Estrategia de diseño, expresión, y análisis inmunogénico de Virus-Like-Particles quiméricas como plataforma biotecnológica para la generación de vacunas

Abstract

Las partículas pseudovirales (Virus-like Particles, VLPs) son estructuras similares a virus, pero que no contienen material genético en su interior y, por lo tanto, son bioseguras. Son capaces de desencadenar respuestas inmunes potentes y pueden ser modificadas para exponer epitopes heterólogos en su superficie, denominándose VLPs quiméricas (chimeric VLPs, cVLPs). El objetivo de la presente tesis fue evaluar la capacidad de presentación antigénica de VLPs del virus de la rabia (RV-VLPs), previamente caracterizadas en el laboratorio, analizándose tanto la presentación de un epitope neutralizante del virus de la Fiebre Aftosa (Foot-and-Mouth Disease Virus) como dominios completos de la proteína Spike del virus SARS-CoV-2 (Severe Acute Respiratory Syndrome Coronavirus 2) en el contexto de cVLPs. Se diseñaron proteínas de fusión de RVG conteniendo los epitopes puntuales o dominios completos y se evaluó su expresión en células HEK293, analizando a su vez su capacidad de brote para formar cVLPs. Aquellas que contenían el péptido de FMDV expusieron en su superficie la secuencia heteróloga y tuvieron un tamaño similar al de las RV-VLPs wt, mientras que las de SARS-CoV-2 tuvieron un tamaño superior y evidenciaron la presencia de proyecciones glicoproteicas. Finalmente, la respuesta inmune humoral y celular de estas cVLPs fue evaluada en ratones, siendo capaces de inducir anticuerpos específicos en el caso de la secuencia de FMDV. La cVLP de SARS-CoV-2 fue capaz de inducir anticuerpos anti-Spike y neutralizantes así como una respuesta celular de tipo antiviral. Estos resultados sientan la base de una nueva plataforma de presentación antigénica basada en RV-VLPs.

Virus-like particles (VLPs) are structures that resemble a virus but lack the genetic material, being biosafe. They are able to trigger strong immune responses and can be modified to expose heterologous epitopes in their surface, denominated chimeric VLPs (cVLPs). Previously, a rabies VLP (RV-VLP) was developed in our laboratory by expressing rabies glycoprotein (RVG) in HEK293 cells, which is able to bud to culture medium forming highly immunogenic particles. The objective of this thesis was to assess the antigenic presentation ability of rabies VLPs (RV-VLPs), which were previously characterized in our laboratory, by exposing either a neutralizing epitope of Foot-and-Mouth Disease Virus (FMDV) or complete domains of Severe Acute Respiratory syndrome Coronavirus 2 (SARS-CoV-2) Spike protein. RVG fusion proteins containing the heterologous sequences were designed, and their expression in HEK293 cells was analyzed in terms of subcellular localization and cVLP formation. Those cVLPs that contained the FMDV sequence correctly exposed the epitope on the surface of the particles, and had a similar size to that of wt RV-VLPs, while those containing S domain evidenced a larger size and “Corona-like” glycoprotein projections, similar to those of native SARS-CoV-2 virions. Finally, humoral and cellular immune responses triggered by these cVLPs were assessed on mice. FMDV cVLPs were able to induce specific antibodies against the heterologous epitope, while SARS-CoV-2 cVLPs induced anti-Spike and neutralizing antibodies, as well as an antiviral cellular response. This work sets the base for a novel antigenic presentation platform based on RV-VLPs.