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Smith I, Mc Callum GJ, Sabljic AV, Marfia JI, Bombicino SS, Trabucchi A, Iacono RF, Birenbaum JM, Vazquez SC, Minoia JM, Cascone O, López MG, Taboga O, Targovnik AM, Wolman FJ, Fingermann M, Alonso LG, Valdez SN, Miranda MV. Rapid and cost-effective process based on insect larvae for scale-up production of SARS-COV-2 spike protein for serological COVID-19 testing. Biotechnol Bioeng 2021; 118:4129-4137. [PMID: 34264519 PMCID: PMC8426952 DOI: 10.1002/bit.27889] [Citation(s) in RCA: 3] [Impact Index Per Article: 1.0] [Reference Citation Analysis] [Abstract] [Key Words] [Track Full Text] [Download PDF] [Figures] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 06/01/2021] [Revised: 07/07/2021] [Accepted: 07/12/2021] [Indexed: 11/09/2022]
Abstract
Serology testing for COVID‐19 is important in evaluating active immune response against SARS‐CoV‐2, studying the antibody kinetics, and monitoring reinfections with genetic variants and new virus strains, in particular, the duration of antibodies in virus‐exposed individuals and vaccine‐mediated immunity. In this study, recombinant S protein of SARS‐CoV‐2 was expressed in Rachiplusia nu, an important agronomic plague. One gram of insect larvae produces an amount of S protein sufficient for 150 determinations in the ELISA method herein developed. We established a rapid production process for SARS‐CoV‐2 S protein that showed immunoreactivity for anti‐SARS‐CoV‐2 antibodies and was used as a single antigen for developing the ELISA method with high sensitivity (96.2%) and specificity (98.8%). Our findings provide an efficient and cost‐effective platform for large‐scale S protein production, and the scale‐up is linear, thus avoiding the use of complex equipment like bioreactors.
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Affiliation(s)
- Ignacio Smith
- Departamento de Microbiología, Inmunología, Biotecnología y Genética, Facultad de Farmacia y Bioquímica, Cátedra de Biotecnologia, Universidad de Buenos Aires, Buenos Aires, Argentina.,Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET) Universidad de Buenos Aires, Instituto de Nanobiotecnología (NANOBIOTEC), Buenos Aires, Argentina
| | - Gregorio Juan Mc Callum
- Departamento de Microbiología, Inmunología, Biotecnología y Genética, Facultad de Farmacia y Bioquímica, Cátedra de Biotecnologia, Universidad de Buenos Aires, Buenos Aires, Argentina.,Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET) Universidad de Buenos Aires, Instituto de Nanobiotecnología (NANOBIOTEC), Buenos Aires, Argentina
| | - Adriana Victoria Sabljic
- Departamento de Microbiología, Inmunología, Biotecnología y Genética, Facultad de Farmacia y Bioquímica, Cátedra de Inmunología, Universidad de Buenos Aires, Buenos Aires, Argentina.,Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET) Universidad de Buenos Aires, Instituto de Estudios de la Inmunidad Humoral "Prof. Ricardo A. Margni" (IDEHU), Buenos Aires, Argentina
| | - Juan Ignacio Marfia
- Departamento de Microbiología, Inmunología, Biotecnología y Genética, Facultad de Farmacia y Bioquímica, Cátedra de Inmunología, Universidad de Buenos Aires, Buenos Aires, Argentina.,Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET) Universidad de Buenos Aires, Instituto de Estudios de la Inmunidad Humoral "Prof. Ricardo A. Margni" (IDEHU), Buenos Aires, Argentina
| | - Silvina Sonia Bombicino
- Departamento de Microbiología, Inmunología, Biotecnología y Genética, Facultad de Farmacia y Bioquímica, Cátedra de Inmunología, Universidad de Buenos Aires, Buenos Aires, Argentina.,Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET) Universidad de Buenos Aires, Instituto de Estudios de la Inmunidad Humoral "Prof. Ricardo A. Margni" (IDEHU), Buenos Aires, Argentina
| | - Aldana Trabucchi
- Departamento de Microbiología, Inmunología, Biotecnología y Genética, Facultad de Farmacia y Bioquímica, Cátedra de Inmunología, Universidad de Buenos Aires, Buenos Aires, Argentina.,Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET) Universidad de Buenos Aires, Instituto de Estudios de la Inmunidad Humoral "Prof. Ricardo A. Margni" (IDEHU), Buenos Aires, Argentina
| | - Ruben Francisco Iacono
- Departamento de Microbiología, Inmunología, Biotecnología y Genética, Facultad de Farmacia y Bioquímica, Cátedra de Inmunología, Universidad de Buenos Aires, Buenos Aires, Argentina.,Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET) Universidad de Buenos Aires, Instituto de Estudios de la Inmunidad Humoral "Prof. Ricardo A. Margni" (IDEHU), Buenos Aires, Argentina
| | - Joaquín Manuel Birenbaum
- Departamento de Microbiología, Inmunología, Biotecnología y Genética, Facultad de Farmacia y Bioquímica, Cátedra de Biotecnologia, Universidad de Buenos Aires, Buenos Aires, Argentina.,Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET) Universidad de Buenos Aires, Instituto de Nanobiotecnología (NANOBIOTEC), Buenos Aires, Argentina
| | - Susana Claudia Vazquez
- Departamento de Microbiología, Inmunología, Biotecnología y Genética, Facultad de Farmacia y Bioquímica, Cátedra de Biotecnologia, Universidad de Buenos Aires, Buenos Aires, Argentina.,Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET) Universidad de Buenos Aires, Instituto de Nanobiotecnología (NANOBIOTEC), Buenos Aires, Argentina
| | - Juan Mauricio Minoia
- Departamento de Microbiología, Inmunología, Biotecnología y Genética, Facultad de Farmacia y Bioquímica, Cátedra de Biotecnologia, Universidad de Buenos Aires, Buenos Aires, Argentina.,Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET) Universidad de Buenos Aires, Instituto de Nanobiotecnología (NANOBIOTEC), Buenos Aires, Argentina
| | - Osvaldo Cascone
- Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET) Universidad de Buenos Aires, Instituto de Nanobiotecnología (NANOBIOTEC), Buenos Aires, Argentina.,Instituto Nacional de Producción de Biológicos (INPB), ANLIS "Dr. Carlos G. Malbrán", Buenos Aires, Argentina
| | - María Gabriela López
- Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET), Buenos Aires, Argentina.,Instituto de Biotecnología, Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA), Buenos Aires, Argentina
| | - Oscar Taboga
- Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET), Buenos Aires, Argentina.,Instituto de Biotecnología, Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA), Buenos Aires, Argentina
| | - Alexandra Marisa Targovnik
- Departamento de Microbiología, Inmunología, Biotecnología y Genética, Facultad de Farmacia y Bioquímica, Cátedra de Biotecnologia, Universidad de Buenos Aires, Buenos Aires, Argentina.,Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET) Universidad de Buenos Aires, Instituto de Nanobiotecnología (NANOBIOTEC), Buenos Aires, Argentina
| | - Federico Javier Wolman
- Departamento de Microbiología, Inmunología, Biotecnología y Genética, Facultad de Farmacia y Bioquímica, Cátedra de Biotecnologia, Universidad de Buenos Aires, Buenos Aires, Argentina.,Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET) Universidad de Buenos Aires, Instituto de Nanobiotecnología (NANOBIOTEC), Buenos Aires, Argentina
| | - Matías Fingermann
- Instituto Nacional de Producción de Biológicos (INPB), ANLIS "Dr. Carlos G. Malbrán", Buenos Aires, Argentina.,Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET), Buenos Aires, Argentina
| | - Leonardo Gabriel Alonso
- Departamento de Microbiología, Inmunología, Biotecnología y Genética, Facultad de Farmacia y Bioquímica, Cátedra de Biotecnologia, Universidad de Buenos Aires, Buenos Aires, Argentina.,Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET) Universidad de Buenos Aires, Instituto de Nanobiotecnología (NANOBIOTEC), Buenos Aires, Argentina
| | - Silvina Noemí Valdez
- Departamento de Microbiología, Inmunología, Biotecnología y Genética, Facultad de Farmacia y Bioquímica, Cátedra de Inmunología, Universidad de Buenos Aires, Buenos Aires, Argentina.,Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET) Universidad de Buenos Aires, Instituto de Estudios de la Inmunidad Humoral "Prof. Ricardo A. Margni" (IDEHU), Buenos Aires, Argentina
| | - María Victoria Miranda
- Departamento de Microbiología, Inmunología, Biotecnología y Genética, Facultad de Farmacia y Bioquímica, Cátedra de Biotecnologia, Universidad de Buenos Aires, Buenos Aires, Argentina.,Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET) Universidad de Buenos Aires, Instituto de Nanobiotecnología (NANOBIOTEC), Buenos Aires, Argentina
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