Desarrollo de vacunas marcadas con GFP frente a la brucelosis ovina y tests diagnósticos asociados

Tesis llevada a cabo para conseguir el grado de Doctor por la Universidad de Pública de Navarra.--2017-07-28.--Sobresaliente cum laudemLa brucelosis es una zoonosis extendida mundialmente con importantes repercusiones económicas y sanitarias, cuya principal fuente de infección para el ser humano son los pequeños rumiantes infectados por Brucella melitensis. En gran parte del mundo, el control de la brucelosis en estos animales debe basarse en la vacunación. B. melitensis Rev1 es la única vacuna disponible y recomendada internacionalmente para ovejas y cabras. Sin embargo, la vacunación con Rev1 genera una interferencia serológica que impide la Diferenciación entre Animales Infectados y Vacunados (DIVA), limitando el uso de esta cepa vacunal. Para tratar de solventar el problema DIVA, se ha desarrollado una técnica de marcaje xenogénico con la proteína de origen marino GFP. En el capítulo 1 de esta tesis, se obtuvieron dos isoformas de GFP recombinante y se desarrollaron tests serológicos utilizando dichas proteínas como antígeno diagnóstico. En el capítulo 2, se realizó el marcaje xenogénico de Rev1 con gfp mediante la inserción cromosómica dirigida de un mini-Tn7-gfp (Rev1::gfp) y un análisis serológico detallado, tanto en ratones BALB/c como en ganado ovino. La estrategia de vacunación con Rev1::gfp en mezcla con GFP y un booster posterior con GFP en hidróxido de aluminio, permitió identificar durante más de 6 meses post-booster a todos los animales que habían sido vacunados, utilizando las técnicas serológicas oficiales anti-LPS-S y un iELISA-GFP. Además, la vacuna clásica Rev1 posee otros inconvenientes como son su poder patógeno residual y resistencia a la estreptomicina, que recomiendan la búsqueda de nuevas vacunas frente a B. melitensis. Para ello, en el capítulo 3 se construyeron y caracterizaron los candidatos vacunales 16Δ.wzm y 16Δ.wzm::gfp, con LPS-R, a la vez que acumulan PS-0 en el interior bacteriano, y sensibles a estreptomicina. Estas propiedades confirieron una atenuación y eficacia frente a B. melitensis en ratones similares a las de Rev1. En corderos, la vacunación combinada de 16Δ.wzm::gfp con GFP generó una mínima interferencia en las pruebas convencionales con LPS-S y permitió identificar a los anímales vacunados mediante iELISA-GFP, sin necesidad de booster. Por otra parte, Rev1 ha permitido controlar la infección por Brucella ovis. En las zonas donde se ha abandonado la vacunación con Rev1, B. ovis es una patógeno emergente que causa graves pérdidas económicas. Puesto que no existe una vacuna específica frente a B. ovis, el capítulo 4 se centró en analizar las propiedades vacunales de una selección de cinco mutantes rugosos de B. melitensis obtenidos en un proyecto anterior, mediante inserción aleatoria del mini-Tn5. De ellos, se seleccionaron y construyeron por deleción en fase las cepas marcadas 16Δ.wzm::gfp (capítulo 3) y H38ΔwbkF::gfp (capítulo 4). Además, se seleccionó un mutante de B. ovis PA que había mostrado buenas propiedades en el modelo murino en un trabajo anterior, para su marcaje con el mini-Tn7-gfp, generando la cepa BoPAiΔomp10ΔugpBΔomp31::gfp. La vacunación con una de estas cepas marcadas, tanto por vía intraperitoneal como subcutánea, evidenció mejor protección con los mutantes de B. melitensis que con el triple mutante de B. avis en el modelo murino. Finalmente, se evaluó la inocuidad y respuesta serológica de 16MΔwzm::gfp y BoPAΔomp10iΔugpBfΔomp31::gfp en ganado ovino, tras la vacunación combinada del mutante con GFP y posterior booster con GFP en hidróxido de aluminio, siguiendo el protocolo descrito en el Capítulo 2. Al igual que con Rev1::gfp, esta estrategia permitió identificar por iELISA-GFP a todos los animales que habían sido vacunados, durante más de 4 meses post-booster. En conjunto, por un lado, el marcaje de Brucella con el mini-Tn7-gfp permitió conservar las propiedades microbiológicas y vacunales que poseían los correspondientes mutantes antes de ser marcados y, a su vez, permitió identificarlos fácilmente por visualización directa de la ftuorescencia y por una PCR-GFP múltiple específicamente diseñada. Por otro lado, Rev1::gfp y 16MΔwzm::gfp parecen buenas alternativas a Rev1 frente a infecciones por B. melitensis virulentas.La realización de esta tesis doctoral ha sido posible gracias a la beca predoctoral del programa Ayudas para Formación de Personal Investigador Predoctoral de la Universidad Pública de Navarra UPNA y disfrutada en el Instituto de Agrobiotecnología IdAB (Centro Mixto del CSIC, la UPNA y el Gobierno de Navarra). Los trabajos realizados han sido financiados por los proyectos de investigación del Ministerio de Economía, Industria y Competitividad proyectos AGL2010-20247 y AGL2011-30453-C04-01) y la colaboración bilateral CSIC - Fundación CRUSA (proyectos 2008CR0006 y 2010CR0005).Peer reviewe