Candidatos vacinais contra esquistossomose: otimização da produção de vesículas de membrana externa de Neisseria lactamica e proteínas recombinantes de Escherichia coli em biorreatores

• Processo: 25/01217-0
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de outubro de 2025
• Data de Término da vigência: 30 de setembro de 2028
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Química - Processos Industriais de Engenharia Química
• Pesquisador responsável: Viviane Maimoni Gonçalves
• Beneficiário: Kevy Pontes Eliodório
• Instituição Sede: Instituto Butantan. Secretaria da Saúde (São Paulo - Estado). São Paulo , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 17/24832-6 - Desenvolvimento de vacinas baseadas em BCG recombinante: Tuberculose, Pertussis, Pneumococo e Schistosoma, AP.TEM
• Assunto(s): Bioprocessos Reatores biológicos Desenvolvimento de vacinas Esquistossomose Neisseria lactamica Proteínas recombinantes Engenharia de bioprocessos
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: bioprocessos | biorreatores | desenvolvimento de vacinas | esquistossomose | Neisseria lactamica | Proteinas recombinantes | Engenharia de Bioprocessos

Resumo

A esquistossomose é uma doença parasitária negligenciada causada por Schistosoma mansoni, afetando aproximadamente 240 milhões de pessoas em áreas endêmicas em todo o mundo. Recentemente, houve avanços significativos na pesquisa de vacinas devido ao progresso nos estudos do proteoma e transcriptoma de S. mansoni. Essas investigações identificaram proteínas com potencial para serem candidatas vacinais contra a esquistossomose. Nosso grupo de pesquisa demonstrou recentemente o potencial das proteínas de S. mansoni Catepsina B (SmCatB), Asparaginil Endopeptidase (SmAE) e MEG-4 como potenciais candidatas vacinais em modelos de macacos rhesus. No entanto, há a necessidade de aprimorar a capacidade desses antígenos de desencadear uma resposta imune adequada, além de otimizar sua produção em escala industrial. Nesse contexto, o presente projeto, fundamentado nos avanços de Barbosa et al. (2021a), tem como objetivo contribuir para a otimização das condições de cultivo para a produção de proteínas recombinantes e adjuvantes vacinais. O trabalho anterior estabeleceu uma nova plataforma de apresentação de antígenos, construindo um sistema MAPS-OMV-SmAg. Além da produção de proteínas por Escherichia coli recombinante, a plataforma utiliza vesículas de membrana externa (OMVs) produzidas por Neisseria lactamica. Este projeto foca na otimização das condições de cultivo de ambos os microrganismos, visando maximizar a produção de OMVs e antígenos. O projeto será dividido em etapas para cada microrganismo. Na primeira etapa, serão investigados os principais requisitos nutricionais de N. lactamica, com o objetivo de desenvolver um meio definido que permita a identificação de compostos que desencadeiam a formação de OMVs. Os cultivos nesta fase serão realizados em frascos e microrreatores com diferentes suplementos de compostos e comparados com o crescimento e a produção de OMVs no meio original. A fase de otimização em reatores será facilitada por uma investigação preliminar do meio e pela seleção de um design experimental adequado, permitindo a análise de parâmetros adicionais de cultivo, como modo de operação, temperatura, agitação, oxigênio dissolvido, pH e tempo na fase estacionária. A segunda etapa deste projeto tem como objetivo maximizar a produção das proteínas recém-identificadas (SmCatB e SmAE) de interesse, utilizando linhagens recombinantes de E. coli. Estratégias de cultivo de E. coli em alta densidade celular serão avaliadas em meio quimicamente definido (HDF) com alimentação exponencial de substrato em biorreatores, a fim de otimizar a produção proteica por meio da manipulação de variáveis de indução, como tempo, temperatura, densidade óptica no momento da indução e concentração de IPTG. Além disso, curvas de crescimento obtidas sob condições otimizadas serão caracterizadas cineticamente nesta fase, avaliando a viabilidade da produção desses antígenos. Este projeto possibilita a produção de complexos MAPS-OMV-SmAg, facilitando sua potencial aplicação na pesquisa de vacinas contra a esquistossomose. Ao empregar técnicas de otimização em biorreatores para viabilizar a escalabilidade sequencial do processo, este projeto contribui significativamente para a viabilidade industrial dos candidatos vacinais. (AU)