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Valdez-Cruz NA, Rosiles-Becerril D, Martínez-Olivares CE, García-Hernández E, Cobos-Marín L, Garzón D, López-Salas FE, Zavala G, Luviano A, Olvera A, Alagón A, Ramírez OT, Trujillo-Roldán MA. Oral administration of a recombinant modified RBD antigen of SARS-CoV-2 as a possible immunostimulant for the care of COVID-19. Microb Cell Fact 2024; 23:41. [PMID: 38321489 PMCID: PMC10848483 DOI: 10.1186/s12934-024-02320-5] [Citation(s) in RCA: 0] [Impact Index Per Article: 0] [Reference Citation Analysis] [Abstract] [MESH Headings] [Grants] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 10/20/2023] [Accepted: 01/27/2024] [Indexed: 02/08/2024] Open
Abstract
BACKGROUND Developing effective vaccines against SARS-CoV-2 that consider manufacturing limitations, equitable access, and acceptance is necessary for developing platforms to produce antigens that can be efficiently presented for generating neutralizing antibodies and as a model for new vaccines. RESULTS This work presents the development of an applicable technology through the oral administration of the SARS-CoV-2 RBD antigen fused with a peptide to improve its antigenic presentation. We focused on the development and production of the recombinant receptor binding domain (RBD) produced in E. coli modified with the addition of amino acids extension designed to improve antigen presentation. The production was carried out in shake flask and bioreactor cultures, obtaining around 200 mg/L of the antigen. The peptide-fused RBD and peptide-free RBD proteins were characterized and compared using SDS-PAGE gel, high-performance chromatography, and circular dichroism. The peptide-fused RBD was formulated in an oil-in-water emulsion for oral mice immunization. The peptide-fused RBD, compared to RBD, induced robust IgG production in mice, capable of recognizing the recombinant RBD in Enzyme-linked immunosorbent assays. In addition, the peptide-fused RBD generated neutralizing antibodies in the sera of the dosed mice. The formulation showed no reactive episodes and no changes in temperature or vomiting. CONCLUSIONS Our study demonstrated the effectiveness of the designed peptide added to the RBD to improve antigen immunostimulation by oral administration.
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Affiliation(s)
- Norma A Valdez-Cruz
- Departamento de Biología Molecular y Biotecnología, Instituto de Investigaciones Biomédicas, Universidad Nacional Autónoma de México, Cd. Universitaria, Coyoacán, Ciudad de Mexico, México. AP. 70228, CP. 04510, México, D.F, Mexico.
- Centro de Nanociencias y Nanotecnología, Universidad Nacional Autónoma de México, Km 107 Carretera, 22860, Tijuana-Ensenada, Baja California, Mexico.
| | - Diego Rosiles-Becerril
- Departamento de Biología Molecular y Biotecnología, Instituto de Investigaciones Biomédicas, Universidad Nacional Autónoma de México, Cd. Universitaria, Coyoacán, Ciudad de Mexico, México. AP. 70228, CP. 04510, México, D.F, Mexico
| | - Constanza E Martínez-Olivares
- Departamento de Biología Molecular y Biotecnología, Instituto de Investigaciones Biomédicas, Universidad Nacional Autónoma de México, Cd. Universitaria, Coyoacán, Ciudad de Mexico, México. AP. 70228, CP. 04510, México, D.F, Mexico
| | - Enrique García-Hernández
- Instituto de Química, Universidad Nacional Autónoma de México, Ciudad Universitaria, 04510, Ciudad de México, Mexico
| | - Laura Cobos-Marín
- Departamento de Microbiología e Inmunología, Facultad de Medicina Veterinaria y Zootecnia, Universidad Nacional Autónoma de México, Ciudad Universitaria, 04510, Ciudad de México, Mexico
| | - Daniel Garzón
- Unidad de Modelos Biológicos, Instituto de Investigaciones Biomédicas, Universidad Nacional Autónoma de México, Cd. Universitaria, Coyoacán, Ciudad de Mexico, Mexico. AP. 70228, CP. 04510, México, D.F, Mexico
| | - Francisco E López-Salas
- Departamento de Biología Molecular y Biotecnología, Instituto de Investigaciones Biomédicas, Universidad Nacional Autónoma de México, Cd. Universitaria, Coyoacán, Ciudad de Mexico, México. AP. 70228, CP. 04510, México, D.F, Mexico
| | - Guadalupe Zavala
- Unidad de Microscopia Electrónica, Instituto de Biotecnología, Universidad Nacional Autónoma de México, Cuernavaca, Mor, Mexico
| | - Axel Luviano
- Departamento de Genética del Desarrollo y Fisiologia Molecular, Instituto de Biotecnología, Universidad Nacional Autónoma de México, Cuernavaca, Mor, Mexico
| | - Alejandro Olvera
- Departamento de Biología Molecular y Bioprocesos, Instituto de Biotecnología, Universidad Nacional Autónoma de México, 62210, Cuernavaca, Mor, Mexico
| | - Alejandro Alagón
- Departamento de Biología Molecular y Bioprocesos, Instituto de Biotecnología, Universidad Nacional Autónoma de México, 62210, Cuernavaca, Mor, Mexico
| | - Octavio T Ramírez
- Departamento de Biología Molecular y Bioprocesos, Instituto de Biotecnología, Universidad Nacional Autónoma de México, 62210, Cuernavaca, Mor, Mexico
| | - Mauricio A Trujillo-Roldán
- Departamento de Biología Molecular y Biotecnología, Instituto de Investigaciones Biomédicas, Universidad Nacional Autónoma de México, Cd. Universitaria, Coyoacán, Ciudad de Mexico, México. AP. 70228, CP. 04510, México, D.F, Mexico.
- Centro de Nanociencias y Nanotecnología, Universidad Nacional Autónoma de México, Km 107 Carretera, 22860, Tijuana-Ensenada, Baja California, Mexico.
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