Bacillus subtilis as a tool for vaccine development: from antigen factories to delivery vectors

Abstract

Bacillus subtilis and some of its close relatives have a long history of industrial and biotechnological applications. Search for antigen expression systems based on recombinant B. subtilis strains sounds attractive both by the extensive genetic knowledge and the lack of an outer membrane, which simplify the secretion and purification of heterologous proteins. More recently, genetically modified B. subtilis spores have been described as indestructible delivery vehicles for vaccine antigens. Nonetheless both production and delivery of antigens by B. subtilis strains face some inherent obstacles, as unstable gene expression and reduced immunogenicity that, otherwise, can be overcome by already available gene technology approaches. In the present review we present the status of B. subtilis-based vaccine research, either as protein factories or delivery vectors, and discuss some alternatives for a better use of genetically modified strains.

Translated abstract

Bacillus subtilis e alguns de seus parentes mais próximos possuem uma longa história de aplicações industriais e biotecnológicas. A busca de sistemas de expressão de antígenos baseados em linhagens recombinants de B. subtilis mostra-se atrativa em função do conhecimento genético disponível e ausência de uma membrana externa, o que simplifica a secreção e a purificação de proteínas heterólogas. Mais recentemente, esporos geneticamente modificados de B. subtilis foram descritos com veículos indestrutíveis para o transporte de antígenos vacinais. Todavia a produção e o transporte de antígenos por linhagens de B. subtilis encontra obstáculos, como a expressão gênica instável e imunogenicidade reduzida, que podem ser superados com o auxílio de tecnologias genéticas atualmente disponíveis. Apresentamos nesta revisão o estado atual da pesquisa em vacinas baseadas em B. subtilis, empregado tanto como fábrica de proteínas ou veículos, e discute algumas alternativas para o uso mais adequado de linhagens geneticamente modificadas.