the development of a vaccine strategy against HPV-16 induced tumors and reinforces its potential use in future clinical trials.

O Vírus Respiratório Sincicial Humano (HRSV) é um dos patógenos mais importantes do trato respiratório. Analisamos as interações das proteínas virais nucleoproteína (N), fosfoproteína (P) e matriz (M) em células HEK-293T. N interage com as proteínas celulares Hsp70, PRMT5 e WDR77; P com Hsp70 e Tropomiosina; e M com Nucleofosmina e Tropomiosina. Cada gene celular foi co-expresso em bactérias com um gene viral possibilitando a co-precipitação das proteínas. Analisamos a interação entre Hsp70 e N ou P, confirmando sua ocorrência em bactérias. Com um conjunto de proteínas mutantes, definimos que as interações são através dos amino terminais de N e P, ou do carboxi terminal de P, e do domínio amino terminal de Hsp70. Superexpressão de Hsp70 por transfecção provocou efeito de estímulo sobre a replicação de HRSV. Imunizações em camundongos com vacinas de DNA para N e P mostraram a indução de resposta celular e humoral. Ensaios de desafio resultaram em redução da carga viral após imunização com N, indicando potencial para sua aplicação em formulação vacinal. / Human respiratory syncytial virus (HRSV) is one of the most important pathogens of the respiratory tract. We analyzed the interactions of viral nucleoprotein (N), phosphoprotein (P) and matrix (M) in HEK-293T. N interacts with the cellular proteins Hsp70, PRMT5 and WDR77; P interacts with Hsp70 and Tropomyosin; and M with Nucleophosmin and Tropomyosin. Each cellular gene was co-expressed with a viral gene in bacteria allowing co-precipitation of proteins. Hsp70 co-expression with N or P proteins confirmed that these interactions also occur in bacteria. Using a set of mutants we found that the N and P amino terminus, P carboxy terminus, and Hsp70 amino terminal domain participate in the interactions. The overexpression of Hsp70 by transfection resulted in stimulation of HRSV replication. Mice immunization with N and P showed that DNA vaccines were capable of inducing humoral and cellular response. In challenge assays it was possible to detect significant virus titer reduction in animals immunized with N, indicating its potential for a vaccine formulation.

As proteínas E7 (HPV), p24 (HIV) e gD (HSV) são exclusivamente expressas por células infectadas ou tumorais e, por isso, são utilizadas como alvos para vacinas com características terapêuticas. Foram desenvolvidas duas vacinas de DNA capazes de expressar as três proteínas virais por meio de um vetor de expressão bicistrônico baseado na sequência IRES. As vacinas, denominadas pIRES I e pIRES II, diferem entre si por transportarem os genes que codificam as proteínas E7 do HPV-16 e p24 do HIV fusionadas à proteína gD do HSV-1 em ordem inversa. Células COS-7 transfectadas com os plasmídeos vacinais expressaram as proteínas alvo, como determinado por imunofluorecência com anticorpos específicos para as proteínas gD, p24 e E7. As vacinas foram testadas em modelo murino quanto à capacidade de gerar anticorpos e células T CD8+ específicas. Observamos que animais vacinados desenvolveram baixas taxas de anticorpos contra gD, p24 e E7. Em contrapartida, demonstramos a indução de células T CD8+ específicas para os três antígenos testados. Os plasmídeos vacinais foram capazes de proteger camundongos inoculados com células tumorais TC-1 (que expressam a proteína E7 do HPV-16), embora apresentando diferentes níveis de proteção em ensaios profiláticos e terapêuticos. As formulações foram testadas em relação à capacidade de proteger animais frente a desafio com o HSV-1 sendo que apenas um deles gerou efeito protetor. Em conclusão, os resultados demonstram que vacinas voltadas para o controle terapêutico de infecções ou processos tumorais associados aos vírus HPV, HIV e HSV representam uma meta viável e promissora. / The proteins E7 (HPV), p24 (HIV) and gD (HSV) are exclusively expressed by infected cells or tumors and therefore are used as targets for vaccines with therapeutic characteristics. We developed two DNA vaccines capable of expressing these three viral proteins using a bicistronic expression vector based on IRES sequence. The plasmid vaccines, named pIRES I and pIRES II, differ by carrying the genes that encode proteins of HPV-16 E7 and p24 fused to the HIV protein gD of HSV-1 in reverse order. Transfected COS-7 cells expressed the target proteins, as determined by immunofluorescence with specific antibodies for gD, p24 and E7. The vaccines were tested in mice for their ability to generate antibodies and specific CD8+ T cells. We observed that vaccinated animals developed low levels of antibodies against gD, E7 and p24. In contrast, we demonstrate the induction of specific CD8+ T cells for the three antigens. The plasmid vaccines were able to protect mice inoculated with TC-1 tumor cells (which express the E7 protein of HPV-16), although with different levels of protection in prophylactic and therapeutic trials. The formulations were tested for ability to protect animals against challenge with HSV-1 and only one of them generated a protective effect. In conclusion, the results show that vaccines directed to therapeutic control of infections or tumor process associated with HPV, HSV or HIV represents a promising and viable goal.

Submitted by Priscila Nascimento (pnascimento@icict.fiocruz.br) on 2012-11-14T17:52:45Z No. of bitstreams: 1 luiz-antonio-da-cunha.pdf: 2013128 bytes, checksum: 0e5dc52de1e8d6ce612c04c856313ff7 (MD5) / Made available in DSpace on 2012-11-14T17:52:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 luiz-antonio-da-cunha.pdf: 2013128 bytes, checksum: 0e5dc52de1e8d6ce612c04c856313ff7 (MD5) Previous issue date: 2007 / Fundação Oswaldo Cruz. Instituto de Tecnologia em Imunobiológicos. Rio de Janeiro, RJ, Brasil / Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Rio de Janeiro, RJ, Brasil. / Um acordo internacional de transferência de tecnologia, firmado em 2003, entre a FIOCRUZ e a GlaxoSmithKline permitiu o acesso de Bio-Manguinhos a um moderno processo produtivo da vacina tríplice viral (TVV) contra o sarampo, a caxumba e a rubéola. A produção dessa vacina é parte do compromisso de Bio-Manguinhos com o programa nacional de auto-suficiência em imunobiológicos, tido como uma meta prioritária da política de saúde pública do governobrasileiro. A tecnologia aplicada para a produção da TVV envolve o uso de células MRC-5 como substrato celular para a produção de vírus vacinais da rubéola, particularmente da cepa Wistar RA27/3. A estirpe MRC-5 é reconhecida como um dos mais importantes substratos celulares para a produção de vacinas virais, e também tem sido adotada como modelo de estudo para senescência celular in vitro. A senescência celular é um estágio fisiológico complexo pelo qual, invariavelmente, qualquer população de células somáticas normais passa após atingir um determinado número de mitoses. Esseestágio fisiológico é caracterizado nas células diplóides pela contenção da capacidade de se multiplicar e pelo desenvolvimento de alterações morfológicas peculiares, especialmente quando cultivadas in vitro. Com o objetivo de aprimorar omonitoramento de estirpes de células diplóides humanas (HDCS – do inglês Human Diplóide Cells Strains) e contribuir para o estabelecimento da base de conhecimento necessário para a futura aplicação no processo de produção de TVV em Bio-Manguinhos, nós avaliamos culturas de células MRC-5 condicionadas com carnosina, em três diferentes aspectos: cinética de crescimento, propagação da cepa vacinal, Wistar RA27/3, do vírus da rubéola e a expressão do marcador biológico de senescência, a enzima β-galactosidase AS (β-gal AS). A avaliação do potencial antioxidante e antisenescente atribuído a carnosina, um dipeptídeo ubíquo à fisiologia de todos os animais superiores, sobre as células MRC-5 pode contribuir para aprimorar os procedimentos de qualificação e controle de células diplóides associados à produção de vacinas, e aindaservir para o desenvolvimento de novos produtos e a pesquisa científica. Aspectos dacinética de crescimento da cultura de células condicionadas com carnosina, observados neste estudo, são discutidos sob o ponto de vista da teoria do compromisso celular com a senescência. Todas as culturas de células MRC-5 avaliadas demonstraram a expressão da β-gal AS através do uso de X-Gal ou ONPG como substrato. Não encontramos variações no perfil de propagação de cepas vacinais do vírus da rubéola que possam ser associadas ao condicionamento das células MRC-5 com carnosina, nas condições testadas. / An international technology transfer agreement established between FIOCRUZ and GlaxoSmithKline in 2003, will provide Bio-Manguinhos with access to a modern manufacturing process for the production of the triple viral vaccine against measles, mumps and rubella (TVV). The production of TVV forms part of the Bio-Manguinhos commitment to the self-sufficiency national programin immunobiologicals, within the Brazilian government public health prioritized policies. The TVV technology employs diploid cells derived from normal human lung tissue(MRC-5) as the substrate for production of the attenuated rubella vaccine virus,Wistar RA27/3. The MRC-5 strain is one of the most important cellular substrates for viral vaccine manufacturing and in addition is widely used as a model for in vitrostudies of cell senescence. Cellular senescence is a physiological stage which normal somatic cells beyond certain duplication level go through, invariably. Such physiological stage is characterized by growth arrest and specific morphological changes, commonly, observed in diploid cells under in vitroculture environment. Aiming to contribute with the human diploid cells strains (HDCS) monitoring study and line up with the establishment of the necessaryknowledge base for the conduction of the TVV production process in Bio-Manguinhos, weevaluated MRC-5 cell cultures conditioned with carnosine under three different aspects: growth kinetics, propagation of the attenuated strain of rubella virus Wistar RA27/3 and the expression of the senescence bio-marker, SA β-Galactosidase. An evaluation of the antioxidant and antisenescence features attributed to carnosine, a dipeptide, ubiquitous to the physiology of all superior animals, over MRC-5 may contribute to the improvement of the qualification and control procedures in production of vaccines, product development and scientific research. Aspects of the growth kineticsof MRC-5 cells conditioned with carnosine observed in this study are discussed in relation to the cellular commitment theory. All MRC-5 tested demonstrated SA β-Galactosidase activity, as verified by enzyme processing of X-Gal or ONPG used as substrate. Additionally, no variations in the propagation profile of the attenuated rubella virus by treating cells with carnosine could be characterized in this study.

No presente trabalho, desenvolvemos uma estratégia vacinal baseada em vacinas de DNA que codificam proteínas do HPV-16, o tipo viral de maior relevância epidemiológica, fusionadas à glicoproteína D (gD) do vírus herpes simplex tipo 1 (HSV-1). A vacina que contêm o gene da E7 de HPV-16 fusionada à gD de HSV-1 (pgDE7), administrada em regime vacinal de quatro doses, foi capaz de gerar significativa ativação de células T CD8+ E7-específicas e apresentar 40% de efeito protetor anti-tumoral terapêutico em camundongos desafiados com células transformadas que expressam as proteínas E6 e E7 do HPV-16 (células TC-1). A partir das evidências geradas, desenvolvemos um novo vetor vacinal que codifica as proteínas E7, E6 e E5 do HPV-16 (pgD-E7E6E5). Em ensaios em modelo murino, apenas uma dose da vacina foi capaz de gerar ativação de células T CD8+ específicas e 70% dos camundongos previamente desafiados com células TC-1 e inoculados com 3 doses da vacina mantiveram-se livres de tumores. Como tentativa de potencializar o efeito protetor terapêutico encontrado, adotamos duas medidas: a co-administração de plasmídeos que codificam citocinas e a otimização de códons da sequência gênica que codifica a proteína quimérica. A combinação das vacinas pgDE7 ou pgD-E7E6E5 com plasmídeos que carregam os genes das citocinas IL-2, IL-12 ou GM-CSF foi capaz de aumentar a proteção terapêutica para 100% em regime vacinal de dose única. A adequação da sequência antigênica ao sistema de expressão humano, aumentou em cerca de 5 vezes o potencial terapêutico do vetor vacinal pgDE7. Em conjunto, os dados apresentados nesta tese demonstram a evolução do desenvolvimento de uma estratégia vacinal contra tumores induzidos por HPV-16 e encorajam seu potencial para uso em futuros ensaios clínicos. / The development of immunotherapeutic strategies against human papillomavirus (HPV) is a priority for the control of HPV-induced lesions and cervical cancer. In this study, we developed DNA vaccines encoding HPV-16 proteins fused to glycoprotein D (gD) of herpes simplex virus type 1 (HSV-1) as an approach to control HPV-16 induced tumors. The vaccine encoding HPV-16 E7 fused to HSV-1 gD (pgDE7), when administered in a four doses vaccine regimen, was able to generate significant activation of E7-specific CD8+ T cells and showed 40% of therapeutic anti-tumor effect in mice previously challenged with tumor cells expressing HPV-16 E6 and E7 proteins (TC-1 cells). Following these evidences, we developed a new vaccine vector encoding HPV-16 E7, E6, E5 proteins fused to HSV-1 gD (pgD-E7E6E5). Only one vaccine dose generated antigen-specific CD8+ T cell responses and three doses conferred 70% protection to mice previously challenged with TC-1 cells. As an attempt to enhance the observed therapeutic anti-tumor effects, we tested two approaches: co-administration of cytokine-expressing plasmids and codon optimization of the gene encoding the chimeric protein. The combination of the vaccines pgDE7 or pgD-E7E6E5 with plasmids encoding the cytokines IL-2, IL-12 or GM-CSF increased the therapeutic protection to 100% of the vaccinated animals following a single dose. The gene sequence adaptation increased by a factor of 5 the therapeutic potential of the pgDE7 vaccine. In summary, the data presented in this thesis demonstrated the development of a vaccine strategy against HPV-16 induced tumors and reinforces its potential use in future clinical trials.

O Vírus Respiratório Sincicial Humano (HRSV) é um dos patógenos mais importantes do trato respiratório. Analisamos as interações das proteínas virais nucleoproteína (N), fosfoproteína (P) e matriz (M) em células HEK-293T. N interage com as proteínas celulares Hsp70, PRMT5 e WDR77; P com Hsp70 e Tropomiosina; e M com Nucleofosmina e Tropomiosina. Cada gene celular foi co-expresso em bactérias com um gene viral possibilitando a co-precipitação das proteínas. Analisamos a interação entre Hsp70 e N ou P, confirmando sua ocorrência em bactérias. Com um conjunto de proteínas mutantes, definimos que as interações são através dos amino terminais de N e P, ou do carboxi terminal de P, e do domínio amino terminal de Hsp70. Superexpressão de Hsp70 por transfecção provocou efeito de estímulo sobre a replicação de HRSV. Imunizações em camundongos com vacinas de DNA para N e P mostraram a indução de resposta celular e humoral. Ensaios de desafio resultaram em redução da carga viral após imunização com N, indicando potencial para sua aplicação em formulação vacinal. / Human respiratory syncytial virus (HRSV) is one of the most important pathogens of the respiratory tract. We analyzed the interactions of viral nucleoprotein (N), phosphoprotein (P) and matrix (M) in HEK-293T. N interacts with the cellular proteins Hsp70, PRMT5 and WDR77; P interacts with Hsp70 and Tropomyosin; and M with Nucleophosmin and Tropomyosin. Each cellular gene was co-expressed with a viral gene in bacteria allowing co-precipitation of proteins. Hsp70 co-expression with N or P proteins confirmed that these interactions also occur in bacteria. Using a set of mutants we found that the N and P amino terminus, P carboxy terminus, and Hsp70 amino terminal domain participate in the interactions. The overexpression of Hsp70 by transfection resulted in stimulation of HRSV replication. Mice immunization with N and P showed that DNA vaccines were capable of inducing humoral and cellular response. In challenge assays it was possible to detect significant virus titer reduction in animals immunized with N, indicating its potential for a vaccine formulation.

As proteínas E7 (HPV), p24 (HIV) e gD (HSV) são exclusivamente expressas por células infectadas ou tumorais e, por isso, são utilizadas como alvos para vacinas com características terapêuticas. Foram desenvolvidas duas vacinas de DNA capazes de expressar as três proteínas virais por meio de um vetor de expressão bicistrônico baseado na sequência IRES. As vacinas, denominadas pIRES I e pIRES II, diferem entre si por transportarem os genes que codificam as proteínas E7 do HPV-16 e p24 do HIV fusionadas à proteína gD do HSV-1 em ordem inversa. Células COS-7 transfectadas com os plasmídeos vacinais expressaram as proteínas alvo, como determinado por imunofluorecência com anticorpos específicos para as proteínas gD, p24 e E7. As vacinas foram testadas em modelo murino quanto à capacidade de gerar anticorpos e células T CD8+ específicas. Observamos que animais vacinados desenvolveram baixas taxas de anticorpos contra gD, p24 e E7. Em contrapartida, demonstramos a indução de células T CD8+ específicas para os três antígenos testados. Os plasmídeos vacinais foram capazes de proteger camundongos inoculados com células tumorais TC-1 (que expressam a proteína E7 do HPV-16), embora apresentando diferentes níveis de proteção em ensaios profiláticos e terapêuticos. As formulações foram testadas em relação à capacidade de proteger animais frente a desafio com o HSV-1 sendo que apenas um deles gerou efeito protetor. Em conclusão, os resultados demonstram que vacinas voltadas para o controle terapêutico de infecções ou processos tumorais associados aos vírus HPV, HIV e HSV representam uma meta viável e promissora. / The proteins E7 (HPV), p24 (HIV) and gD (HSV) are exclusively expressed by infected cells or tumors and therefore are used as targets for vaccines with therapeutic characteristics. We developed two DNA vaccines capable of expressing these three viral proteins using a bicistronic expression vector based on IRES sequence. The plasmid vaccines, named pIRES I and pIRES II, differ by carrying the genes that encode proteins of HPV-16 E7 and p24 fused to the HIV protein gD of HSV-1 in reverse order. Transfected COS-7 cells expressed the target proteins, as determined by immunofluorescence with specific antibodies for gD, p24 and E7. The vaccines were tested in mice for their ability to generate antibodies and specific CD8+ T cells. We observed that vaccinated animals developed low levels of antibodies against gD, E7 and p24. In contrast, we demonstrate the induction of specific CD8+ T cells for the three antigens. The plasmid vaccines were able to protect mice inoculated with TC-1 tumor cells (which express the E7 protein of HPV-16), although with different levels of protection in prophylactic and therapeutic trials. The formulations were tested for ability to protect animals against challenge with HSV-1 and only one of them generated a protective effect. In conclusion, the results show that vaccines directed to therapeutic control of infections or tumor process associated with HPV, HSV or HIV represents a promising and viable goal.

Submitted by Priscila Nascimento (pnascimento@icict.fiocruz.br) on 2012-12-19T13:13:26Z No. of bitstreams: 1 rodrigo-bretas.pdf: 958446 bytes, checksum: 4ccfe67d11ec271c6829c819b4c75292 (MD5) / Made available in DSpace on 2012-12-19T13:13:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 rodrigo-bretas.pdf: 958446 bytes, checksum: 4ccfe67d11ec271c6829c819b4c75292 (MD5) Previous issue date: 2011 / Fundação Oswaldo Cruz. Instituto de Tecnologia em Imunobiológicos. Rio de Janeiro, RJ, Brasil. / A cultura de células animais tem sido usada como ferramenta em diversas áreas das ciências biológicas, desde a pesquisa básica até asaplicações em medicina. Como plataforma tecnológica, substratos celulares são úteis, em especial quando armazenados na forma de bancos, para a produção de inúmeros produtos biológicos, dentre os quais figuram as proteínas recombinantes de interesse terapêutico e vacinas virais para uso humano. A caracterização ou certificação de tais bancos está baseada na determinação de seus aspectos de identidade, pureza e estabilidade. O presente trabalho teve por objetivo avaliar a capacidade instalada no país para o estabelecimento e certificação de células animais, em especial as de mamíferos, visando à produção de medicamentos biológicos. Para tal, foram investigados os centros nacionais que atuam com pesquisa, desenvolvimento, controle e produção usando bancos de células. Cientistas de tais centros foram procurados para preencher um questionário a fim de estabelecer o perfil e capacidades presentes no país. Paralelamente, foi realizado levantamento e análise de toda regulamentação, nacional e internacional, relacionada à geração e certificação de substratos celulares usados com fins industriais. A comparação entre o cenário nacional e o internacional revelou que a maioria dos centros no país atua na pesquisa e desenvolvimento de biológicos; alguns desenvolvem atividades de testes de controle; e apenas dois produzem biofármacos ou vacinas. Os centros buscam adequação a regulações para que suas atividades sejam reconhecidamente aderentes a um sistema de qualidade; vários destes são potenciais parceiros para Bio-Manguinhos. Em contraste, a maioria das empresas identificadas no exterior já desenvolve bancos de células animais em conformidade às Boas Práticas de Fabricação. Foi identificada uma lacuna regulatória nacional com relação aos temas específicos levantados na pesquisa. Neste sentido, o trabalho culmina com uma proposta inicial de guia para orientar o setor produtivo quanto ao estabelecimento e certificação de bancos de células. A geração dos substratos celulares deve ser realizada em conformidade às Boas Práticas de Fabricação, em especial no que tange a aspectos como classificação de salas limpas, validações e qualificações; tal adesão deve ser verificada por inspeção por parte de Autoridade Sanitária. De forma similar, os testes para determinação do perfil de segurança devem seguir métodos validados, quando aplicável, realizados por laboratórios aderentes a um sistema de qualidade; tal fato deve ser verificado pelo cumprimento das Boas Práticas de Laboratório ou acreditação por uma Autoridade Nacional. A geração de bancos de células em condições certificadas, bem como sua caracterização por métodos válidos e aceitos, confere os atributosde autenticidade, pureza e estabilidade a esses substratos, o que irá implicar na produção demedicamentos biológicos de qualidade, eficazes e seguros. / Animal cell culture has been used as a tool in several fields within biology, from basic research to medical applications. As a technological platform, cell substrates are useful, especially when stored as banks, for the productionof many biologicals such as recombinant proteins of therapeutic interest and viral vaccinesfor human use. The characterization or certification of such banks is based on the determination of their identity, purity and stability features. The present work aimed to assess the installed capacity in the country for establishing and certifying animal cells, especially the ones from mammals, for the production of biologicals. Thus, national centers dealing with research, development, control and production were investigated. Their scientists were requested to fill in a questionnaire in order to draw the profile and capacities present in the country. In parallel, all regulation, national and international, was searched and analyzed, regardinggeneration and certification of cell substrates used for industrial purposes. The comparison between national and international scenarios showed that most national centers are involved with biologicals research and development; some act in testing and control; and only two produce biomedicines or vaccines. Centers seek adequacy to regulations so that their activities be acknowledged as compliant to a quality system; several of such centers are potential partners to Bio-Manguinhos. In contrast, most international companies identified already develop animal cell banks according to Good Manufacturing Practices. A national regulatory gap was identified regarding specific topics raised in the research. This way, the work culminates with an initial draftversion of a guideline to orient the productive sector in establishing and certifying cell banks. Such banks must be generated in conformity to Good Manufacturing Practices, especially in aspects as classification of clean rooms, validations and qualifications; such compliance must be verified by the Health Authority. Similarly, tests to determine the safetyprofile must follow validated methods, when applicable, performed by laboratories which comply to a quality system; this must be verified by fulfillment of Good Laboratory Practices or accreditation by a National Authority. Generation of cell banks under certified conditions, as well as their characterization by valid and accepted methods, grants the attributes of authenticity, purity and stability to these substrates, which will implicate in the production of biologicals with quality, efficacy and safety.

In 2008 the Nobel Prize in Physiology or Medicine was awarded to the co-discoverers of the Human Immunodeficiency Virus Type 1 (HIV-1), the causative agent of Acquired Immunodeficiency Syndrome (AIDS). This award acknowledged the enormous worldwide impact of the HIV-1/AIDS pandemic and the importance of research aimed at halting its spread. Since the syndrome was first recognized, 25 million people have succumbed to AIDS and over 33 million are currently infected with HIV-1 (www.unaids.org). The most effective strategy for ending the pandemic is the creation of a prophylactic vaccine. Yet, to date, all efforts at HIV-1 vaccine design have met with very limited success. The consistent failures of vaccine candidates stem in large part from the unprecedented diversity of HIV-1. Among the novel theories of vaccine design put forward to address this diversity is the targeted vaccine approach. This proposal is based on the finding that mucosal transmission of HIV-1, the most prevalent form, occurs across a selective bottleneck such that typically only a single (or a few) variants of the viral swarm present in a donor are passed to the recipient. While the mechanisms controlling the selection are largely unknown, the targeted vaccine approach postulates that once they are identified, we can utilize this understanding to design vaccines specifically targeted to the characteristics shared by the rare, mucosally transmissible HIV-1 variants. The studies described in this work were conducted to improve our understanding of the factors influencing viral variant selection during mother-to-child-transmission of HIV-1, a route of mucosal transmission which has globally become the leading cause of child infection. A unique panel was generated, consisting of nearly 300 HIV-1 envelope genes cloned from infected mother-infant pairs. Extensive characterization of the genotypes, phenotypes and phylogeny of these clones was then done to identify attributes differentiating early infant from maternal variants. Low genetic diversity of HIV-1 envelope variants was detected in early infant samples, suggesting a bottleneck and active selection of variants for transmission. Transmitted variants did not differ from non-transmitted variants in CD4 and CCR5 use. Infant isolates replicated poorly in macrophages; a cell subtype hypothesized to be important in the establishment of infection. The sensitivity of infant envelope variants to neutralization by a panel of monoclonal antibodies, heterologous and autologous plasmas and HIV-1 entry inhibitors varied. Most intriguingly, envelopes cloned from infants infected during delivery exhibited a faster entry phenotype than maternal isolates. Together, these findings provide further insight into viral variant selection during mother-to-child transmission. Identification of properties shared by mucosally transmitted viral variants may allow them to be selectively targeted, resulting in improved methods for preventing HIV-1 transmission.

Indiana University-Purdue University Indianapolis (IUPUI) / Vaccinia virus (VV) is the prototypical member of the orthopoxvirus genus of the Poxviridae family, and is currently being evaluated as a vector for vaccine development and cancer cell-targeting therapy. Despite the importance of studying poxvirus effects on the human immune system, reports of the direct interactions between poxviruses and primary human leukocytes (PHLs) are limited. We studied the specific molecular events that determine the VV tropism for major PHL subsets including monocytes, B cells, neutrophils, NK cells, and T cells. We found that VV exhibited an extremely strong bias towards binding and infecting monocytes among PHLs. VV binding strongly co-localized with lipid rafts on the surface of these cell types, even when lipid rafts were relocated to the cell uropods upon cell polarization. In humans, monocytic and professional antigen-presenting cells (APCs) have so far only been reported to exhibit abortive infections with VV. We found that monocyte-derived macrophages (MDMs), including granulocyte macrophage colony-stimulating factor (GM-CSF)-polarized M1 and macrophage colony-stimulating factor (M-CSF)-polarized M2, were permissive to VV replication. The majority of virions produced in MDMs were extracellular enveloped virions (EEV). Visualization of infected MDMs revealed the formation of VV factories, actin tails, virion-associated branching structures and cell linkages, indicating that infected MDMs are able to initiate de novo synthesis of viral DNA and promote virus release. Classical activation of MDMs by LPS plus IFN-γ stimulation caused no effect on VV replication, whereas alternative activation of MDMs by IL-10 or LPS plus IL-1β treatment significantly decreased VV production. The IL-10-mediated suppression of VV replication was largely due to STAT3 activation, as a STAT3 inhibitor restored virus production to levels observed without IL-10 stimulation. In conclusion, our data indicate that PHL subsets express and share VV protein receptors enriched in lipid rafts. We also demonstrate that primary human macrophages are permissive to VV replication. After infection, MDMs produced EEV for long-range dissemination and also form structures associated with virions which may contribute to cell-cell spread.