Producción y caracterización de antígenos del SARS-CoV-2 empleando el fragmento C de la toxina de tétanos como acarreador

Abstract

La pandemia causada por el SARS-CoV-2 ha representado uno de los mayores desafíos sanitarios a nivel global en las últimas décadas. Las vacunas basadas en proteínas multiepitópicas representan una estrategia para combatir a los patógenos virales debido a que su diseño racional puede permitir alcanzar una alta eficacia y seguridad a la vez que se pueden adaptar fácilmente a nuevas variantes. En este trabajo se diseñó, produjo y evaluó una proteína multiepitópica llamada TTC-mep, basada en epítopos de la proteína Spike de SARS-CoV-2, que se fusionaron al fragmento C de la toxina tetánica (TTC) como acarreador inmunogénico. Se empleó Escherichia coli como sistema de expresión para TTC-mep, evaluando diferentes condiciones de inducción para optimizar la expresión, se analizó la solubilidad del antígeno y se implementaron estrategias de purificación por cromatografía de afinidad a metales inmovilizados (IMAC). La identidad de la TTC-mep se confirmó mediante análisis electroforéticos de inmunodetección. Finalmente, la inmunogenicidad de TTC-mep fue evaluada en ratones BALB/c, lo que permitió probar la inducción de anticuerpos específicos para TTC-mep y al TTC; sin embargo, la respuesta humoral frente a la proteína Spike fue limitada, lo que sugiere que el plegamiento y la conformación estructural del antígeno debe ser optimizado en estudios posteriores. Este estudio demuestra la viabilidad de una plataforma bacteriana para la producción de proteínas multiepitópicas y establece un marco metodológico para la optimización futura del diseño antigénico, con potencial aplicación en el desarrollo de vacunas frente a SARS-CoV-2 y otros patógenos emergentes de relevancia en salud pública.

The pandemic caused by SARS-CoV-2 has represented one of the greatest global public health challenges in recent decades. Multiepitope protein-based vaccines represent a promising strategy to combat viral pathogens, as their rational design can achieve high efficacy and safety while allowing rapid adaptation to emerging variants. In this study, a multiepitope protein named TTC-mep was designed, produced, and evaluated. TTC-mep is based on epitopes derived from the SARS-CoV-2 Spike protein fused to the tetanus toxin C-fragment (TTC) as an immunogenic carrier. Escherichia coli was employed as the expression system for TTC-mep, and different induction conditions were evaluated to optimize protein expression. Antigen solubility was analyzed, and purification strategies based on immobilized metal affinity chromatography (IMAC) were implemented. The identity of TTC-mep was confirmed by immunodetectionbased electrophoretic analyses. Finally, the immunogenicity of TTC-mep was evaluated in BALB/c mice, demonstrating the induction of specific antibodies against TTCmep and TTC; however, the humoral response against the Spike protein was limited, suggesting that antigen folding and structural conformation should be optimized in future studies. This work demonstrates the feasibility of a bacterial platform for the production of multiepitope proteins and establishes a methodological framework for further optimization of antigen design, with potential application in the development of vaccines against SARS-CoV-2 and other emerging pathogens of public health relevance.