Study of innate immunity-related proteins for the treatment of bovine infectious diseases

Resum

Les malalties infeccioses (MIs) són un repte global que afecta tant a la salut humana com a la salut animal, especialment aquelles causades per microorganismes resistents als antibiòtics. En el cas concret de la indústria bovina, les MIs no només impacten sobre la salut i el benestar animal, sinó també redueixen de forma dràstica la producció i el marge econòmic del sector. L'ús dels antibiòtics permet el control de part de les MIs però l'emergència constant de bacteris resistents a aquests impulsa trobar noves estratègies per substituir als antibiòtics. Per altra banda, l'eficiència de les vacunes existents no és suficient per controlar l'emergència de les MIs fent palès que es necessiten teràpies alternatives pel tractament de les MIs bovines com son la mastitis o la síndrome respiratòria bovina (SRB). La immunitat innata ens proporciona un ampli assortiment de molècules amb un alt potencial terapèutic. Entre elles, les metal·loproteinases, les proteïnes de fase aguda o les citocines s'han estudiat en els últims anys amb resultats interessants. No obstant això, cap d'elles té la versatilitat funcional que tenen els Pèptids de Defensa de l'Hoste (HDPs) ja que tenen activitat antibacteriana, antiviral, antifúngica i immunomoduladora. Aquests pèptids són principalment produïts mitjançant síntesi química, però és un procés que té importants limitacions en termes de costos i escalabilitat que dificulta l'aplicació d'aquestes molècules in vivo. La producció de proteïnes recombinants en bacteris ha emergit com una estratègia ideal per obtenir proteïnes terapèutiques relacionades amb la immunitat innata a baix cost essent possible la seva producció a escala industrial. L'espècie bacteriana més àmpliament usada per produir proteïnes recombinants és Escherichia coli, però Lactococcus lactis també ha mostrat ser una bona alternativa, essent a més un microorganisme lliure de lipopolisacàrid (LPS). En primer lloc, aquesta tesi busca ampliar els sistemes lliures de LPS disponibles per a la producció de proteïnes recombinants relacionades amb la immunitat innata, explorant l'ús de Lactiplantibacillus plantarum. Els resultats mostren que L. plantarum pot ser usat com a fàbrica bacteriana igual que L. lactis, descrivint per primera vegada la formació de cossos d'inclusió (IBs) en aquest sistema d'expressió. En segon lloc, s'han descrit protocols adequats de solubilització per obtenir proteïnes relacionades amb la immunitat innata solubles, pures i actives a partir d'IBs. Finalment, aquesta tesi aconsegueix la producció de HDPs bovins recombinants en sistemes lliures de LPS, essent molècules amb una potent activitat antibacteriana i antiviral contra patògens bovins. En global els resultats d'aquesta tesi suposen l'inici prometedor d'un nou tractament pel SRB i una alternativa viable al ús dels antibiòtics.

Data del Ajut	9 d’oct. 2023
Idioma original	Anglès
Supervisor	Elena Garcia Fruitós (Director/a) & Anna Aris Giralt (Director/a)