Evaluación de las propiedades adyuvantes de fracciones celulares de bacterias inmunobióticas para el diseño de nuevas formulaciones vacunales contra Streptococcus pneumoniae

Abstract

Streptococcus pneumoniae (neumococo) representa uno de los mayores problemas de salud a nivel mundial debido a que es causa común de infecciones del tracto respiratorio y enfermedades invasivas especialmente en grupos de alto riesgo como niños en sus primeros años de vida, adultos y pacientes inmunocomprometidos. La emergencia de cepas de neumococos multiresistentes en el mundo ha conducido a un incremento en la necesidad de la prevención de infecciones por S. pneumoniae mediante la vacunación. Sin embargo, la vacunas disponibles para su aplicación en humanos todavía tienen las desventajas asociadas con su reducida inmunogenicidad y la baja memoria inmunológica en las poblaciones de alto riesgo como los niños (i.e. vacunas de polisacáridos de neumococos) o con su elevado costo como estrategia de salud pública en comunidades de escasos recursos (i.e. vacunas conjugadas) . Por lo tanto, los actuales esfuerzos en el desarrollo de vacunas para neumococo se focalizan en la exploración de estrategias alternativas que permitan mejorar la eficacia y efectos de las formulaciones existentes. Con el objeto de mejorar la eficiencia de las vacunas, es necesario incluir nuevos tipos de adyuvantes, capaces de estimular a las células presentadoras de antígenos, induciendo la producción de citoquinas que favorezcan la presentación antigénica, la producción de anticuerpos específicos y la mejora de la memoria inmunológica. Entre estos tipos de adyuvantes, se encuentran componentes de origen bacteriano, capaces de estimular los receptores de reconocimiento de patrones (PRR), como por ejemplo el receptor de tipo Toll-2 (TLR2). Previamente, hemos demostrado que tanto Lactobacillus rhamnosus CRL1505 no viable como sus fracciones celulares (pared celular y péptidoglicano) tienen la capacidad de inducir una mejor respuesta inmune innata a nivel sistémico y respiratorio en animales desnutridos, al ser administrados por vía nasal u oral. Sin embargo, hasta el momento, no se ha evaluado la capacidad de sus fracciones celulares, empleadas como adyuvantes de vacunas de administración nasal, para conferir inmunidad protectora en poblaciones de riesgo. Por lo tanto, en este trabajo evaluamos si las fracciones celulares provenientes de la cepa inmunomoduladora L. rhamnosus CRL1505 pueden ser empleadas como adyuvantes de mucosa efectivos para la mejora de la eficiencia de la inmunización en ratones infantes. Más aún, estudiamos si la inmunización de ratones albino Suizos infantes con las fracciones celulares son capaces de mejorar la resistencia al patógeno respiratorio.

Streptococcus pneumoniae is a major global health problem in high-riskgroups. Even when vaccines are available, they show reduced low immunological memory in these populations. Other disadvantageis the high cost as a public health strategy in communities with low incomes. Inthis context, immunobiotic bacteria such as Lactobacillus rhamnosus CRL1505 or its cellular fractions could represent candidates as mucosal adjuvant. Theaim of this work was to study the potential use of cell wall (PC) or peptidoglycan(PG) from the immunomodulatory strain L. rhamnosus CRL1505, aseffective mucosal adjuvant in infant and adult mice when are co-administered with the commercially available conjugated-polysaccharide 13-valent pneumococcal vaccine (Vc). Results showed that administration of the Vc induced production of pneumococcal-specific antibodies in serum and broncho-alveolarlavage (BAL) in adult and infant mice. Infant mice showed higher levels of specific IgM and IgA in serum, and specific IgA and IgG in BAL, respectto adults after nasal immunization. In addition, subcutaneous immunization induced higher antibody levels in adults than infant mice. Co-administrationof Vc+PC or Vc+PG induced higher pneumococcal-specific antibodies (IgM,IgA, IgG) compared to Vc alone in infant mice. To evaluate the capability of Vcand cell fractions to protect from infection, four S. pneumoniae serotypes (3,6B, 14, and 19F) were used. Only the nasal immunization with Vc+PC significantlyreduced the pneumococcal lung colonization by the 4 serotypes, whilethe combination Vc+PG reduced lung colonization by serotype 3 and 6B, withno effect on serotypes 14 and 19F. All treatments (Vc, Vc+PC, and Vc+PG) avoided pathogen dissemination into blood. The results suggest that cell wallfrom L. rhamnosus CRL1505 is an interesting and potential mucosal adjuvantto improve effectiveness of commercial vaccines and increasing protection in children.