Reverse vaccinology and subtractive genomics approaches for identifying common therapeutics against Mycobacterium leprae and Mycobacterium lepromatosis

Mycobacterium leprae and Mycobacterium lepromatosis are gram-positive bacterial pathogens and the causative agents of leprosy in humans across the world. The elimination of leprosy cannot be achieved by multidrug therapy alone, and highlights the need for new tools and drugs to prevent the emergence of new resistant strains. Methods In this study, our contribution includes the prediction of vaccine targets and new putative drugs against leprosy, using reverse vaccinology and subtractive genomics. Six strains of Mycobacterium leprae and Mycobacterium lepromatosis (4 and 2 strains, respectively) were used for comparison taking Mycobacterium leprae strain TN as the reference genome. Briefly, we used a combined reverse vaccinology and subtractive genomics approach. Results As a result, we identified 12 common putative antigenic proteins as vaccine targets and three common drug targets against Mycobacterium leprae and Mycobacterium lepromatosis. Furthermore, the docking analysis using 28 natural compounds with three drug targets was done. Conclusions The bis-naphthoquinone compound Diospyrin (CID 308140) obtained from indigenous plant Diospyros spp. showed the most favored binding affinity against predicted drug targets, which can be a candidate therapeutic target in the future against leprosy.(AU)

Meta-analysis of brucellosis vaccinology in natural hosts / Meta-análise da vacinologia de brucelose em hospedeiros naturais

Brucellosis is a relevant zoonotic disease for which the most important tool for control is vaccination of susceptible animals. Assessment of vaccine efficacy in natural hosts is based on prevention of abortion and Brucella infection in organs of immunized animals. A meta-analysis of experimental vaccination of Brucella spp. natural hosts was performed, including 45 PubMed and/or Scopus-indexed publications, representing 116 individual experiments. Difference of risk was calculated as an indicator of protection, and a temporal analysis (1980-2016) demonstrated that experimental vaccines tested on natural hosts provided levels of protection that were stable over the past decades. The meta-regression model developed in this study included different vaccine categories (attenuated, inactivated, mutant, subunit, and vectored) considering the difference of risk as the dependent variable. The subcutaneous route of vaccination provided better protection when compared to the intramuscular and oral routes of vaccination. Surprisingly, inactivated vaccines provided better protection than live naturally attenuated vaccine strains (spontaneous mutations) that were considered the reference, whereas subunit vaccines provided lower levels of protection. This is the first meta-analysis of Brucella vaccinology in the natural hosts. These results are useful for the development of new vaccination protocols for controlling animal brucellosis.(AU)

Brucelose é uma doença zoonótica relevante, para a qual a vacinação de animais susceptíveis é a ferramenta mais importante de controle. Avaliação da eficácia vacinal em hospedeiros naturais é baseada na prevenção de aborto e da colonização de órgãos pela Brucella spp. em animais imunizados. Foi realizada meta-análise de estudos de vacinação experimental de Brucella spp. em hospedeiros naturais, incluindo 45 publicações indexadas pela PubMed e/ou Scopus, representando 116 experimentos individuais. Diferença de risco foi calculada como indicador de proteção e uma análise temporal (1980-2016) demonstrou que vacinas experimentais testadas em hospedeiros naturais promoveram níveis de proteção que foram estáveis ao longo das últimas décadas. O modelo de meta-regressão desenvolvido neste estudo incluiu diferentes categorias de vacinas (atenuada, inativada, mutante, subunidade e vetorial) considerando a diferença de risco como variável dependente. A via de vacinação subcutânea promoveu melhor proteção quando comparada às vias intramuscular e oral. Surpreendentemente, vacinas inativadas promoveram melhor proteção que vacinas vivas atenuadas (com mutações espontâneas) que foram consideradas como referência, enquanto vacinas de subunidades promoveram menor proteção. Este é o primeiro estudo de meta-análise da vacinologia de Brucella em hospedeiros naturais. Estes resultados são úteis para o desenvolvimento de novos protocolos vacinais para controle de brucelose animal.(AU)

Vaccines for neglected and emerging diseases in Brazil by 2030: the valley of death and opportunities for RD& I in Vaccinology 4. 0 / Vacunas en Brasil para enfermedades emergentes y olvidadas en 2030: el valle de la muerte y oportunidades para RD& I en Vacunología 4. 0 / Vacinas para doenças negligenciadas e emergentes no Brasil até 2030: o vale da morte e oportunidades para PD& I na Vacinologia 4. 0

Abstract: We examine the implications of the very low competitiveness of the Brazilian vaccine RD&I system, which precludes the development of all the important vaccines required by the National Immunization Program (NIP), severely impacting the healthcare of the population. In a country dramatically affected by COVID-19 pandemic and by an exponential increase in emerging and neglected diseases, particularly the poor, these RD&I constraints for vaccines become crucial governance issues. Such constraints are aggravated by a global scenario of limited commercial interest from multinational companies in vaccines for neglected and emerging diseases, which are falling into a "valley of death," with only two vaccines produced in a pipeline of 240 vaccines. We stress that these constraints in the global pipeline are a window of opportunity for vaccine manufacturers in Brazil and other developing countries in the current paradigm transition towards Vaccinology 4.0. We conclude with recommendations for a new governance strategy supporting Brazilian public vaccine manufacturers in international collaborations for a sustainable national vaccine development and production plan by 2030.

Resumen: Examinamos las implicaciones de la muy baja competitividad del sistema brasileño de ID&I de vacunas, que imposibilita el desarrollo de todas las vacunas importantes, requeridas por el Progrma Nacional de Inmunización (PNI), con impactos muy graves en la salud de la población de un país con 200 millones de habitantes. En un país gravemente afectado por la pandemia de COVID-19 y por enfermedades emergentes y olvidadas que afectan particularmente a los pobres, estas restricciones del ID&I para vacunas es, de hecho, un asunto crucial de gobierno. Estas limitaciones locales se han visto agravadas por un escenario global de interés comercial limitado, por parte de las compañías multinacionales, en vacunas para enfermedades emergentes y olvidadas, que están cayendo en un "valle de la muerte", con solamente dos vacunas producidas a nivel global frente a 240 vacunas. Identificamos en estas limitaciones globales una ventana de oportunidad para los fabricantes de vacunas en Brasil y otros países en desarrollo dentro del paradigma actual de transición hacia la Vacunología 4.0. Concluimos con recomendaciones de una nueva estrategia de gobierno que apoye a los fabricantes brasileños de vacunas públicas en colaboraciones internacionales para el plan nacional de desarrollo y producción sostenible de vacunas en 2030.

Resumo: Examinamos as implicações da competitividade tão baixa do sistema brasileiro de pesquisa, desenvolvimento e inovação (PD&I) de vacinas, que impede o desenvolvimento de todas as vacinas importantes requeridas pelo Programa Nacional de Imunizações (PNI), prejudicando gravemente a saúde da população. Em um país seriamente afetado pela pandemia de COVID-19 e por um aumento exponencial de doenças emergentes e negligenciadas, principalmente entre os brasileiros pobres, essas restrições de PD&I quanto às vacinas tornam-se questões cruciais de governança. Essas restrições são agravadas por um cenário global de interesse comercial limitado por parte das empresas multinacionais de vacinas para doenças negligenciadas e emergentes, que estão caindo em um "vale da morte", com apenas duas vacinas produzidas em um pipeline de 240 vacinas. Ressaltamos que essas restrições na produção global constituem uma janela de oportunidade para os fabricantes de vacinas no Brasil e em outros países em desenvolvimento na atual transição de paradigma para a Vacinologia 4.0. Concluímos com recomendações para uma nova estratégia de governança em suporte aos fabricantes públicos de vacinas no Brasil em colaborações internacionais para um plano nacional de desenvolvimento e produção de vacinas que seja sustentável até 2030.

São Paulo School of Advanced Sciences on Vaccines: an overview

Two years ago, we held an exciting event entitled the São Paulo School of Advanced Sciences on Vaccines (SPSASV). Sixty-eight Ph.D. students, postdoctoral fellows and independent researchers from 37 different countries met at the Mendes Plaza Hotel located in the city of Santos, SP - Brazil to discuss the challenges and the new frontiers of vaccinology. The SPSASV provided a critical and comprehensive view of vaccine research from basics to the current state-of-the-art techniques performed worldwide. For 10 days, we discussed all the aspects of vaccine development in 36 lectures, 53 oral presentations and 2 poster sessions. At the end of the course, participants were further encouraged to present a model of a grant proposal related to vaccine development against individual pathogens. Among the targeted pathogens were viruses (Chikungunya, HIV, RSV, and Influenza), bacteria (Mycobacterium tuberculosis and Streptococcus pyogenes), parasites (Plasmodium falciparum or Plasmodium vivax), and the worm Strongyloides stercoralis. This report highlights some of the knowledge shared at the SPSASV.(AU)