Neste trabalho nós estudamos qual seria o impacto da indução de resposta imune a epítopos CD8 subdominantes na imunidade gerada pela vacinação genética. Durante a infecção experimental apenas um epítopo imunodominante presente no antígeno ASP-2 é reconhecido. Já os linfócitos T CD8+ induzidos nos animais vacinados com o gene da ASP-2 são capazes de reconhecer além deste mais dois outros epítopos (subdominantes). A identificação desses epítopos permitiu que estudássemos o papel da resposta imune a epítopos subdominantes na imunidade protetora. Após imunização genética com o gene da ASP-2 mutado, sem resposta para o epítopo dominante, confirmamos que a resposta imune aos epítopos subdomiantes pode contribuir na proteção contra a infecção experimental. Apesar do papel critico dos linfócitos T CD8+ na resposta imune protetora induzida pela vacinação genética do tipo imunização e reforço heterólogo, não se sabe ao certo se após o desafio experimental estes linfócitos T CD8+ necessitam proliferar ou recircular para mediar a imunidade protetora. Nossos resultados desafiam o paradigma de ação das vacinas tradicionais de que a imunidade é dependente da proliferação e não da recircular dos linfócitos T de memória e para mediar a imunidade protetora. / In the present study, we evaluated the impact of the immune response to sub-dominant CD8 epitopes on immunity generated by genetic vaccination. During experimental infection only a single dominant epitope is recognized on the antigen ASP-2. In contrast, the CD8+ T lymphocytes induced in animals genetically vaccinated with ASP-2 recognized, in addition to the dominant epitope, two other epitopes (sub-dominants). The identification of these epitopes allowed us to test the role of immune response to sub-dominant epitopes in protective immunity. After genetic vaccination with ASP-2 mutated gene, without the response to dominant epitope, we concluded that the immune response to the sub-dominant epitopes can be important to protective immunity. In spite of the critical role of CD8+ T lymphocytes in protective immune response induced by genetic vaccination using the heterologous prime-boost regimen, it is unclear whether after the experimental challenge these CD8+ T lymphocytes need to proliferate or recirculate to mediate protective immunity. Our results challenge the paradigm of action of traditional vaccines that immunity is dependent on the proliferation of memory T lymphocytes and that these cells do not need to recirculate.

Auf Adenoviren (Ads) basierende Vektoren wurden als ein gezielter Anti-Krebs-Wirkstoff entwickelt, der erfolgversprechende Resultate in prä-klinischen Studien erzielen konnte. Solche onkolytischen Ads sind zwar in klinischen Studien generell als sicher eingestuft worden, konnten jedoch die therapeutischen Erwartungen nicht erfüllen. In dieser Doktorarbeit konnte, unter Verwendung der Genexpressionsprofile von Ovarialkarzinom-Zellen, der epitheliale Phänotyp als Hindernis für allgemein verwendete onkolytische Ads, die auf den Coxsackie- und Adenovirusrezeptor (CAR) oder CD46 ausgerichtet sind, identifiziert werden. Der Zugang zu den Virus-Rezeptoren war zwingend an Zelldepolarisation und den Verlust der epithelialen Zonulae occludens und adherens gekoppelt, was Merkmale der Epithelial-zu-Mesenchymal-Transition (EMT) darstellt. Bedeutsam ist in diesem Zusammenhang, dass Tumore in situ als auch Xenograft-Tumore zum größten Teil aus Epithelzellen oder epithelial/mesenchymalen (E/M) Hybrid-Zellen bestehen. Diese E/M Hybrid-Zellen sind die einzigen Zellen, welche an Zellkulturbedingungen adaptieren, wo sie durch EMT während weiterem Passagieren in Mesenchymzellen differenzieren. Bemerkenswert ist hierbei die Tatsache, dass nur Mesenchymzellen und E/M Hybrid-Zellen, die sich im EMT-Prozess befanden, sensitiv zu viraler Onkolyse waren. In Versuchen, die festgestellte Resistenz zu überwinden, wurde herausgefunden, dass bisher nur wenig erforschte Adenovirus-Serotypen (Ad3, Ad7, Ad11 und Ad14), welche einen anderen Rezeptor als CAR oder CD46 auf Zellen benutzen, besser geeignet sind, um polarisierte Epithelzellgewebe zu infizieren. Diese Ads induzierten EMT-ähnliche Prozesse in Ovarialkarzinom-Kulturen mit epithelialem Phänotyp, was zu deren effizienter Onkolyse führte. Die vorliegende Arbeit trägt somit zur Aufklärung der Diskrepanz zwischen der Virustherapie-Effizienz in vivo und in vitro bei und bietet Anhaltspunkte für die Konstruktion von zukünftigen onkolytischen Ads. / Vectors based on adenoviruses have been designed as targeted anti-cancer therapeutics that showed promising results in pre-clinical applications. In clinical trials, these oncolytic adenoviruses have generally been proved safe in patients, but have fallen short of their expected therapeutic value. In this thesis the susceptibility of primary ovarian cancer cells to oncolytic adenoviruses was studied in order to identify cellular mechanisms that confer resistance to virotherapy. Using gene expression profiling of cancer cells either resistant or susceptible to viral oncolysis, it was discovered that the epithelial phenotype of ovarian cancer represents a barrier to infection by commonly used oncolytic adenoviruses targeted to coxsackie- and adenovirus receptor (CAR) or CD46. Accessibility to viral receptors was critically linked to depolarization and the loss of tight and adherens junctions, both hallmarks of epithelial-mesenchymal transition (EMT). Importantly, tumors in situ as well as xenograft tumors derived from primary ovarian cancer cells mostly contained epithelial cells and cells that are in an epithelial/mesenchymal (E/M) hybrid stage. These E/M cells are the only xenograft-derived cells that can be cultured and with passaging undergo EMT to differentiate into mesenchymal cells. Notably, only mesenchymal cells and E/M cells in the process of EMT were susceptible to viral oncolysis. In attempts to overcome the observed resistance, it was found that thus far little explored adenovirus serotypes (Ad3, Ad7, Ad11, and Ad14), which use cellular receptor(s) other than CAR and CD46, have superior oncolytic abilities on polarized epithelial tissue. This study therefore contributes to the clarification of observed discrepancies between virotherapy performances in vitro and in vivo and gives a rationale for the construction of future oncolytic adenoviruses.

L’adénovirus possède plusieurs caractéristiques faisant de ce virus un candidat de choix pour la construction de vecteurs utiles dans les études de génomique fonctionnelle. Dans la majorité de ces applications, on a recours à un vecteur adénoviral de première génération délété de sa région E1. L’utilisation de vecteurs adénoviraux comprend deux maillons faibles : la construction du vecteur et la production subséquente de ce dernier. Le développement de méthodes alternatives est donc nécessaire pour renforcer ces deux maillons, permettant ainsi une utilisation étendue de ces vecteurs. Ce développement va s’articuler sur deux axes : l’ingénierie du vecteur de transfert pour la construction de l’adénovirus recombinant et l’ingénierie d’une lignée cellulaire pour la production du vecteur. En utilisant un vecteur de transfert adénoviral co-exprimant, à partir d’un promoteur régulable à la tétracycline, la protéase de l’adénovirus et une protéine de fluorescence verte (GFP) par l’intermédiaire d’un site d’entrée ribosomal interne (IRES), notre groupe a établi que la sélection positive, via l’expression ectopique de la protéase, est un processus efficace pour la création de librairie d’adénovirus recombinants. Par contre, la diversité atteinte dans ce premier système est relativement faible, environ 1 adénovirus recombinant par 1 000 cellules. Le travail effectué dans le cadre de cette thèse vise à construire un nouveau transfert de vecteur dans lequel l’expression de la protéase sera indépendante de celle du transgène permettant ainsi d’optimiser l’expression de la protéase. Ce travail d’optimisation a permis de réduire le phénomène de transcomplémentation du virus parental ce qui a fait grimper la diversité à 1 virus recombinant par 75 cellules. Ce système a été mis à l’épreuve en générerant une librairie adénovirale antisens dirigée contre la GFP. La diversité de cette librairie a été suffisante pour sélectionner un antisens réduisant de 75% l’expression de la GFP. L’amplification de ce vecteur adénoviral de première génération doit se faire dans une lignée cellulaire exprimant la région E1 telle que les cellules 293. Par contre, un adénovirus de première génération se répliquant dans les cellules 293 peut échanger, par recombinaison homologue, son transgène avec la région E1 de la cellule créant ainsi un adénovirus recombinant réplicatif (RCA), compromettant ainsi la pureté des stocks. Notre groupe a déjà breveté une lignée cellulaire A549 (BMAdE1) exprimant la région E1, mais qui ne peut pas recombiner avec le transgène du virus. Par contre, le niveau de réplication de l’adénovirus dans les BMAdE1 est sous-optimal, à peine 15-30% du niveau obtenu dans les cellules 293. Le travail fait dans le cadre de cette thèse a permis de mettre en évidence qu’une expression insuffisante d’E1B-55K était responsable de la mauvaise réplication du virus dans les BMAdE1. Nous avons produit de nouveaux clones à partir de la lignée parentale via une transduction avec un vecteur lentiviral exprimant E1B-55K. Nous avons confirmé que certains clones exprimaient une plus grande quantité d’E1B-55K et que ces clones amplifiaient de manière plus efficace un vecteur adénoviral de première génération. Ce clone a par la suite été adapté à la culture en suspension sans sérum. / The adenovirus has numerous interesting characteristics making this particular virus an ideal candidate for the construction of vector for conducting studies in functional genomics. The vast majority of those applications rely on a so-called “first-generation vector” in which the E1 region is replaced by a transgene. Despite all their advantages, there are 2 weak links associated with first-generation vector: the efficient construction of the actual vector and its production. Therefore, the development of alternative methods for construction and production is necessary to ensure their usefulness. The development will involve 2 axes: the reengineering of the transfer vector for the construction of recombinant adenovirus and the reengineering of the cell line capable of producing the vector. Using a transfer vector co-expressing the adenoviral protease (PS) gene and GFP by using an IRES under the control of a tetracycline-regulated promoter, our laboratory previously established the proof of concept that positive selection of recombinant adenovirus through ectopic expression of the PS gene was an efficient approach to generate adenoviral libraries. However, the diversity achieved was quite low, around 1 recombinant adenovirus per 1,000 cells. The goal of this thesis was to design a new transfer vector in which the PS expression was independent from the expression of the transgene in order to be able to optimize its expression independently. We also improved library diversity by lowering the amount of PS in order to reduce the the trans-complementation from the transfer vector. Using this method, at least 1 recombinant adenovirus per 75 cells was generated with 100% of the plaques being recombinant. This system was successfully used to generate an antisense library targeting GFP. The diversity of the library was high enough to allow the selection of an antisense that inhibited 75% of GFP expression. Amplification of those first-generation recombinant adenoviruses must take place in an E1-expressing cell such as 293 cells. However, when replicating in 293 cells, the recombinant adenovirus can exchange their transgene with the E1 region of the cell by homologous recombination, which results in the generation of a fully replicative adenovirus (RCA), a situation that compromises the purity of the viral preparation. Our laboratory has previously patented an A549 cell line expressing the E1 region and producing RCA-free recombinant adenovirus (BMAdE1). However, the replication of E1-deleted adenovirus in BMAdE1 cells was sub-optimal, in the range of 15-30% the level obtained in 293 cells. The work done in this thesis establishes that the low level of E1B-55K could be responsible for the lower productivity of BMAdE1 cells. Thus, we have derived new clones following lentiviral transduction in order to increase E1B-55K expression. Western blot confirmed that some clones expressed more E1B-55K than BMAdE1, and this correlated with a more robust replication of a recombinant adenovirus in those clones. This newly optimized BMAdE1 cell line was adapted to serum-free suspension culture.

A presença de Ad com competência para replicar (RCA, replication-competent adenovirus) nas preparações é um dos maiores problemas para a produção de Ad em larga escala. RCAs são gerados pela recombinação entre seqüência do vetor e seqüência homóloga do gene E1 presente nas células helper. Objetivo: desenvolver uma nova linhagem auxiliar para produção de Ad livre de RCA - LEY79 - derivada da linhagem de retinoblastoma humano Y79, tratando-se da primeira linhagem empacotadora de adenovírus com inativação mutacional da proteína supressora de tumor pRb, que crescem em suspensão. Células Y79 foram infectadas com o retrovírus pCLDE1A/E1BSN, selecionadas com G418. A eficiência de produção de AdeGFP na linhagem LEY79 foi testada e comparada com a HEK293A. Células Y79 foram adaptadas em meio livre de soro. Esperamos com a linhagem LEY79SF inovar no campo de processos para a produção de Ad recombinante. / The presence of Ad with the ability to replicate (RCA, replication-competent adenovirus) in preparations is a major problem in the large-scale production of Ad. RCAs are generated by recombination between the vector sequence and sequence of the homologous gene in E1 helper cells. Objective: To develop a new helper cell line for the production of RCA-free Ad., called LEY79, derived from the Y79 of human retinoblastoma line, the first line Packer adenovirus with mutational inactivation of the tumor suppressor protein pRb, which are adapted to grow in suspension. Y79 cells were infected with the retrovirus pCLDE1A/E1BSN, selected with G418. The efficiency of production of AdeGFP in the LEY79 was tested and compared with the HEK293A. Y79 cells were adapted to grow in serum-free medium. We hope that use of the the LEY79SF cell line will promote innovation in the processing and production of recombinant Ad.

Les adénovirus humains (HAdVs) provoquent généralement une infection bénigne chez l'hôte sain. En revanche, chez les patients immunodéprimés et immunocompétents, ils peuvent causer des infections sévères à létales. Les vecteurs HAdVs sont couramment utilisés dans les domaines de la thérapie génique et de la vaccination. L'immunité pré-existante de l’hôte protège généralement contre les infections de type sauvage mais peut entraîner des effets indésirables lors du relargage des virus tel que l’induction de processus inflammatoire locale ou général. Après l'infection, l'inflammation va principalement entraîner le recrutement de cellules dendritiques (DCs), de monocytes et de neutrophiles. Les DCs ont la capacité unique de présenter l'antigène et d’activer les cellules T, qui, par la suite, aideront les cellules B à produire des anticorps. En plus de leurs activités phagocytaires, des peptides antimicrobiens dérivés des neutrophiles (AMPs) jouent un rôle central dans l'immunité innée. Les AMPs peuvent neutraliser les microbes infectieux et / ou activer différents types de cellules immunitaires. Dans ce contexte, nous avons étudié l'interaction ex vivo entre le facteur hôte (anticorps anti-HADV et AMPs) contre les HAdVs dans les DCs ainsi que le rôle des DCs activés indirectement (indir-DCs) lors de la réponse immunitaire. Nous avons caractérisé le profil des cytokines et des chimiokines sécrétées par les DCs stimulées par différents HAdVs, AMPs et les combinaisons qui en découlent. Enfin, nous avons constaté que l’opsonisation d’HAdV5 par les IgG accroît la capacité de capture antigénique des MoDCs (cellules dendritiques dérivées de monocytes) et induit la mort cellulaire par pyroptose. Je me suis donc concentrée sur les caractéristiques et la fonction des indir-DCs dans l’immunité contre les HAdVs. Afin de mieux comprendre les propriétés et les phénotypes des indir-DCs et DCs activés directement (dir-DCs), nous avons caractérisé leurs profils de maturation, les facteurs influençant cette maturation, et leur capacité fonctionnelle de recruter les leucocytes. Ainsi nous avons pu mettre en évidence que les dir-DCs empêchent le recrutement leucocytaire tandis que les indir-DCs favorisent la migration des monocytes. L’ensemble de ces données contribue à comprendre comment l'immunité pré-existante contre les HAdVs peut impacter l’efficacité des traitements contre les maladies HAdVs ainsi que la conception de vaccins. / Human adenoviruses (HAdV) generally cause mild infection in healthy host, but in immunocompromised and immunocompetent patients, they cause severe on lethal infections. HAdV vector are also commonly used for gene transfer and vaccination. We know that pre-existing immunity can protect from wild type infection and cause adverse effects during vector delivery including local and system inflammation. Following HAdV infection on vector use, inflammation leads to the recruitment of dendritic cells (DCs), monocyte and neutrophils. DCs have the unique ability to present antigens and activate T cells, that subsequently aid B cells to produce antibodies. In addition to their phagocytic activities, neutrophil-derived antimicrobial peptides (AMPs) play a central role in innate immunity. AMPs can kill invading microbes and/or activate various cell types. Here I studied the ex vivo interaction between host factor (anti-HAdV antibodies and AMPs) to HAdV in DCs and the role of indirect-activated DC (indir-DCs) in immune response. I characterized the profile of cytokines and chemokines of DC stimulated with different HAdV, AMPs and their combination. We recently found that IgG-oposonization of HAdV5 increase the update by MoDCs (monoctyes-derived dendritic cells) and induced pyroptotic cell death. I therefore focused on the characteristic and function of indir-DCs in anti-HAdV immunity. To better understand the properties and phenotypes of indir-DCs and direct-activated DCs (dir-DCs), we characterize their maturation profile, the factors influencing their maturation, and the functional ability to recruit leukocyte. We found that dir-DC prevent leucocyte recruitment while indir-DC increases monocyte migration. These data contribute to understand how the pre-existing immunity to HAdV impacts treatment for HAdV diseases and vaccine design.

Der Coxsackie- und Adenovirus Rezeptor (CAR) ist als Bestandteil von Tight Junctions (TJ) an interzellulären Adhäsionsprozessen beteiligt und scheint eine wichtige Rolle in der Karzinogenese zu spielen. Diese ist jedoch insbesondere bei Entstehung von Darmkrebs weitgehend unklar. Ziel der Arbeit war es daher, die funktionelle Bedeutung, mögliche Interaktionspartner sowie die Expressionsregulation von CAR im kolorektalen Karzinom zu analysieren. In den Zelllinien CaCo2, Colo205, DLD1, HCT116, HT29, SW480 und T84 konnte die Expression von CAR (mRNA und Protein) nachgewiesen werden. Nach stabiler CAR-Überexpression durch Transfektion von CARcDNA in DLD1, HCT116 und SW480 wurde das Zellwachstum gehemmt und eine Abnahme von Migration und Invasion induziert. Eine stabile CAR-Inhibition nach Transfektion von CARsiRNA führte in diesen Zelllinien zum Anstieg der Proliferation sowie zu verstärkter Migrations- und Invasionsaktivität, die in DLD1 mit morphologischen Änderungen einhergingen. Eine Genexpressionsanalyse der Zelllinie DLD1 mit CAR-Inhibition identifizierte α-Catenin als das am stärksten regulierte Gen. Obwohl keine direkte Interaktion beider Proteine detektiert werden konnte, führte eine stabile Re-Expression von α-Catenin in DLD1 mit stabiler CAR-Inhibition zu einer deutlichen Reduktion von Proliferation, Migration und Invasion sowie zu einem Rückgang der zellmorphologischen Änderungen. Um den Einfluss von Differenzierung auf die Regulation der CAR-Expression zu untersuchen, erfolgte eine Behandlung aller Zelllinien mit Natriumbutyrat. Dies führte in fünf der sieben Zelllinien zu einer Aktivierung des CAR-Promotors sowie zu einer gesteigerten Expression und Immunoreaktivität von CAR an der Zelloberfläche. Die Zelllinie CaCo2 zeigte nach spontaner Differenzierung durch 21-tägiges Wachstum post Konfluenz ebenfalls eine verstärkte CAR-mRNA-Expression sowie eine erhöhte CAR-Präsenz an der Zelloberfläche. Die gewonnenen Daten konnten die funktionelle Bedeutung von CAR für die Kolonkarzinogenese sowie den Einfluss von α-Catenin auf diese Funktion deutlich machen. Es wurde gezeigt, dass die Expressionsregulation sowie die subzelluläre Verteilung von CAR durch den zellulären Differenzierungsstatus beeinflusst werden kann. / The Coxsackie and Adenovirus Receptor (CAR) is a transmembrane compound of the tight junctions in polarized epithelial cells mediating cellular adhesion. CAR was suggested to play a functional role in the development of epithelial malignomas but detailed knowledge is still lacking, especially for the colorectal carcinoma. Therefore, the functional impact and regulation of CAR expression in human colorectal carcinoma cell models were investigated. CAR protein and mRNA was detectable in the cell lines CaCo2, Colo205, DLD1, HCT116, HT29, SW480 and T84. Stable CAR over expression by transfection of CARcDNA in DLD1, HCT116 and SW480 led to reduced proliferation in vitro and in vivo. Also reduced migration and invasion were observed. Stable CAR inhibition by transfection of CARsiRNA in the same cell lines resulted in increased migration and invasion. In DLD1 morphological changes were found after CAR inhibition. Differential gene expression was detected in DLD1 cells with stable CAR inhibition revealing an 18-fold decrease in α-Catenin gene expression. Loss of α-Catenin was obtained on protein level, too. Although no direct interaction between CAR and α-Catenin could be proven ectopic re-expression of α-Catenin in DLD1 with CAR inhibition reversed the determined functional and morphological effects of a CAR knock down. Then, the impact of differentiation on regulation of CAR expression was investigated. Sodium butyrate treatment induced differentiation in all cell lines (determined by alkaline phosphatase activity), which was paralleled by an increase of CAR immunoreactivity at the plasma membrane in all cell lines but CaCo2. However, CAR protein and mRNA expression, as well as CAR gene promoter activity increased in 5 cell lines only, whereas in SW480 and CaCo2 a down regulation was observed. Spontaneous differentiation of CaCo2 after a growth period of 21 days post confluence resulted in up regulation of CAR mRNA expression as well as increased CAR presence at the plasma membrane. The data suggest that CAR plays a crucial role in the carcinogenesis of colorectal carcinoma which could be influenced by α-Catenin interaction. Differentiation determines the regulation of CAR expression and the subcellular distribution of CAR in colon cancer cells.

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L’adénovirus possède plusieurs caractéristiques faisant de ce virus un candidat de choix pour la construction de vecteurs utiles dans les études de génomique fonctionnelle. Dans la majorité de ces applications, on a recours à un vecteur adénoviral de première génération délété de sa région E1. L’utilisation de vecteurs adénoviraux comprend deux maillons faibles : la construction du vecteur et la production subséquente de ce dernier. Le développement de méthodes alternatives est donc nécessaire pour renforcer ces deux maillons, permettant ainsi une utilisation étendue de ces vecteurs. Ce développement va s’articuler sur deux axes : l’ingénierie du vecteur de transfert pour la construction de l’adénovirus recombinant et l’ingénierie d’une lignée cellulaire pour la production du vecteur. En utilisant un vecteur de transfert adénoviral co-exprimant, à partir d’un promoteur régulable à la tétracycline, la protéase de l’adénovirus et une protéine de fluorescence verte (GFP) par l’intermédiaire d’un site d’entrée ribosomal interne (IRES), notre groupe a établi que la sélection positive, via l’expression ectopique de la protéase, est un processus efficace pour la création de librairie d’adénovirus recombinants. Par contre, la diversité atteinte dans ce premier système est relativement faible, environ 1 adénovirus recombinant par 1 000 cellules. Le travail effectué dans le cadre de cette thèse vise à construire un nouveau transfert de vecteur dans lequel l’expression de la protéase sera indépendante de celle du transgène permettant ainsi d’optimiser l’expression de la protéase. Ce travail d’optimisation a permis de réduire le phénomène de transcomplémentation du virus parental ce qui a fait grimper la diversité à 1 virus recombinant par 75 cellules. Ce système a été mis à l’épreuve en générerant une librairie adénovirale antisens dirigée contre la GFP. La diversité de cette librairie a été suffisante pour sélectionner un antisens réduisant de 75% l’expression de la GFP. L’amplification de ce vecteur adénoviral de première génération doit se faire dans une lignée cellulaire exprimant la région E1 telle que les cellules 293. Par contre, un adénovirus de première génération se répliquant dans les cellules 293 peut échanger, par recombinaison homologue, son transgène avec la région E1 de la cellule créant ainsi un adénovirus recombinant réplicatif (RCA), compromettant ainsi la pureté des stocks. Notre groupe a déjà breveté une lignée cellulaire A549 (BMAdE1) exprimant la région E1, mais qui ne peut pas recombiner avec le transgène du virus. Par contre, le niveau de réplication de l’adénovirus dans les BMAdE1 est sous-optimal, à peine 15-30% du niveau obtenu dans les cellules 293. Le travail fait dans le cadre de cette thèse a permis de mettre en évidence qu’une expression insuffisante d’E1B-55K était responsable de la mauvaise réplication du virus dans les BMAdE1. Nous avons produit de nouveaux clones à partir de la lignée parentale via une transduction avec un vecteur lentiviral exprimant E1B-55K. Nous avons confirmé que certains clones exprimaient une plus grande quantité d’E1B-55K et que ces clones amplifiaient de manière plus efficace un vecteur adénoviral de première génération. Ce clone a par la suite été adapté à la culture en suspension sans sérum. / The adenovirus has numerous interesting characteristics making this particular virus an ideal candidate for the construction of vector for conducting studies in functional genomics. The vast majority of those applications rely on a so-called “first-generation vector” in which the E1 region is replaced by a transgene. Despite all their advantages, there are 2 weak links associated with first-generation vector: the efficient construction of the actual vector and its production. Therefore, the development of alternative methods for construction and production is necessary to ensure their usefulness. The development will involve 2 axes: the reengineering of the transfer vector for the construction of recombinant adenovirus and the reengineering of the cell line capable of producing the vector. Using a transfer vector co-expressing the adenoviral protease (PS) gene and GFP by using an IRES under the control of a tetracycline-regulated promoter, our laboratory previously established the proof of concept that positive selection of recombinant adenovirus through ectopic expression of the PS gene was an efficient approach to generate adenoviral libraries. However, the diversity achieved was quite low, around 1 recombinant adenovirus per 1,000 cells. The goal of this thesis was to design a new transfer vector in which the PS expression was independent from the expression of the transgene in order to be able to optimize its expression independently. We also improved library diversity by lowering the amount of PS in order to reduce the the trans-complementation from the transfer vector. Using this method, at least 1 recombinant adenovirus per 75 cells was generated with 100% of the plaques being recombinant. This system was successfully used to generate an antisense library targeting GFP. The diversity of the library was high enough to allow the selection of an antisense that inhibited 75% of GFP expression. Amplification of those first-generation recombinant adenoviruses must take place in an E1-expressing cell such as 293 cells. However, when replicating in 293 cells, the recombinant adenovirus can exchange their transgene with the E1 region of the cell by homologous recombination, which results in the generation of a fully replicative adenovirus (RCA), a situation that compromises the purity of the viral preparation. Our laboratory has previously patented an A549 cell line expressing the E1 region and producing RCA-free recombinant adenovirus (BMAdE1). However, the replication of E1-deleted adenovirus in BMAdE1 cells was sub-optimal, in the range of 15-30% the level obtained in 293 cells. The work done in this thesis establishes that the low level of E1B-55K could be responsible for the lower productivity of BMAdE1 cells. Thus, we have derived new clones following lentiviral transduction in order to increase E1B-55K expression. Western blot confirmed that some clones expressed more E1B-55K than BMAdE1, and this correlated with a more robust replication of a recombinant adenovirus in those clones. This newly optimized BMAdE1 cell line was adapted to serum-free suspension culture.

Els tractaments actuals pel càncer de pàncreas presenten un eficàcia limitada de manera que es necessari el desenvolupament de noves teràpies antitumorals. La teràpia gènica pel càncer de pàncreas basada en l’ús d’adenovirus es troba limitada per la baixa capacitat dels virus d’arribar a les masses tumoral, de distribuir-se pel tumor i d’infectar les cèl·lules tumorals. Nosaltres hem observat que l’administració intraductal d’adenovirus al ducte biliar de ratolins Ela-myc permet arribar als tumors pancreàtics de manera més eficient que per la via sistèmica. A més a més permet transduir la majoria de la massa tumoral restringint l’expressió adenoviral al teixit pancreàtic. D’altre banda, l’administració intraductal del tractament AduPARTat8TK/GCV retarda significativament el creixement tumoral i disminueix la toxicitat associada al tumor. El nou adenovirus AdTATMMP és activat per les MMP2/9 restaurant la capacitat de transducció de l’AdYTGRE in vitro, i incrementant 7,3 vegades la infecció del tumor pancreàtic. El tractament combinat de l’AduPARTat8TK/GCV amb gemcitabina presenta un efecte sinèrgic in vitro, però no millora la eficàcia antitumoral de les teràpies simples. D’altre banda el tractament de l’electroporació irreversible presenta efectes antitumorals significatius en tumors ortotòpics de la línia cel·lular BxPC-3-Luc i allarga la supervivència dels ratolins provocant una toxicitat mínima. / Novel therapies are needed to overcome the limited efficacy of current treatments in pancreatic cancer. Adenoviral gene therapy against pancreatic tumors is challenged by the limitation of viruses to reach the tumor mass, poorly distribute within the tumor and inefficiently transduce tumor cells. We show that intraductal administration of adenoviruses into the common bile duct of Ela-myc mice targets pancreatic tumors more efficiently than systemic delivery with relevant transduction of the bulk of the tumor and restricts expression to pancreatic tissue. Moreover, intraductal administration of AduPARTat8TK/GCV treatment significantly delayed tumor growth ameliorating tumor-associated toxicity. Noticeable the new generated MMP-activatable adenovirus AdTATMMP was susceptible to MMP2/9 activation, restored the transduction capacity of AdYTRGE in vitro, and increased 7.3 times tumor pancreas transduction. The multimodal treatment AduPARTat8TK/GCV and gemcitabine showed synergistic effects in vitro; however, did not enhance the antitumoral efficacy of single therapies. Interestingly, IRE treatment exhibited significant antitumor effects in BxPC-3-Luc orthotopic tumors and prolonged mice survival with minimal toxicity.

RNA splicing is a process where introns are removed and exons are joined together. Human adenovirus type 2 pre-mRNAs undergoes intensive alternative splicing and produce more than 40 differently spliced mRNAs.  This thesis work is focused on the identification of new splice sites in adenovirus. By virtue of Illumina mRNA sequencing technology we have identified 255 splice sites. Splice site analysis of the introns revealed the presence of three types of splice sites GT-AG (61.2%), GC-AG (25.9%) and AT-AC (12.9%). Among 255 splice sites, 224 were new. Significantly, more than 50% of the new splice sites were located in the major late transcription unit on the positive strand of adenovirus DNA. Three new splice sites; 17452-29489 (GC-AG) located on the negative strand of adenovirus DNA in the E2 region, 9668-20346 (AT-AC) and 9699-30505 (GC-AG) on the positive strand of adenovirus DNA in the major late transcription unit were further confirmed by PCR analysis. / Adenovirus replication and transcriptome