N.meningitidis é diplococcus gram-negativo, patógeno estritamente humano que similarmente a outras bactérias é circundado por membrana externa, com lipídios, proteínas (OMP) e lipopolissacárides. Ela tem sido uma das principais causas da meningite e de outras infecções invasoras no mundo. Este trabalho buscou usar o toxóide STX2 de E.coli como adjuvante para um possível e futuro modelo vacinal e como estimulante antigênico, proteínas da membrana externa do meningococo (OMP) transportados em lipossomas. Observaram-se diferenças na produção de anticorpos IgG obtidas entre os camundongos após cada uma das 3 sangrias mas, não quanto ao índice de avidez. A nova preparação antigênica desencadeou um alto título, mesmo após um ano da 1ª imunização, estimulou a produção de anticorpos para outros sítios de ligação e serviu como proteção ao LPS residual dos processos com deoxicolato da OMP, diminuindo toxicidade da preparação IM reduzindo os riscos para idosos e crianças muito pequenas e também, em imunizações de longo termo, com grande vantagem aos sistemas tradicionais. / N.meningitidis is diplococcus gram-negative strict human patogen that similarly to other bacteria are surrounded by external membrane with lipids, proteins (OMP) and LPS. It has been one of the main causes of the meningitidis and other invading infections in the world. This work searched to use STX2 toxoid of E.coli as adjuvant for a possible and future vaccine model and as antigenic stimulant proteins of the external membrane of meningococci (OMP) carried in liposomes. Differences in the production of IgG antibodies gotten between the mice each one of the 3 bleedings had been observed after but not how much to the avidity index. The new antigenic preparation unchained one high heading exactly after one year of 1st immunization stimulated the production of antibodies for other sites of linking and served as protection to the residual LPS of the processes with deoxicolate of the OMP diminishing toxicity of IM preparation reducing the aged risks for and very small children e also, in immunizations of long term with great advantage to the traditional systems.

Made available in DSpace on 2015-07-22T20:50:47Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-07-29 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / A quitosana (Chi), a (1-4)-amino-2-desoxi-ƒÒ-glicana, e a forma desacetilada da quitina, um polissacarideo das conchas de crustaceos. As suas caracteristicas unicas como a carga positiva, biodegradabilidade, biocompatibilidade, atoxicidade e estrutura rigida fazem com que esta macromolecula seja ideal para uso como sistema oral de entrega de vacinas. Foram preparadas vesiculas unilamelares grandes (REVs) envoltas por dentro e por fora (como um sanduiche) com quitosana (Chi) e poli-vinil alcool (PVA). Entretanto, existem alguns problemas as serem superados com relacao a estabilizacao da proteina durante este processo. Durante a fase de formacao de micelas reversas, no processo de nanoencapsulacao da proteina, expandem-se as interfaces hidrofobicas que entao levam as adsorcoes interfaciais seguidas por desenovelamento e agregacao das proteinas. Aqui, observaram-se atraves de tecnicas espectroscopicas e imunologicas, o uso dos sais da serie de Hoffmeister durante a fase de formacao de micela reversa para estudar a conformacao estavel do toxoide difterico (Dtxd). Foi estabelecida uma correlacao entre os sais usados na fase aquosa e as variacoes na solubilidade e conformacao de Dtxd. Como o conteudo em helice-ƒÑ foi praticamente estavel concluiu-se que a encapsulacao de Dtxd ocorreu sem agregacao ou sem exposicao de residuo hidrofobico na proteina. A agregacao de Dtxd foi evitada em 98 % quando se usou o cosmotropico PO2-4. Este ion foi usado para se preparar uma formulacao de Dtxd em REVs-Chi-PVA estavel e com identidade imunologica reconhecida na presenca de PO2-4. Entao, obteve-se uma solubilidade e estabilidade maxima de Dtxd depois de seu contacto com CH3CO2C2H5 para comecar a sua nanoencapsulacao em condicoes ideais. Este foi um avanco tecnologico importante porque uma solucao simples, como e a adicao de sais, evitou o uso de proteinas heterologas (Rescia et alii, 2009a). A proteina estabilizada foi entao encapsulada dentro de REVs como o descrito. Os lipossomas tem sido descritos como adjuvantes desde 1974 (Allison e Gregoriadis, 1974). A maior limitacao de seu uso em vacinas orais e a sua instabilidade estrutural causada pelas atividades enzimaticas do meio. O objetivo aqui foi combinar lipossomas, que podem encapsular antigenos (Dtxd, Diphtheria toxoid) com quitosana que protege estas particulas e promove a mucoadesibilidade. Empregaram-se tecnicas fisicas para se entender o processo pelo qual lipossomas (SPC: Cho, 3: 1) podem ser recobertos (interna e externamente) com quitosana (Chi) e PVA (poly-vinilic-alcohol) que sao polimeros biodegradaveis e biocompativeis. Obtiveram-se particulas de REVs-Chi (vesiculas preparadas por evaporacao de fase reversa recobertas interna e externamente com Chi) redondas e com as superficies rugosas e estabilizadas ou nao com PVA. As eficiencias de encapsulacao (Dtxd foi usada como antigeno) foram diretamente dependentes da presenca de Chi e PVA na formulacao. A adsorcao de Chi a superficie de REVs foi acompanhada por um aumento no potencial ƒê. Em contraste, a adsorcao de PVA a surperficie de REVs-Chi foi acompanhada por uma diminuicao do potencial . A presenca de Dtxd aumentou a eficiencia de adsorcao de Chi as superficies. A afinidade de PVA pela mucina foi 2000 vezes maior do que a observada somente com Chi e nao depende se a molecula esta em solucao ou se esta adsorvida a superficie lipossomal. A liberação do Dtxd foi retardada por sua encapsulação dentro de REVs-Chi-PVA. Concluiu-se que estas novas vesículas estabilizadas foram hábeis em se adsorverem às superfícies intestinais, resistiram às degradações e controlaram a liberação do antígeno. Assim, as partículas de REVs-Chi-PVA podem ser usadas como um veículo oral com capacidade adjuvante (Rescia et alii, 2009b). Os lipossomas revstidos por quitosana (REVs-Chi) como veículos orais para transporte de vacinas foram bem caraterizados neste laboratório. Estas partículas foram desenhadas para serem capturadas pelo muco, para interagirem com surperfícies orais e para resistirem às enzimas do trânsito gástrico. Foram usadas três formulações diferentes contendo o Dtxd (toxoide diftérico) para imunizar camundongos: REVs [Vesículas unilamelares obtidas por evaporação de fase reversa produzidas com SPC: Cho (3:1)]; REVs-Chi (REVs recobertas por Chi) e REVs-Chi-PVA (REVs recobertas por Chi e estabilizadas por PVA). Através do teste de adesibilidade e dos experimentos com anti-toxoide diftérico observou-se que houve uma correlação direta entre a complexidade da partícula (antígeno livre < REVs < REVs-Chi < REVs-Chi-PVA) e a produção de anticorpos (IgA, IgG1 and IgG2a) em todos os ensaios (R= 0,91766- 0,99718). O resultado mais interessante foi a total ausência da produção de IgA nos camundongos imunizados com o antígeno livre, provando então a excelência das partículas engenheiradas. Além do aumento da produção dos anticorpos de mucosa, ambas formulações com Chi ou com Chi-PVA estimularam tanto a produção de anticorpos humorais quanto a seletividade. Demonstrou-se que é possível de se estabelecer uma correlação entre REVs-Chi/Dtxd and REVs-Chi-PVA/Dtxd e o aumento da imunidade de mucosa. Estas partículas podem ser usadas como veículo geral tanto para transporte de drogas quanto de vacinas (Rescia et alli, 2009c). / Chitosan, - (1-4)-amino-2-deoxy-D-glucan) is a deacetylated form of chitin, a polysaccharide from crustacean shells. Its unique characteristics such as positive charge, biodegradability, biocompatibility, non-toxicity, and rigid structure make this macromolecule ideal for oral vaccine delivery system. We prepared reverse phase evaporation vesicles (REVs) sandwiched by chitosan (Chi) and polyvinylic alcohol (PVA). However, in this method there are still some problems to be circumvented related to protein stabilization. During the inverted micelle phase of protein nanoencapsulation, hydrophobic interfaces are expanded leading to interfacial adsorption followed by protein unfolding and aggregation. Here, spectroscopic and immunological techniques were used to ascertain the effects of the Hoffmeister series ions on Diphtheria toxoid (Dtxd) stability during the inverted micelle phase. A correlation was established between the salts used in aqueous solutions and the changes in Dtxd solubility and conformation. Dtxd α-helical content was quite stable what led us to conclude that encapsulation occurred without protein aggregation or without exposition of hydrophobic residues. Dtxd aggregation was 98 % avoided by the kosmotropic PO2-4. This ion was used to prepare a stable Dtxd and immunologically recognized REVs-Chi-PVA formulation in the presence of 50 mM PO42-. Under these conditions the Dtxd retained its immunological identity. Therefore, we could obtain the maximum Dtxd solubility and stability after contact with CH3CO2C2H5 to begin its nanoencapsulation within ideal conditions. This was a technological breakthrough because a simple solution like salt addition avoided heterologous proteins usage (Rescia et al., 2009a). The stabilized protein was as encapsulated within REVs as described. Liposomes have been used as adjuvants since 1974 (Allison and Gregoriadis, 1974). One major limitation for the use of liposomes in oral vaccines is the lipid structure instability caused by enzyme activities. Our goal was to combine liposomes which can encapsulate antigens (Dtxd, diphtheria toxoid) with chitosan which protects the particles and promotes mucoadhesibility. We employed physical techniques to understand the process by which liposomes (SPC: Cho, 3:1) can be sandwiched with chitosan (Chi) and stabilized by PVA (Poly-vinylic alcohol) which are biodegradable and biocompatible polymers. Round and smooth surfaced particles of REVs-Chi (Reversed phase vesicles sandwiched by Chi) stabilized by PVA were obtained. The REVs encapsulation efficiencies (Dtxd was used as the antigen) were directly dependent on the Chi and PVA present in the formulation. Chi adsorption on REVs surface was accompanied by an increase of &#61562; otential. In contrast, PVA adsorption on REVs-Chi surface was accompanied by a decrease of potential. The presence of Dtxd increased the Chi surface adsorption efficiency. The PVA affinity by mucine was 2000 higher than that observed with Chi alone and did not depend on the molecule being in solution or adsorbed on the liposomal surface. The liberation of encapsulated Dtxd was retarded by encapsulation within REVs-Chi-PVA. These results lead us to conclude that these new and stabilized particles were to able to adsorb to intestinal surfaces, resisted degradation and controlled the antigen release. Therefore, REVs-Chi-PVA particles can be used as an oral delivery adjuvant (Rescia et al., 2009b). Liposomes sandwiched by chitosan (REVs-Chi) as vehicles for oral vaccines have been well characterized in our laboratory. These particles were designed to be captured by mucus, to interact with oral surfaces and to withstand the enzymes of the gastric transit. Three different formulations containing Dtxd (diphtheria toxoid): REVs [reverse phase evaporation vesicles of SPC: Cho (3: 1)]; REVs-Chi (REVs sandwiched by chitosan) and REVs-Chi-PVA were used to immunize mice. Through adhesibility assays and antibody anti-diphtheria experiments we observed a direct correlation between particle complexity (free antigen < REVs < REVs-Chi < REVs-Chi-PVA) and antibody production (IgA, IgG1 and IgG2a) in all the assays (R= 0,91766- 0,99718). The most striking result was the absence of IgA production in those mice immunized with the free antigen, proving the excellence of the engineered particles. In addition to enhancement of mucosal antibodies production, the formulations with Chi and PVA stimulated both, humoral antibody production and selectivity. We have shown that it was possible to establish a correlation between REVs-Chi/Dtxd and REVs-Chi-PVA/Dtxd and the enhancement of mucosal immunity. These particles can be used as a general vehicle for oral drug or vaccine delivery systems (Rescia et al., 2009c). / TEDE / BV UNIFESP: Teses e dissertações

N.meningitidis é diplococcus gram-negativo, patógeno estritamente humano que similarmente a outras bactérias é circundado por membrana externa, com lipídios, proteínas (OMP) e lipopolissacárides. Ela tem sido uma das principais causas da meningite e de outras infecções invasoras no mundo. Este trabalho buscou usar o toxóide STX2 de E.coli como adjuvante para um possível e futuro modelo vacinal e como estimulante antigênico, proteínas da membrana externa do meningococo (OMP) transportados em lipossomas. Observaram-se diferenças na produção de anticorpos IgG obtidas entre os camundongos após cada uma das 3 sangrias mas, não quanto ao índice de avidez. A nova preparação antigênica desencadeou um alto título, mesmo após um ano da 1ª imunização, estimulou a produção de anticorpos para outros sítios de ligação e serviu como proteção ao LPS residual dos processos com deoxicolato da OMP, diminuindo toxicidade da preparação IM reduzindo os riscos para idosos e crianças muito pequenas e também, em imunizações de longo termo, com grande vantagem aos sistemas tradicionais. / N.meningitidis is diplococcus gram-negative strict human patogen that similarly to other bacteria are surrounded by external membrane with lipids, proteins (OMP) and LPS. It has been one of the main causes of the meningitidis and other invading infections in the world. This work searched to use STX2 toxoid of E.coli as adjuvant for a possible and future vaccine model and as antigenic stimulant proteins of the external membrane of meningococci (OMP) carried in liposomes. Differences in the production of IgG antibodies gotten between the mice each one of the 3 bleedings had been observed after but not how much to the avidity index. The new antigenic preparation unchained one high heading exactly after one year of 1st immunization stimulated the production of antibodies for other sites of linking and served as protection to the residual LPS of the processes with deoxicolate of the OMP diminishing toxicity of IM preparation reducing the aged risks for and very small children e also, in immunizations of long term with great advantage to the traditional systems.

Lipopolissacarídeos (LPS), pode tanto proteger quanto exacerbar o desenvolvimento da asma. LPS inicia a ativação da resposta imune via ligação da molécula Toll-like receptor 4 (TLR4) que sinaliza por duas vias distintas, as moléculas adaptadoras MyD88 e TRIF. LPS é um adjuvante que induz resposta do tipo Th1, enquanto que o hidróxido de alumínio (Alum) desperta respostas Th2, porém, a mistura de ambos adjuvantes na indução da resposta alérgica pulmonar ainda não foi investigada. No presente estudo, nós determinamos o efeito de dois agonistas de TLR4, um natural (LPS) e outro sintético (ER-803022) adsorvidos ao Alum sobre o desenvolvimento de doença alérgica pulmonar. Os animais foram sensibilizados pela via subcutânea com os antígenos, Ovoalbumina (OVA) ou Toxóide Tetânico (TT) na presença ou ausência de agonistas de TLR4 co-adsorvidos ao Alum e desafiados com os respectivos antígenos pela via intranasal. Nossos resultados mostraram que a sensibilização com OVA ou TT e LPS coadsorvidos ao Alum, impede o estabelecimento da resposta alérgica mediada por linfócitos Th2, tais como, influxo de eosinófilos, produção de citocinas do tipo 2, hiperreatividade brônquica, secreção de muco, e produção de IgE ou IgG1 anafilática. Apesar dos níveis de IgG2a, isotipo associado com as respostas Th1 estarem aumentados, análise da histopatologia pulmonar não revelou um desvio para o padrão Th1 de inflamação. Verificamos que a presença das moléculas TLR4, MyD88, IL-12/IFN-g mas não TRIF foram necessários para LPS exercer seu efeito inibitório. O agonista sintético de TLR4, menos tóxico que LPS, também protegeu contra o desenvolvimento de inflamação alérgica pulmonar. Em conclusão, nosso trabalho esclarece o efeito da sinalização do TLR4 na sensibilização alérgica e indica que agonista sintético de TLR4 com baixa toxicidade, pode ser utilizado para modular a capacidade adjuvante do Alum e conseqüentemente diminuir a indução de alergias. / Epidemiological and experimental data suggest that bacterial lipopolysaccharides (LPS) can either protect from or exacerbate allergic asthma. LPS triggers immune responses through Toll-like receptor (TLR) 4 that in turn activates two major signaling pathways via either MyD88 or TRIF adaptor proteins. LPS is a pro-Th1 adjuvant while aluminum hydroxide (Alum) is a strong Th2 adjuvant, but the effect of mixing both adjuvants on development of lung allergy has not been investigated. We determined whether natural (LPS) or synthetic (ER-803022) TLR4 agonists adsorbed onto alum adjuvant affect allergen sensitization and development of airway allergic disease. To dissect LPS-induced molecular pathways we used TLR4, MyD88, TRIF, or IL-12/IFN-g deficient mice. Mice were sensitized subcutaneously to allergens such as ovalbumin (OVA) or tetanus toxoid (TT) with or without TLR4 agonists coadsorbed onto Alum and challenged twice via intranasal route with the same allergens. The development of type 2 immunity was evaluated 24 h after last allergen challenge. We found that sensitization with OVA or TT plus LPS co-adsorbed onto Alum impaired allergeninduced Th2-mediated responses such as airway eosinophilia, type 2 cytokines secretion, airway hyperreactivity, mucus hyper production and serum levels of IgE or IgG1 anaphylactic antibodies. Although the levels of IgG2a, a Th1 affiliated isotype increased, investigation into the lung-specific effects revealed that LPS did not induce a Th1 pattern of inflammation. LPS impaired the development of Th2 immunity, signaling via TLR4 and MyD88 molecules via the IL-12/IFN-g axis, but not through TRIF pathway. Moreover, the synthetic TLR4 agonists that proved to have a less systemic inflammatory response than LPS also protected against allergic asthma development. TLR4 agonists co-adsorbed with allergen onto Alum down modulate Th2 immunity and prevent the development of polarized T cell-mediated airway inflammation. Thus, our work clarifies the effect of TLR4 signaling in allergic sensitization and indicates that TLR4 agonists with low toxicity might be useful for down regulating the pro-Th2 adjuvant activity of alum and consequently decrease the induction of allergy.

Lipopolissacarídeos (LPS), pode tanto proteger quanto exacerbar o desenvolvimento da asma. LPS inicia a ativação da resposta imune via ligação da molécula Toll-like receptor 4 (TLR4) que sinaliza por duas vias distintas, as moléculas adaptadoras MyD88 e TRIF. LPS é um adjuvante que induz resposta do tipo Th1, enquanto que o hidróxido de alumínio (Alum) desperta respostas Th2, porém, a mistura de ambos adjuvantes na indução da resposta alérgica pulmonar ainda não foi investigada. No presente estudo, nós determinamos o efeito de dois agonistas de TLR4, um natural (LPS) e outro sintético (ER-803022) adsorvidos ao Alum sobre o desenvolvimento de doença alérgica pulmonar. Os animais foram sensibilizados pela via subcutânea com os antígenos, Ovoalbumina (OVA) ou Toxóide Tetânico (TT) na presença ou ausência de agonistas de TLR4 co-adsorvidos ao Alum e desafiados com os respectivos antígenos pela via intranasal. Nossos resultados mostraram que a sensibilização com OVA ou TT e LPS coadsorvidos ao Alum, impede o estabelecimento da resposta alérgica mediada por linfócitos Th2, tais como, influxo de eosinófilos, produção de citocinas do tipo 2, hiperreatividade brônquica, secreção de muco, e produção de IgE ou IgG1 anafilática. Apesar dos níveis de IgG2a, isotipo associado com as respostas Th1 estarem aumentados, análise da histopatologia pulmonar não revelou um desvio para o padrão Th1 de inflamação. Verificamos que a presença das moléculas TLR4, MyD88, IL-12/IFN-g mas não TRIF foram necessários para LPS exercer seu efeito inibitório. O agonista sintético de TLR4, menos tóxico que LPS, também protegeu contra o desenvolvimento de inflamação alérgica pulmonar. Em conclusão, nosso trabalho esclarece o efeito da sinalização do TLR4 na sensibilização alérgica e indica que agonista sintético de TLR4 com baixa toxicidade, pode ser utilizado para modular a capacidade adjuvante do Alum e conseqüentemente diminuir a indução de alergias. / Epidemiological and experimental data suggest that bacterial lipopolysaccharides (LPS) can either protect from or exacerbate allergic asthma. LPS triggers immune responses through Toll-like receptor (TLR) 4 that in turn activates two major signaling pathways via either MyD88 or TRIF adaptor proteins. LPS is a pro-Th1 adjuvant while aluminum hydroxide (Alum) is a strong Th2 adjuvant, but the effect of mixing both adjuvants on development of lung allergy has not been investigated. We determined whether natural (LPS) or synthetic (ER-803022) TLR4 agonists adsorbed onto alum adjuvant affect allergen sensitization and development of airway allergic disease. To dissect LPS-induced molecular pathways we used TLR4, MyD88, TRIF, or IL-12/IFN-g deficient mice. Mice were sensitized subcutaneously to allergens such as ovalbumin (OVA) or tetanus toxoid (TT) with or without TLR4 agonists coadsorbed onto Alum and challenged twice via intranasal route with the same allergens. The development of type 2 immunity was evaluated 24 h after last allergen challenge. We found that sensitization with OVA or TT plus LPS co-adsorbed onto Alum impaired allergeninduced Th2-mediated responses such as airway eosinophilia, type 2 cytokines secretion, airway hyperreactivity, mucus hyper production and serum levels of IgE or IgG1 anaphylactic antibodies. Although the levels of IgG2a, a Th1 affiliated isotype increased, investigation into the lung-specific effects revealed that LPS did not induce a Th1 pattern of inflammation. LPS impaired the development of Th2 immunity, signaling via TLR4 and MyD88 molecules via the IL-12/IFN-g axis, but not through TRIF pathway. Moreover, the synthetic TLR4 agonists that proved to have a less systemic inflammatory response than LPS also protected against allergic asthma development. TLR4 agonists co-adsorbed with allergen onto Alum down modulate Th2 immunity and prevent the development of polarized T cell-mediated airway inflammation. Thus, our work clarifies the effect of TLR4 signaling in allergic sensitization and indicates that TLR4 agonists with low toxicity might be useful for down regulating the pro-Th2 adjuvant activity of alum and consequently decrease the induction of allergy.