Rice endosperm as a production platform for third-generation HIV microbicides

Abstract

L’objectiu de la meva tesis doctoral és la producció en l’endosperma de l’arròs d’una tercera generació de microbicides contra el virus de la sida. Durant la meva recerca he utilitzat l’anticòs monoclonal 2G12 i dues proteïnes que neutralitzen el virus de la sida CV-N i GRFT, soles o en combinació, per a descobrir noves estratègies de producció. En la primera part he investigat si podia produir 2G12 a l’endosperma de l’arròs i quins eren els factors que influenciaven la seva producció. En la segona part de la meva tesis he introduït GRFT a l’endosperma de l’arròs i he analitzat si la proteïna expressada tenia activitat neutralitzant del virus de la SIDA. La expressió de GRFT en l’endosperma de l’arròs va ser comparable o inclús en algun cas més alta a GRFT expressada de forma transitòria en tabac. A la tercera part de la meva tesis he investigat si l’endosperma d’arròs seria una plataforma funcional per a la producció de CV-N i si aquesta proteïna tindria capacitat neutralitzant del virus de la sida. Finalment he utilitzat una combinació de microbicides 2G12, CV-N i GRFT per a introduir-les simultàniament a l’endosperma de l’arròs i identificar la millor combinació contra el virus de la sida, i si la co-expresió augmentava el seu efecte neutralitzant. Aquesta es la primera vegada que més d’una proteïna que neutralitzen el virus de la sida son produïdes de forma estable en l’endosperma d’un cereal, obrint un camí nou cap a la producció d’un còctel microbicida per a evitar la transmissió del virus de la sida.

El objetivo de mi tesis doctoral es la producción en el endospermo de arroz de una tercera generación de microbicidas contra el virus del SIDA. Durante mi trabajo de investigación utilicé el anticuerpo monoclonal 2G12 y dos proteínas que neutralizan el virus, CV-N y GRFT, solas o en combinación, para explorar diferentes estrategias de producción. En la primera parte de mi tesis investigué si podía producir 2G12 en el endospermo de arroz y cuáles eran los factores que afectaban a su producción. En la segunda parte de mi tesis, he introducido GRFT en el endospermo de arroz y he investigado si la proteína producida tenía actividad neutralizante del virus del SIDA. La expresión de GRFT en el endospermo del arroz fue comparable o incluso en algún caso más alta a GRFT producida de forma transitoria en tabaco. En la tercera parte de mi tesis he investigado si el endospermo de arroz sería una plataforma funcional para la producción de CV-N y si esta proteína sería capaz de neutralizar el virus del sida. La proteína Finalmente he utilizado una combinación de microbicidas 2G12, CV-N y GRFT para introducirlos simultáneamente en el endospermo de arroz e identificar la mejor combinación contra el virus del sida, y si la co-expresión potenciaba su efecto neutralizante. La combinación Esta es la primera vez que más de una proteína que neutraliza el virus del sida es producida de forma estable en el endospermo de un cereal, abriendo un nuevo camino hacia la producción de un cóctel microbicida para evitar la transmisión del virus del sida.

The focus of this thesis is the production of third-generation HIV microbicides in rice cells. I used one monoclonal antibody (2G12) and two anti-HIV proteins (CV-N and GRFT) alone or in combination, to explore different strategies to produce an efficient microbicide against HIV. The first part of my PhD thesis was to test whether rice endosperm can function as a platform for the production of 2G12 and to gain insight into the factors that affect the production and functional efficacy of neutralizing antibodies in plants. The human mAb2G12 was expressed successfully into rice endosperms as an aglycosylated form. In the second part of the thesis I introduced GRFT into rice endosperm and I tested whether the rice-derived GRFT protein retains its potent HIV-neutralizing activity. GRFT was successfully expressed in rice endosperm resulting in yields comparable or even higher to GRFT produced transiently in tobacco and other recombinant proteins. In the third part of my thesis I explored whether rice endosperm could function as a production platform to produce CV-N and I evaluated whether the rice-derived CV-N could neutralize efficiently the HIV virus. Finally I used a combinatorial approach introducing the 2G12, CV-N and GRFT into rice cells to identify the best combination against HIV, and whether their co-expression enhanced their effect. This is the first time that more than one protein against HIV is stable expressed into endosperm opening a new way for the production of a microbicide cocktail for the prevention of HIV transmission.