Oral vaccines against diarrhea associated with enteropathogenic Escherichia coli strains based on genetically modified Bacillus subtilis strains

O objetivo deste trabalho foi a construção de linhagens geneticamente modificadas de B. subtilis capazes de expressar porções de intimina, principal componente envolvido na capacidade de colonização de linhagens enteropatogênicas de Escherichia coli (EPEC), como estratégia vacinal de administração oral contra diarréias infecciosas. As vacinas desenvolvidas empregaram cinco regiões da intimina de EPEC e linhagens de B. subtilis capazes de expressar e acumular proteínas recombinantes no citoplasma. Além disso, avaliamos o uso de esporos e células vegetativas como veículos vacinais para a entrega de antígenos recombinantes a partir de sistema de expressão epissomal. A eficácia do modelo vacinal foi demonstrada pela: (i) produção de anticorpos sistêmicos (IgG) e secretados (sIgA) contra intimina, (ii) capacidade de neutralização das intiminas expressas por diferentes linhagens de EPEC pelos anticorpos específicos gerados nos animais imunizados; e (iii) proteção a desafio com linhagens de EPEC a partir de modelo experimental que emprega camundongos recém-nascidos. Os resultados representam uma etapa importante na validação de uma nova estratégia vacinal para o controle de patógenos entéricos. Além disto, propomos a utilização de um modelo animal como uma nova ferramenta para se avaliar o potencial protetor de vacinas contra EPEC.The objective of this work was the construction of genetically modified strains of B. subtilis able to express portions of intimin, the main component involved in colonization by enteropathogenic Escherichia coli strains (EPEC) as a strategy of oral vaccination against infectious diarrhea. The vaccines employed five regions of EPEC intimin and B. subtilis strains expressing recombinant proteins in the cytoplasm. Furthermore, we evaluated the use of spores and vegetative cells as vaccine vehicles for the delivery of recombinant antigens based on an epissomal expression system. The efficacy of the vaccines was demonstrated by: (i) production of systemic (IgG) and mucosal (sIgA) antibody responses to intimin, (ii) neutralizing of intimin expressed by different strains of EPEC by the antibodies generated in immunized animals, and (iii) protection to lethal challenges carried out with EPEC strains using an experimental model based in newborn mice. The results represent an important step in the validation of a new vaccine strategy for the control of enteric pathogens. Moreover, we propose the use of an animal model as a new tool to evaluate the protective potential of vaccines against EPEC