Efeito adjuvante da propionibacterium acnes e de sua fração polissacarídica purificada sobre a imunogenicidade de vacinas para o vírus da imunodeficiência humana tipo 1 (HIV-1)

Abstract

After more than three decades after the discovery of the human immunodeficiency virus (HIV1), there is still no effective vaccine to control its infection. Considering the importance of CD4+ T cells in inducing an immune response that controls viral replication, a DNA vaccine encoding 18 HIV1 epitopes for CD4+ T lymphocytes (HIVBr18) was developed and showed to be capable of inducing broad, polyfunctional and long lasting response of CD4+ and CD8+ T cells in both BALB/c and HLA class II transgenic mice. However, since DNA vaccines may have suboptimal immunogenicity in humans, adjuvants play a key role in the vaccine formulation. Killed Propionibacterium acnes exerts has immunomodulatory properties extensively demonstrated in both experimental and clinical settings, such as increased phagocytic and tumoricidal activity of macrophages and the synthesis of antigenspecific antibodies. P. acnes and its soluble polysaccharide fraction (PS) were able to modulate Th1/Th2 polarization, acting directly on the antigen presenting cells, modifying the expression of costimulatory molecules, TLR and cytokine synthesis. Herein, coadministration of heatkilled P. acnes and fewer doses of HIVBr18 increased the proliferation of HIVspecific CD4+ and CD8+ T lymphocytes, the polyfunctional CD4+ T cells and the production of IFN . Moreover, there was an increase in the number of epitopes encoded by this vaccine recognized by T cells. It was shown that PS was one of the components of the bacterium responsible for most of the adjuvant effects observed. In addition, ten weeks after the last immunization, specific T cell proliferation and IFN  production were sustained in animals immunized with the bacterial suspension. In addition to the HIVspecific T lymphocyte response, neutralizing and nonneutralizing antibodies are important in protecting or controlling infection. The adjuvant effect of P. acnes on the humoral response was evident when it was associated with the recombinant protein gp140, more pronounced than when PS was, inducing high affinity antibodies directed to the Th1 response, follicular helper T cells and B cells of germinal center, in addition to inducing antibodies secreting cells. Due to the important role of CD4+ T lymphocytes in assisting the humoral response, initial immunization with the HIVBr18 vaccine was able to increase the quality of humoral response directed xxv to gp140, and when associated with P. acnes it enhanced the specific cellular response to gp140, as evidenced by the production of IFNγ and proliferation of CD4+ and CD8+ specific T cells. The adjuvant effect of P. acnes on the challenge of overcoming the genetic variability of HIV1 and the coverage of the human population was demonstrated when associated to the immunization of HLA class II transgenic mice (DR4, DQ6 and DQ8) with HIVBr18. In addition to increasing the magnitude of response in a scheme of fewer immunization doses, the breath of response was significantly increased considering the number of recognized peptides, potentiating the antigenicity and immunodominance of this vaccine, and also was able to influence the specific response to gp140 in these animals, giving rise to a higher quality humoral response together with a broad HIVspecific cellular response, targeting the majority of conserved HIV1 peptides and the viral envelope.

Após mais de três décadas da descoberta do vírus da imunodeficiência humana (HIV1), ainda não existe uma vacina eficaz que controle sua infecção. Considerando a importância das células TCD4+ em induzir uma resposta imune que controle a replicação viral, uma vacina de DNA codificando 18 epítopos do HIV1 para linfócitos TCD4+ (HIVBr18) foi desenvolvida, sendo capaz de induzir uma resposta ampla, polifuncional e duradoura de células TCD4+ e TCD8+ em camundongos BALB/c e transgênicos para moléculas MHC de classe II humanas. Entretanto, como as vacinas de DNA podem apresentar imunogenicidade limitada em animais de grande porte, os adjuvantes desempenham papel fundamental na formulação vacinal. A bactéria Propionibacterium acnes tem suas propriedades adjuvantes conhecidas há décadas, demonstradas tanto em ensaios clínicos como experimentais, como o aumento da atividade fagocítica e tumoricida de macrófagos e a síntese de anticorpos antígenoespecíficos, conferindo aumento na resistência de animais a diferentes patógenos. P. acnes e sua fração polissacarídica solúvel (PS) se mostraram capazes de modular a polarização Th1/Th2, agindo diretamente sobre as células apresentadoras de antígeno, modificando a expressão de moléculas coestimuladoras, TLRs e a síntese de citocinas. No presente trabalho, a coadministração de P. acnes morta pelo calor, em um esquema de redução de doses de HIVBr18, aumentou a proliferação de linfócitos TCD4+ e TCD8+ HIVespecíficos, o perfil polifuncional de células TCD4+ e a produção de IFN . Além disso, aumentou o reconhecimento por células T do número de epítopos codificados por esta vacina. O PS demonstrou ser um dos componentes da bactéria responsável pela maioria dos efeitos adjuvantes observados. Foi possível observar ainda que após dez semanas de imunização, a proliferação de células T específicas e a produção de IFN  foram sustentadas em animais imunizados com a suspensão de bactérias. Além da resposta de linfócitos T HIVespecíficos, anticorpos neutralizantes e nãoneutralizantes têm sua importância seja na proteção ou no controle da infecção. O efeito adjuvante de P. acnes sobre a resposta humoral foi evidente ao ser associada com a proteína recombinante gp140, de forma mais pronunciada do que com o PS, induzindo anticorpos de alta afinidade, direcionados à resposta Th1, células T auxiliares foliculares e células B de centro germinativo, além de induzir células secretoras de anticorpos. Devido ao importante papel dos linfócitos TCD4+ em auxiliar a resposta humoral, a imunização inicial com a vacina HIVBr18 foi capaz de aumentar a qualidade da resposta humoral direcionada para a gp140, e quando associada a P. acnes potencializou esta resposta evidenciada pelas células T produtoras de IFN  e proliferação tanto de TCD4+ e TCD8+. O efeito adjuvante de P. acnes no desafio de abranger a variabilidade genética do HIV1 e a cobertura da população humana foi demonstrado ao ser associada à imunização de animais transgênicos para moléculas de HLA de classe II (DR4, DQ6 e DQ8) com HIVBr18. Além de aumentar a magnitude de resposta em um esquema de menos doses de imunização, a amplitude de resposta foi significantemente aumentada considerando o número de peptídeos reconhecidos, potencializando a antigenicidade e imunodominância desta vacina, e também foi capaz de influenciar a resposta específica para a gp140 nestes animais, induzido uma resposta humoral de maior qualidade, somada a uma resposta celular HIVespecífica ampla, direcionada à maioria dos peptídeos conservados de HIV1 e ao envelope viral.