Intranasal influenza-vectored vaccine expressing pneumococcal surface protein A protects against Influenza and Streptococcus pneumoniae infections

dc.creatorKimberly Freitas Cardoso
dc.creatorLara Regina Alves de Souza
dc.creatorBeatriz Senra Álvares da Silva Santos
dc.creatorKetyllen Reis Andrade de Carvalho
dc.creatorSarah Giarola da Silva Messias
dc.creatorAna Paula de Faria Gonçalves
dc.creatorFlora Satiko Kano
dc.creatorPedro Augusto Alves
dc.creatorMarco Antônio da Silva Campos
dc.creatorMarcelo Pascoal Xavier
dc.creatorCristiana Couto Garcia
dc.creatorRemo Castro Russo
dc.creatorRicardo Tostes Gazzinelli
dc.creatorÉrica Azevedo Costa
dc.creatorNelson Rodrigo da Silva Martins
dc.creatorEliane Namie Miyaji
dc.creatorAlexandre de Magalhães Vieira Machado
dc.creatorMárcio Sobreira Silva Araújo
dc.date.accessioned2026-05-07T20:47:30Z
dc.date.issued2024
dc.description.abstractStreptococcus pneumoniae and influenza A virus (IAV) are significant agents of pneumonia cases and severe respiratory infections globally. Secondary bacterial infections, particularly by Streptococcus pneumoniae, are common in IAV-infected individuals, leading to critical outcomes. Despite reducing mortality, pneumococcal vaccines have high production costs and are serotype specific. The emergence of new circulating serotypes has led to the search for new prevention strategies that provide a broad spectrum of protection. In this context, vaccination using antigens present in all serotypes, such as Pneumococcal Surface Protein A (PspA), can offer broad coverage regardless of serotype. Employing the reverse genetics technique, our research group developed a recombinant influenza A H1N1 virus that expresses PspA (Flu-PspA), through the replacement of neuraminidase by PspA. This virus was evaluated as a bivalent vaccine against infections caused by influenza A and S. pneumoniae in mice. Initially, we evaluated the Flu-PspA virus’s ability to infect cells and express PspA in vitro, its capacity to multiply in embryonated chicken eggs, and its safety when inoculated in mice. Subsequently, the protective effect against influenza A and Streptococcus pneumoniae lethal challenge infections in mice was assessed using different immunization protocols. Analysis of the production of antibodies against PspA4 protein and influenza, and the binding capacity of anti-PspA4 antibodies/complement deposition to different strains of S. pneumoniae were also evaluated. Our results demonstrate that the Flu-PspA virus vaccine efficiently induces PspA protein expression in vitro, and that it was able to multiply in embryonated chicken eggs even without exogenous neuraminidase. The Flu-PspA-based bivalent vaccine was demonstrated to be safe, stimulated high titers of anti-PspA and anti-influenza antibodies, and protected mice against homosubtypic and heterosubtypic influenza A and S. pneumoniae challenge. Moreover, an efficient binding of antibodies and complement deposition on the surface of pneumococcal strains ascribes the broad-spectrum vaccine response in vivo. In summary, this innovative approach holds promise for developing a dual-protective vaccine against two major respiratory pathogens.
dc.identifier.doihttp://dx.doi.org/10.1038/s41541-024-01033-5
dc.identifier.issn2059-0105
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/1843/2680
dc.languageInglêspt_BR
dc.publisherUniversidade Federal de Minas Gerais
dc.relation.ispartofNPJ Vaccines
dc.rightsAcesso aberto
dc.subjectVacinas contra influenza
dc.subjectInfluenza humana
dc.subjectStreptococcus pneumoniae
dc.subjectVacinas pneumocócicas
dc.subjectVírus da influenza A
dc.subjectVacinas
dc.subject.otherInfluenza virus
dc.subject.otherVaccines
dc.titleIntranasal influenza-vectored vaccine expressing pneumococcal surface protein A protects against Influenza and Streptococcus pneumoniae infections
dc.title.alternativeA vacina intranasal contra a gripe, com vetor viral que expressa a proteína A da superfície pneumocócica, protege contra infecções por Influenza e Streptococcus pneumoniae
dc.typeArtigo de periódico
local.citation.epage18
local.citation.spage1
local.citation.volume9
local.description.resumoStreptococcus pneumoniae e o vírus da influenza A (IAV) são importantes agentes causadores de pneumonia e infecções respiratórias graves em todo o mundo. Infecções bacterianas secundárias, particularmente por Streptococcus pneumoniae , são comuns em indivíduos infectados pelo IAV, levando a desfechos críticos. Apesar de reduzirem a mortalidade, as vacinas pneumocócicas têm altos custos de produção e são específicas para cada sorotipo. O surgimento de novos sorotipos circulantes levou à busca por novas estratégias de prevenção que ofereçam um amplo espectro de proteção. Nesse contexto, a vacinação com antígenos presentes em todos os sorotipos, como a Proteína de Superfície Pneumocócica A (PspA), pode oferecer ampla cobertura, independentemente do sorotipo. Utilizando a técnica de genética reversa, nosso grupo de pesquisa desenvolveu um vírus recombinante da influenza A H1N1 que expressa PspA (Flu-PspA), por meio da substituição da neuraminidase por PspA. Esse vírus foi avaliado como uma vacina bivalente contra infecções causadas por influenza A e S. pneumoniae em camundongos. Inicialmente, avaliamos a capacidade do vírus Flu-PspA de infectar células e expressar a proteína PspA in vitro, sua capacidade de se multiplicar em ovos embrionados de galinha e sua segurança quando inoculado em camundongos. Posteriormente, avaliamos o efeito protetor contra infecções letais por influenza A e Streptococcus pneumoniae em camundongos, utilizando diferentes protocolos de imunização. Também avaliamos a produção de anticorpos contra a proteína PspA4 e o vírus da influenza, bem como a capacidade de ligação de anticorpos anti-PspA4/deposição de complemento a diferentes cepas de S. pneumoniae . Nossos resultados demonstram que a vacina contra o vírus Flu-PspA induz eficientemente a expressão da proteína PspA in vitro e que foi capaz de se multiplicar em ovos embrionados de galinha mesmo sem neuraminidase exógena. A vacina bivalente baseada em Flu-PspA demonstrou ser segura, estimulou altos títulos de anticorpos anti-PspA e anti-influenza e protegeu camundongos contra infecções por influenza A e S. pneumoniae , tanto homosubtípicas quanto heterosubtípicas . Além disso, a ligação eficiente de anticorpos e a deposição do complemento na superfície das cepas pneumocócicas conferem à vacina de amplo espectro a resposta in vivo. Em resumo, essa abordagem inovadora é promissora para o desenvolvimento de uma vacina com dupla proteção contra dois importantes patógenos respiratórios.
local.publisher.countryBrasil
local.publisher.departmentICB - DEPARTAMENTO DE BIOQUÍMICA E IMUNOLOGIA
local.publisher.departmentICB - DEPARTAMENTO DE FISIOLOGIA E BIOFÍSICA
local.publisher.departmentVET - DEPARTAMENTO DE MEDICINA VETERINÁRIA PREVENTIVA
local.publisher.initialsUFMG
local.subject.cnpqCIENCIAS BIOLOGICAS::IMUNOLOGIA
local.url.externahttps://www.nature.com/articles/s41541-024-01033-5

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