A eficácia da associação quádrupla (DPT + BCG) foi estudada através da proteção e comparação da soro conversão das vacinas, usando como adjuvante o hidróxido de alumínio e ou BCG. A potência da vacina pertussis foi avaliada pelo teste de proteção em camundongos e o BCG pelo teste de consumo de oxigênio e de vitalidade, sendo considerada satisfatória. Sendo os toxóides diftérico e tetânico considerados proteínas inertes e estáveis, suas potências não foram determinadas depois de associadas. Os níveis de anticorpos foram determinados para difteria e tétano pela reação imunoenzimática, para vacina pertussis pela reação de imunofluorescência e para o BCG pela conversão tuberculínica. Os níveis de conversão foram satisfatórios, revelando ser possível a associação sem prejuízo para nenhum dos antígenos. A associação DPT + BCG não causou reação local ou geral significante, possibilitando uma simplificação operacional. / The efficacy of the quadruple association (DPT + BCG) was studied though protection and comparison ot the conversion serum in vaccines using aluminium hydroxide or BCG as adjuvant. Both the protection power of the Pertussis vaccine evaluated by the protection test in mice and BCG by the oxygen uptake and counts of viable particles were considered satisfactory. Being difteria and tetanus toxoids considered inert and stable proteins, their protection wasn\'t determined after their combination. The antibody levels produced by the antigens were determined by the enzyme-linked immunosorbent assay to the difteria and tetanus toxoids, by the fluorescent antibody technique to the Pertussis vaccine and by the tuberculin conversion to the BCG. The conversion levels were satisfatory and there was no damage in their association. There was no meaningful local or general reaction in this association making an operational simplification possible.

Vaccination is one of the most efficacious public health interventions1 and has been increasingly used to combat non-infectious diseases. Mechanisms underlying vaccine responses overlap with those regulating immune responses in health and disease. Therefore, an understanding of mechanisms underpinning these responses will have broad implications. Variation in immune response genes contributes to impaired vaccine responses2-4. Understanding the contribution of genetic variants to vaccine responses is likely to be particularly important in early life given the generalized functional immaturity of the immune system in infants and the highly variable kinetics of its maturation over the first few years of life5-7. However, studies of genetic influences on early childhood vaccine responses are scarce. Since a number of genes from several pathways are likely to be important, a targeted approach is necessary. This thesis explored the effects and interactions of genes associated with atopy, as atopy, or the genetic risk for it, has been associated with modulation of early childhood vaccine responses. This thesis aimed to: 1) investigate genetic variants associated with atopy on early childhood vaccine responses; 2) examine interactions between these genetic variants and non-genetic factors; 3) approach developmental genetic influences on genetic effects and their interactions; and 4) extend findings on vaccine responses to other immunological phenotypes and disease outcomes.

Thesis (M.Sc. (Clinical Pathology))--Mahidol University, 1978. / Supported by the National Research Council.

Thesis (D.P.H.)--University of Alabama at Birmingham, 2008. / Title from first page of PDF file (viewed Sept. 22, 2008). Includes bibliographical references.

This thesis examines the history of diphtheria in Ontario between 1880 and 1940. The purpose of this thesis is to look past the bacteriological excitement of the nineteenth century, and the discoveries that have often been reported by historians and popular media and explore why diphtheria remained an enigmatic disease despite the discovery of a single bacterial cause. Drawing on a variety of primary and secondary sources, this thesis also uncovers the social, personal and often fatal consequences that arose following the appearance of diphtheria within communities. The unresolved enigmatic nature of diphtheria allowed for the creation of a conceptual space in which both medical and non-medical members of Ontario’s society often found themselves competing to promote their own conceptualizations of diphtheria. These conceptualizations, combined with the threat diphtheria posed to the health of a community, resulted in further confusion regarding the nature of the disease. Many historical concerns regarding diphtheria and its enigmatic nature have never been resolved.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Corynebacterium diphtheriae pode ser isolado tanto de quadros de difteria clássica, quanto de infecções sistêmicas, como endocardite. O fibrinogênio (Fbn) e a fibronectina (Fn) são glicoproteínas presentes na matriz extracelular de tecidos conjuntivos. A influência destas proteínas na patogênese das infecções locais e invasivas causadas por C. diphtheriae é objeto de estudo devido ao fato do bacilo diftérico poder ser encontrado em lesões nas quais o Fbn e a Fn são predominantes, incluindo a pseudomembrana diftérica e vegetações cardíacas presentes na endocardite infecciosa. São crescentes as evidências de que o C. diphtheriae pode, além de aderir, ser internalizado por células em cultura. No presente estudo, investigou-se a participação de C. diphtheriae e das proteínas de superfície 67-72p na aderência à Fn e ao Fbn de plasma humano e a eritrócitos. A aderência às células HEp-2 e internalização também foram analisadas. A participação de 67-72p nos mecanismos de morte celular foi avaliada através das colorações por Azul de Tripan e 46-diamidino-2-fenil indol (DAPI), pelo ensaio de redução utilizando dimetil-tiazol-difenil tetrazólio (MTT) e por citometria de fluxo. As 67-72p foram extraídas da superfície da amostra toxigênica C. diphtheriae subsp. mitis CDC-E8392 através de processos mecânicos e precipitação com sulfato de amônio saturado. Análises por SDS-PAGE e immunoblotting detectaram a presença das bandas protéicas de 67 e 72kDa nas amostras toxinogênicas e atoxinogênicas analisadas, as quais pertenciam aos biotipos fermentador e não fermentador de sacarose. C. diphtheriae foi capazes não só de formar agregados na presença de plasma de coelho, mas também de converter Fbn em fibrina independentemente da presença do gene tox. No entanto, a amostra atoxinogênica ATCC 27010 (tox-) foi menos aderente ao Fbn do que a homóloga ATCC 27012 (tox+). A interação bacteriana com eritrócitos foi inibida somente pela Fn. Ligações entre Fn e/ou Fbn com 67-72p foram demonstradas por dot blotting, ELISA e/ou ensaios utilizando fluorescência. As 67-72p foram capazes de inibir as interações bacterianas com o Fbn, indicando que 67-72p podem participar do processo de aderência do patógeno aos tecidos do hospedeiro. Através da microscopia óptica, demonstrou-se a ligação de 67-72p adsorvidas em microesferas de látex com células HEp-2. Anticorpos de coelho do tipo IgG anti 67-72p interferiram somente com a expressão do padrão de aderência do tipo difuso, normalmente apresentado pela amostra CDC-E8392. A Microscopia Eletrônica de Transmissão (MET) e a inibição da internalização bacteriana pela IgG anti 67-72p ou por 67-72p indicaram o papel de 67-72p como invasina. Alterações do citoesqueleto de células HEp-2 com acumulação de actina polimerizada, induzida por microesferas sensibilizadas com 67-72p, foi observada pelo fluorescent actin staining (FAS) test. Foi visualizado um aumento no número de bactérias viáveis no compartimento intracelular após tratamento de células HEp-2 ou dos microrganismos com Fn. A presença de partículas de látex adsorvidas com 67-72p no interior de vacúolos frouxos em células HEp-2 sugeriu que estas proteínas podem causar efeito citotóxico. A avaliação através das colorações com Azul de Tripan, DAPI e os ensaios de redução utilizando MTT demonstraram um decréscimo na viabilidade de células tratadas com 67-72p. As mudanças morfológicas observadas 3 horas após o início do tratamento com 67-72p incluíram vacuolização, fragmentação nuclear e formação de corpúsculos apoptóticos. A citometria de fluxo revelou um decréscimo de 15,13% no volume/tamanho de células tratadas com 67-72p. Além disso, o ensaio utilizando Iodeto de Propídio (IP) e Anexina V (AV)-FITIC demonstrou que havia 66,1% de células vivas (IP-/AV-), 16,6% de células em apoptose inicial (IP-/AV+) e 13,8% de células em apoptose tardia ou necrose secundária. Em conclusão, as 67-72p estão diretamente envolvidas na interação com Fn e Fbn. As proteínas não fimbriais 67-72p são hemaglutininas implicadas na aderência a células respiratórias e na internalização. Além disso, estas proteínas podem atuar como fatores de virulência em potencial para induzir apoptose de células epiteliais nos estágios iniciais da difteria e nas infecções invasivas causadas pelo C. diphtheriae / Corynebacterium diphtheriae have been isolated from classical diphtheria and systemic infections such as endocarditis. Fibrinogen (Fbn) and fibronectin (Fn) are high molecular-weight glycoproteins that may be found in extracellular matrix of connective tissues. Their influence in the pathogenesis of local and in invasive C. diphtheriae infection is object of interest due to the fact that diphtheria bacilli is recovered from lesions where such proteins are predominant, including pharyngeal pseudomembrane and valve heart vegetations in infectious endocarditis. There is growing evidence that C. diphtheriae may adhere to and be internalized by cells in culture. The present study investigated the participation of C. diphtheriae strains and 67-72p, a surface protein, in adherence to human plasma Fn, Fbn, erythrocytes, adherence to and internalization by HEp-2 cells. The participation of 67-72p in promoting cell death was evaluated by the Trypan blue, DAPI staining methods, methylthiazole tetrazolium (MTT) reduction assay and flow cytometry. The 67-72p was extracted from C. diphtheriae subsp. mitis CDC-E8392 toxigenic strain, by mechanical process and ammonium sulfate fractionation. SDS-PAGE and immunoblotting analysis detected the polypeptide bands of 67 and 72 kDa in all toxigenic and nontoxigenic strains from both sucrose-fermenting and non-fermenting biotypes. Diphtheria bacilli were capable to both form bacterial aggregates in rabbit plasma and to convert Fbn to fibrin independently to the presence of tox gene, albeit the ATCC 27010 (tox-) strain was less adherent to Fbn than the parental strain ATCC 27012 (tox+). Bacteria-erythrocytes interaction was inhibited only by Fn. Interactions of Fn and/or Fbn with 67-72p were demonstrated by dot blotting, ELISA and/or fluorescence assays. Bacteria-Fbn interaction was inhibited by 67-72p, indicating that 67-72p may participate in the adhesion of the pathogen to host tissues. The interaction of HEp-2 cells with 67-72p-adsorbed latex microspheres was demonstrated by light microscopy. Rabbit IgG anti 67-72p was shown to interfere with diffuse adherence phenotype to HEp-2 cells displayed by CDC-E8392, but not by other phenotypes. Transmission electron microscopy (TEM) and the inhibition of bacterial internalization by anti 67-72p IgG and 67-72p indicated the role of 67-72p as invasin. Cytoskeletal accumulation of polymerized actin in HEp-2 cells induced by 67-72p-microspheres was observed by the fluorescent actin staining (FAS) test. Fn enhanced the intracellular viability of all strains tested. The presence of 67-72p-latex particles inside spacious vacuoles (SV) in HEp-2 cells, suggested a citotoxic effect of these proteins. Evaluation by the Trypan blue staining method, 4,6-Diamidine-2-phenylindole dihydrochloride DAPI and the 3-(4,5-Dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazolium bromide (MTT) reduction assay showed a significant decrease in viability of HEp-2 cells treated with 0.2 mg/ml 67-72p. Morphological changes in HEp-2 cells (vacuolization, nuclear fragmentation, and the formation of apoptotic bodies) was observed after 3 h post-treatment with 67-72p. Flow cytometry revealed a 15.13% reduction apoptotic volume of HEp-2 cells treated with 0.2 mg/ml 67-72p. Moreover, a double-staining assay using Propidium Iodide (PI)/Annexin V (AV) demonstrated the numbers of vital (PI-/AV-) (66.1%) vs. early apoptotic (PI-/AV+) (16.6%) cells and late apoptotic or secondary necrotic cells (PI+/AV+) (13.8%). In conclusion, the 67-72p are directly implicated in C. diphtheriae interaction with Fn and Fbn. The non-fimbrial Fn/Fbn binding 67-72p are hemagglutinins directly implicated in adherence to and internalization by respiratory epithelial cells. Moreover, 67-72p may act as a potential virulence factor to induce apoptosis of epithelial cells in the early stages of diphtheria and C. diphtheriae invasive infection

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A vacina anti-diftérica de uso corrente no Brasil (DTP), embora de alta eficácia na prevenção da difteria, está associada com episódios de toxicidade e reatogenicidade no recipiente vacinal, resultantes de proteínas residuais derivadas do processo de produção ou detoxificação. Estratégias para o desenvolvimento de vacinas menos reatogênicas e ao mesmo tempo mais eficazes e economicamente viáveis contra a difteria têm sido alvo de intensa investigação. A alternativa proposta por nosso grupo é a utilização da vacina contra a tuberculose (Mycobacterium bovis BCG sub-cepa Moreau), como vetor do gene que codifica o fragmento B da toxina diftérica (dtb) de 58,3 kDa. Neste trabalho o dtb foi clonado no vetor micobacteriano bifuncional (pUS977) de expressão citoplasmática e os clones recombinantes (pUS977dtbPW8), após a transformação do BCG, foram testados com relação a expressão do DTB em BCG e quanto a antigenicidade frente a anticorpos policlonais anti-toxóide diftérico por Immunobloting. A integridade do gene dtb e a identidade das sequências de DNA da construção plasmidial pUS977dtbPW8 foram confirmadas por sequenciamento de DNA e análise de similaridade. A imunogenicidade do BCGr pUS977dtbPW8 expressando o DTB foi investigada em camundongos BALB/c, os resultados obtidos revelaram uma soroconversão específica (IgG). A infectividade e atividade microbicida do BCGr pUS977dtbPW8 no ambiente intracelular foi avaliada através da infecção de linhagens de células de monócitos humano (THP-1), os dados obtidos indicaram que houve sobrevivência intracelular em até 12 dias. Nesse contexto, esplenócitos dos camundongos imunizados com 30 e 60 dias foram extraídos, mostrando que o BCGr pUS977dtbPW8 persistiu até 60 dias na ausência de pressão seletiva e a viabilidade celular não sofreu alteração significativa durante o período testado. Por outro lado, o BCGr pUS977dtbPW8, quando submetido a seis sub-cultivos consecutivos in vitro não apresentou diferença significativa na capacidade de expressar o DTB, demonstrando portanto a persistência da estabilidade funcional da linhagem recombinante. A estabilidade estrutural da construção pUS977dtbPW8 também foi avaliada por PCR confirmando a presença do gene dtb em colônias do BCGr pUS977dtbPW8 . Adicionalmente, foi possível avaliar preliminarmente in vitro a capacidade soroneutralizante dos soros de camundongos imunizados com BCGr pUS977dtbPW8 após 30 e 60 dias em células VERO. A ação citotóxica da toxina diftérica entre as diluições de 1/4 e 1/16 foram neutralizadas com o pool de soros imunes com 60 dias. Finalmente, em nosso estudo foi possível avaliar o potencial da vacina BCG como vetor de expressão de um antígeno de Corynebacterium diphtheriae in vitro e in vivo. / The diphtheria vaccine currently used in Brazil (DTP), despite its history of high efficacy in the prevention of diphtheria, is associated with episodes of toxicity and vaccine reactogenicity in the vaccinee, resulting from the presence in the vaccine of residual proteins derived from the production process or detoxification. Strategies for the development of new vaccines more effective and economically viable against diphtheria have been the subject of intense investigation. The alternative proposed by our group is the use of the vaccine against tuberculosis (Mycobacterium bovis BCG Moreau sub strain) as a vector for the gene that encodes the 58.3 kDa fragment B of the diphtheria toxin (DTB). In our project the dtb gene was cloned into the bifunctional vector pUS977 for cytoplasmic expression and recombinant BCG (rBCG) clones, selected after transformation of BCG, were tested for expression of the DTB polypeptide and antigenicity against polyclonal antibodies anti- diphtheria toxoid by immunoblotting. The integrity and identity of the DNA sequence encoding the dtb gene carried by the plasmid construct pUS977dtbPW8 was confirmed by DNA Sequencing and Analysis of Similarity. The immunogenicity of the rBCG expressing the DTB was investigated in BALB/c mice and the results revealed a specific seroconversion (IgG). Also, infectivity and microbicidal activity were analyzed in the intracellular environment by infecting human monocytes (THP-1 cell line) with rBCG. The data obtained indicated intracellular survival within 12 days. In this context, splenocytes collected from mice at days 30 and 60 after immunization were removed and assayed for live bacteria. The results showed that rBCG persisted viable up to 60 days in the absence of selective pressure and cell viable counts did not change significantly during testing. Additionally, the rBCG subjected to six consecutive sub-cultures in vitro showed no significant difference in the ability to express the DTB, thus demonstrating the functional stability of the recombinant vaccine. The structural stability of the construct pUS977dtbPW8 was also confirmed by PCR detection of the dtb gene in rBCG colonies. Also, it was possible to have a preliminary evaluation of the neutralizing capacity of sera from mice immunized with BCGr 30 and 60 days after immunization. The cytotoxic action of diphtheria toxin, between dilutions 1/ 4 and 1/16, was neutralized by mice sera in an in vitro assay using VERO cells. Finally, in our study it was possible to evaluate the potential of BCG as a vector for expression of an antigen of Corynebacterium diphtheriae in vitro and in vivo.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Corynebacterium diphtheriae pode ser isolado tanto de quadros de difteria clássica, quanto de infecções sistêmicas, como endocardite. O fibrinogênio (Fbn) e a fibronectina (Fn) são glicoproteínas presentes na matriz extracelular de tecidos conjuntivos. A influência destas proteínas na patogênese das infecções locais e invasivas causadas por C. diphtheriae é objeto de estudo devido ao fato do bacilo diftérico poder ser encontrado em lesões nas quais o Fbn e a Fn são predominantes, incluindo a pseudomembrana diftérica e vegetações cardíacas presentes na endocardite infecciosa. São crescentes as evidências de que o C. diphtheriae pode, além de aderir, ser internalizado por células em cultura. No presente estudo, investigou-se a participação de C. diphtheriae e das proteínas de superfície 67-72p na aderência à Fn e ao Fbn de plasma humano e a eritrócitos. A aderência às células HEp-2 e internalização também foram analisadas. A participação de 67-72p nos mecanismos de morte celular foi avaliada através das colorações por Azul de Tripan e 46-diamidino-2-fenil indol (DAPI), pelo ensaio de redução utilizando dimetil-tiazol-difenil tetrazólio (MTT) e por citometria de fluxo. As 67-72p foram extraídas da superfície da amostra toxigênica C. diphtheriae subsp. mitis CDC-E8392 através de processos mecânicos e precipitação com sulfato de amônio saturado. Análises por SDS-PAGE e immunoblotting detectaram a presença das bandas protéicas de 67 e 72kDa nas amostras toxinogênicas e atoxinogênicas analisadas, as quais pertenciam aos biotipos fermentador e não fermentador de sacarose. C. diphtheriae foi capazes não só de formar agregados na presença de plasma de coelho, mas também de converter Fbn em fibrina independentemente da presença do gene tox. No entanto, a amostra atoxinogênica ATCC 27010 (tox-) foi menos aderente ao Fbn do que a homóloga ATCC 27012 (tox+). A interação bacteriana com eritrócitos foi inibida somente pela Fn. Ligações entre Fn e/ou Fbn com 67-72p foram demonstradas por dot blotting, ELISA e/ou ensaios utilizando fluorescência. As 67-72p foram capazes de inibir as interações bacterianas com o Fbn, indicando que 67-72p podem participar do processo de aderência do patógeno aos tecidos do hospedeiro. Através da microscopia óptica, demonstrou-se a ligação de 67-72p adsorvidas em microesferas de látex com células HEp-2. Anticorpos de coelho do tipo IgG anti 67-72p interferiram somente com a expressão do padrão de aderência do tipo difuso, normalmente apresentado pela amostra CDC-E8392. A Microscopia Eletrônica de Transmissão (MET) e a inibição da internalização bacteriana pela IgG anti 67-72p ou por 67-72p indicaram o papel de 67-72p como invasina. Alterações do citoesqueleto de células HEp-2 com acumulação de actina polimerizada, induzida por microesferas sensibilizadas com 67-72p, foi observada pelo fluorescent actin staining (FAS) test. Foi visualizado um aumento no número de bactérias viáveis no compartimento intracelular após tratamento de células HEp-2 ou dos microrganismos com Fn. A presença de partículas de látex adsorvidas com 67-72p no interior de vacúolos frouxos em células HEp-2 sugeriu que estas proteínas podem causar efeito citotóxico. A avaliação através das colorações com Azul de Tripan, DAPI e os ensaios de redução utilizando MTT demonstraram um decréscimo na viabilidade de células tratadas com 67-72p. As mudanças morfológicas observadas 3 horas após o início do tratamento com 67-72p incluíram vacuolização, fragmentação nuclear e formação de corpúsculos apoptóticos. A citometria de fluxo revelou um decréscimo de 15,13% no volume/tamanho de células tratadas com 67-72p. Além disso, o ensaio utilizando Iodeto de Propídio (IP) e Anexina V (AV)-FITIC demonstrou que havia 66,1% de células vivas (IP-/AV-), 16,6% de células em apoptose inicial (IP-/AV+) e 13,8% de células em apoptose tardia ou necrose secundária. Em conclusão, as 67-72p estão diretamente envolvidas na interação com Fn e Fbn. As proteínas não fimbriais 67-72p são hemaglutininas implicadas na aderência a células respiratórias e na internalização. Além disso, estas proteínas podem atuar como fatores de virulência em potencial para induzir apoptose de células epiteliais nos estágios iniciais da difteria e nas infecções invasivas causadas pelo C. diphtheriae / Corynebacterium diphtheriae have been isolated from classical diphtheria and systemic infections such as endocarditis. Fibrinogen (Fbn) and fibronectin (Fn) are high molecular-weight glycoproteins that may be found in extracellular matrix of connective tissues. Their influence in the pathogenesis of local and in invasive C. diphtheriae infection is object of interest due to the fact that diphtheria bacilli is recovered from lesions where such proteins are predominant, including pharyngeal pseudomembrane and valve heart vegetations in infectious endocarditis. There is growing evidence that C. diphtheriae may adhere to and be internalized by cells in culture. The present study investigated the participation of C. diphtheriae strains and 67-72p, a surface protein, in adherence to human plasma Fn, Fbn, erythrocytes, adherence to and internalization by HEp-2 cells. The participation of 67-72p in promoting cell death was evaluated by the Trypan blue, DAPI staining methods, methylthiazole tetrazolium (MTT) reduction assay and flow cytometry. The 67-72p was extracted from C. diphtheriae subsp. mitis CDC-E8392 toxigenic strain, by mechanical process and ammonium sulfate fractionation. SDS-PAGE and immunoblotting analysis detected the polypeptide bands of 67 and 72 kDa in all toxigenic and nontoxigenic strains from both sucrose-fermenting and non-fermenting biotypes. Diphtheria bacilli were capable to both form bacterial aggregates in rabbit plasma and to convert Fbn to fibrin independently to the presence of tox gene, albeit the ATCC 27010 (tox-) strain was less adherent to Fbn than the parental strain ATCC 27012 (tox+). Bacteria-erythrocytes interaction was inhibited only by Fn. Interactions of Fn and/or Fbn with 67-72p were demonstrated by dot blotting, ELISA and/or fluorescence assays. Bacteria-Fbn interaction was inhibited by 67-72p, indicating that 67-72p may participate in the adhesion of the pathogen to host tissues. The interaction of HEp-2 cells with 67-72p-adsorbed latex microspheres was demonstrated by light microscopy. Rabbit IgG anti 67-72p was shown to interfere with diffuse adherence phenotype to HEp-2 cells displayed by CDC-E8392, but not by other phenotypes. Transmission electron microscopy (TEM) and the inhibition of bacterial internalization by anti 67-72p IgG and 67-72p indicated the role of 67-72p as invasin. Cytoskeletal accumulation of polymerized actin in HEp-2 cells induced by 67-72p-microspheres was observed by the fluorescent actin staining (FAS) test. Fn enhanced the intracellular viability of all strains tested. The presence of 67-72p-latex particles inside spacious vacuoles (SV) in HEp-2 cells, suggested a citotoxic effect of these proteins. Evaluation by the Trypan blue staining method, 4,6-Diamidine-2-phenylindole dihydrochloride DAPI and the 3-(4,5-Dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazolium bromide (MTT) reduction assay showed a significant decrease in viability of HEp-2 cells treated with 0.2 mg/ml 67-72p. Morphological changes in HEp-2 cells (vacuolization, nuclear fragmentation, and the formation of apoptotic bodies) was observed after 3 h post-treatment with 67-72p. Flow cytometry revealed a 15.13% reduction apoptotic volume of HEp-2 cells treated with 0.2 mg/ml 67-72p. Moreover, a double-staining assay using Propidium Iodide (PI)/Annexin V (AV) demonstrated the numbers of vital (PI-/AV-) (66.1%) vs. early apoptotic (PI-/AV+) (16.6%) cells and late apoptotic or secondary necrotic cells (PI+/AV+) (13.8%). In conclusion, the 67-72p are directly implicated in C. diphtheriae interaction with Fn and Fbn. The non-fimbrial Fn/Fbn binding 67-72p are hemagglutinins directly implicated in adherence to and internalization by respiratory epithelial cells. Moreover, 67-72p may act as a potential virulence factor to induce apoptosis of epithelial cells in the early stages of diphtheria and C. diphtheriae invasive infection

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A vacina anti-diftérica de uso corrente no Brasil (DTP), embora de alta eficácia na prevenção da difteria, está associada com episódios de toxicidade e reatogenicidade no recipiente vacinal, resultantes de proteínas residuais derivadas do processo de produção ou detoxificação. Estratégias para o desenvolvimento de vacinas menos reatogênicas e ao mesmo tempo mais eficazes e economicamente viáveis contra a difteria têm sido alvo de intensa investigação. A alternativa proposta por nosso grupo é a utilização da vacina contra a tuberculose (Mycobacterium bovis BCG sub-cepa Moreau), como vetor do gene que codifica o fragmento B da toxina diftérica (dtb) de 58,3 kDa. Neste trabalho o dtb foi clonado no vetor micobacteriano bifuncional (pUS977) de expressão citoplasmática e os clones recombinantes (pUS977dtbPW8), após a transformação do BCG, foram testados com relação a expressão do DTB em BCG e quanto a antigenicidade frente a anticorpos policlonais anti-toxóide diftérico por Immunobloting. A integridade do gene dtb e a identidade das sequências de DNA da construção plasmidial pUS977dtbPW8 foram confirmadas por sequenciamento de DNA e análise de similaridade. A imunogenicidade do BCGr pUS977dtbPW8 expressando o DTB foi investigada em camundongos BALB/c, os resultados obtidos revelaram uma soroconversão específica (IgG). A infectividade e atividade microbicida do BCGr pUS977dtbPW8 no ambiente intracelular foi avaliada através da infecção de linhagens de células de monócitos humano (THP-1), os dados obtidos indicaram que houve sobrevivência intracelular em até 12 dias. Nesse contexto, esplenócitos dos camundongos imunizados com 30 e 60 dias foram extraídos, mostrando que o BCGr pUS977dtbPW8 persistiu até 60 dias na ausência de pressão seletiva e a viabilidade celular não sofreu alteração significativa durante o período testado. Por outro lado, o BCGr pUS977dtbPW8, quando submetido a seis sub-cultivos consecutivos in vitro não apresentou diferença significativa na capacidade de expressar o DTB, demonstrando portanto a persistência da estabilidade funcional da linhagem recombinante. A estabilidade estrutural da construção pUS977dtbPW8 também foi avaliada por PCR confirmando a presença do gene dtb em colônias do BCGr pUS977dtbPW8 . Adicionalmente, foi possível avaliar preliminarmente in vitro a capacidade soroneutralizante dos soros de camundongos imunizados com BCGr pUS977dtbPW8 após 30 e 60 dias em células VERO. A ação citotóxica da toxina diftérica entre as diluições de 1/4 e 1/16 foram neutralizadas com o pool de soros imunes com 60 dias. Finalmente, em nosso estudo foi possível avaliar o potencial da vacina BCG como vetor de expressão de um antígeno de Corynebacterium diphtheriae in vitro e in vivo. / The diphtheria vaccine currently used in Brazil (DTP), despite its history of high efficacy in the prevention of diphtheria, is associated with episodes of toxicity and vaccine reactogenicity in the vaccinee, resulting from the presence in the vaccine of residual proteins derived from the production process or detoxification. Strategies for the development of new vaccines more effective and economically viable against diphtheria have been the subject of intense investigation. The alternative proposed by our group is the use of the vaccine against tuberculosis (Mycobacterium bovis BCG Moreau sub strain) as a vector for the gene that encodes the 58.3 kDa fragment B of the diphtheria toxin (DTB). In our project the dtb gene was cloned into the bifunctional vector pUS977 for cytoplasmic expression and recombinant BCG (rBCG) clones, selected after transformation of BCG, were tested for expression of the DTB polypeptide and antigenicity against polyclonal antibodies anti- diphtheria toxoid by immunoblotting. The integrity and identity of the DNA sequence encoding the dtb gene carried by the plasmid construct pUS977dtbPW8 was confirmed by DNA Sequencing and Analysis of Similarity. The immunogenicity of the rBCG expressing the DTB was investigated in BALB/c mice and the results revealed a specific seroconversion (IgG). Also, infectivity and microbicidal activity were analyzed in the intracellular environment by infecting human monocytes (THP-1 cell line) with rBCG. The data obtained indicated intracellular survival within 12 days. In this context, splenocytes collected from mice at days 30 and 60 after immunization were removed and assayed for live bacteria. The results showed that rBCG persisted viable up to 60 days in the absence of selective pressure and cell viable counts did not change significantly during testing. Additionally, the rBCG subjected to six consecutive sub-cultures in vitro showed no significant difference in the ability to express the DTB, thus demonstrating the functional stability of the recombinant vaccine. The structural stability of the construct pUS977dtbPW8 was also confirmed by PCR detection of the dtb gene in rBCG colonies. Also, it was possible to have a preliminary evaluation of the neutralizing capacity of sera from mice immunized with BCGr 30 and 60 days after immunization. The cytotoxic action of diphtheria toxin, between dilutions 1/ 4 and 1/16, was neutralized by mice sera in an in vitro assay using VERO cells. Finally, in our study it was possible to evaluate the potential of BCG as a vector for expression of an antigen of Corynebacterium diphtheriae in vitro and in vivo.

<p>Most pathogens enter the body via mucosal surfaces. In contrast to parenterally administered vaccination, mucosal vaccination has the advantage of eliciting both a systemic and a local mucosal immune response. An oral biodegradable adjuvant with these features would have great potential. </p><p>This thesis has focused on the development of a new oral vaccine against diphtheria. Biodegradable polyacryl starch microparticles were used as a mucosal adjuvant. Diphtheria toxin or cross-reacting material of diphtheria toxin (CRM197) was covalently conjugated to the microparticles and fed to mice by oral gavage. Formaldehyde treatment was also studied as a means of either detoxifying (diphtheria toxin) or stabilising (CRM197) these formulations. All formulations given to mice orally or parenterally, but not intranasally, induced a strong systemic immune response and diphtheria toxin neutralising antibodies. Only formulations administered orally induced a mucosal IgA response as well. </p><p>The non-toxic recombinant protein CRM197 proved to be a promising antigen candidate in an oral diphtheria vaccine when conjugated to the microparticles. Mild treatment of CRM197 with formaldehyde before conjugation to the starch microparticles potentiated the immunogenicity of the formulation. However, no immune response was detected in healthy volunteers after administration of this vaccine in a phase I trial. The possible reasons for the difference in response between mouse and man are discussed.</p><p>The use of cDNA expression macro array technology was also evaluated as a tool in vaccine-related research. Tetanus toxoid and aluminium phosphate were used as model parenteral antigen and adjuvant. It was concluded that the antigen modulates the molecular mechanisms of the aluminium phosphate adjuvant to a greater extent than previously recognised.</p>