Streptococcus pneumoniae is the leading cause of respiratory acute infections around the world. In Latin America, approximately 20,000 children under 5 years of age die of pneumococcal diseases annually. Pneumococcal surface protein A (PspA) is among the best-characterized pneumococcal antigens that confer protection in animal models of pneumococcal infections and, as such, is a good alternative for the currently available conjugated vaccines. Efficient immune responses directed to PspA in animal models have already been described. Nevertheless, few low cost adjuvants for a subunit pneumococcal vaccine have been proposed to date. Here, we have tested the adjuvant properties of the whole cell Bordetella pertussis vaccine (wP) that is currently part of the DTP (diphtheria-tetanus-pertussis) vaccine administrated to children in several countries, as an adjuvant to PspA. Nasal immunization of BALB/c mice with a combination of PspA5 and wP or wPlow – a new generation vaccine that contains low levels of B. pertussis LPS – conferred protection against a respiratory lethal challenge with S. pneumoniae. Both PspA5-wP and PspA5-wPlow vaccines induced high levels of systemic and mucosal antibodies against PspA5, with similar profile, indicating no essential requirement for B. pertussis LPS in the adjuvant properties of wP. Accordingly, nasal immunization of C3H/HeJ mice with PspA5-wP conferred protection against the pneumococcal challenge, thus ruling out a role for TLR4 responses in the adjuvant activity and the protection mechanisms triggered by the vaccines. The high levels of anti-PspA5 antibodies correlated with increased cross-reactivity against PspAs from different clades and also reflected in cross-protection. In addition, passive immunization experiments indicated that antibodies played an important role in protection in this model. Finally, subcutaneous immunization with a combination of PspA5 with DTPlow protected mice against challenge with two different pneumococcal strains, opening the possibility for the development of a combined infant vaccine composed of DTP and PspA.

Streptococcus pneumoniae is a pathogen of great importance worldwide. We have previously described the efficacy of a nasal vaccine composed of the pneumococcal surface protein A and the whole-cell pertussis vaccine as an adjuvant against a pneumococcal invasive challenge in mice. Spread of bacteria to the bloodstream was probably prevented by the high levels of systemic antibodies induced by the vaccine, but bacteria were only cleared from the lungs 3 weeks later, indicating that local immune responses may contribute to survival. Here we show that a strict control of inflammatory responses in lungs of vaccinated mice occurs even in the presence of high numbers of pneumococci. This response was characterized by a sharp peak of neutrophils and lymphocytes with a simultaneous decrease in macrophages in the respiratory mucosa at 12 h postchallenge. Secretion of interleukin-6 (IL-6) and gamma interferon (IFN-␥) was reduced at 24 h postchallenge, and the induction of tumor necrosis factor alpha (TNF-␣) secretion, observed in the first hours postchallenge, was completely abolished at 24 h. Before challenge and at 12 h postchallenge, vaccinated mice displayed higher numbers of CD4 ؉ T, CD8 ؉ T, and B lymphocytes in the lungs. However, protection still occurs in the absence of each of these cells during the challenge, indicating that other effectors may be related to the prevention of lung injuries in this model. High levels of mucosal anti-PspA antibodies were maintained in vaccinated mice during the challenge, suggesting an important role in protection.

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Título da Dissertação: Estudo das propriedades adjuvantes da vacina celular pertussis em combinação com o antígeno PspA de Streptococcus pneumoniae. AGRADECIMENTOS À Deus, por ter me dado força para a realização deste trabalho, passando por mais este estágio de minha vida. Aos meus pais, por todo o apoio, por sempre estarem comigo e sempre me fazerem o possível para que a minha formação como profissional fosse a melhor possível, sempre superamos juntos todas as dificuldades e me compreenderam até nos momentos das piores crises. Vocês sempre foram para mim exemplo de honestidade e perseverança. À minha irmã Fabiola, que se faz presente em todos os momentos com sua alegria de sempre, obrigada por todo o orgulho que tem de mim. Agradeço por todos os momentos felizes, pelos SMSs no meio do dia, pelos jantares no japonês, por rir das mesmas coisas, compartilhar os mesmos sentimentos e dúvidas, e por me fazer sentir melhor. Nossa amizade é algo muito precioso. Minha irmã Flavia mostra-se sempre compreensiva, por nossas conversas longas realizadas nos intervalos das nossas correrias do dia a dia, por todo o carinho, com seu jeitinho meigo. Ao Fabio meu irmãozão, por sempre me dar apoio, ser sempre exemplo de dedicação e concentração. Sempre demonstra que podemos ser fortes e conseguiremos alcançar nossos objetivos. Ao amor da minha vida, meu namorado Wilson, por ter ser a pessoa mais virtuosa que já conheci. Por ser sempre meu refúgio nos momentos tristes, meu motivo de sorrir nos momentos felizes, por ser carinhoso, divertido, compreensivo. Com seu jeito educado e prestativo conquistou a amizade de todos ao nosso redor. À minha sobrinha princesa Giovanna, minha talentosa bailarina, por ser tão bom todos os momentos que passamos juntas, por todo o amor que torna tudo que fazemos juntas tão especial, por ser tão meiga, inteligente, divertida e carinhosa. Obrigada por ser tão especial. À minha orientadora, Dra. Maria Leonor, por ter me confiado este trabalho, me ensinando a realizar as mais diferentes atividades, por estar sempre presente me ajudando em todas as etapas da realização deste trabalho, mesmo perdendo noites de sono ou fins de semana. Sempre foi modelo de responsabilidade, dedicação e ética profissional. Ao Dr. Paulo Lee Ho, por ser sempre tão inspirador, por fazer com que a ciência seja ainda mais encantadora, por querer sempre o nosso bem. À Dra. Eliane Miyaji, pelas discussões e críticas, por ajudar sempre neste trabalho e por ser sempre uma ótima colega, sempre disposta a ensinar, com seu jeito meigo e divertido. Às minhas amigas Monica e Daiane, por estarem sempre presentes, mesmo que não fisicamente, por todos os bons momentos que passamos juntas em todos estes anos, pelas conversas divertidas ou construtivas. À minha super amiga Renata, por conseguir me mostrar que as coisas são sempre mehores do que eu imagino, pelo carinho, por ouvir, torcer, ajudar sempre que pode e por estar sempre por perto, por ser tão irmã. Aos meus amigos cientistas natos Diogo e Toshi, pela amizade, pelos conselhos e pela ajuda...