O S. mutans é o agente etiológico da cárie dental humana, uma doença com ampla distribuição mundial. A adesão à superfície dental depende da interação entre a proteína de superfície P1 e a aglutinina salivar (SAG) adsorvida ao dente. A região N-terminal da P1 é um alvo vacinal importante que está diretamente associada às funções de adesão e agregação. Este trabalho teve o objetivo de avaliar estratégias vacinais contra o S. mutans baseadas na proteína P1 usando linhagens recombinantes de B. subtilis. O B. subtilis é uma bactéria gram positiva, formadora de esporos, não patogênica, empregada como sistema de expressão de proteínas heterólogas e como veículo vacinal administrado por vias de mucosas. Empregamos o B. subtilis para expressar e purificar a proteína P1_39-512 derivada da proteína P1 de S. mutans UA159. O antígeno P1_39-512 apresentou epítopos lineares e conformacionais semelhantes aos presentes na proteína P1 nativa. O sítio de ligação à SAG está preservado nessa proteína assim como suas propriedades imunogênicas. A coadministração parenteral do antígeno com adjuvantes vacinais promoveu resposta sistêmica específica com anticorpos eficazes no bloqueio da adesão de S. mutans. Por fim, usamos esporos de B. subtilis como veículo de entrega de mucosa para o antígeno alvo de S. mutans. Esporos de B. subtilis foram modificados para expressar na superfície adesinas bacterianas (SlpA, InvA ou Inv600) com capacidade de ligação ao epitélio intestinal e, quando no estágio de célula vegetativa, expressar intracelularmente o antígeno P1_39-512. A imunização oral com os esporos adesivos induziu altas concentrações de anticorpos sistêmicos e de mucosa. A imunização nasal ou sublingual com os esporos recombinantes induziu níveis de anticorpos sistêmicos maiores do que aqueles obtidos após a imunização oral. Além disso, esses anticorpos foram mais eficientes em bloquear a adesão de S. mutans à SAG imobilizada, sem interferir com a agregação. Em conclusão, os resultados obtidos abrem perspectivas interessantes para o desenvolvimento de vacinas anti-cárie baseadas em linhagens de B. subtilis.

S. mutans is the major etiologic agent of human dental caries, a disease with worldwide distribution. The adhesion to the tooth surface is dependent on the interaction of the P1 surface protein and salivary agglutinin (SAG) adsorbed to the tooth. The N-terminal region of P1 is an important vaccine target that is directly associated with adhesion and aggregation functions. This study aimed to evaluate vaccination strategies against S. mutans based on the P1 protein using recombinant B. subtilis strains. B. subtilis is a gram positive, spore-forming, non-pathogenic bacterium used as expression system for heterologous proteins and as a vaccine vehicle administered by mucosal routes. Inicially, we employed a recombinant B. subtilis strain to express and purify the P1_39-512 protein derived from the S. mutans UA159 P1 protein. The P1_39-512 antigen showed important conformational and linear epitopes similar to those present in the native P1 protein. The SAG-binding site is preserved in P1_39-512 as well as immunological properties. The parenteral co-administration of antigen with vaccine adjuvants stimulated systemic antibodies effective in blocking adhesion of S. mutans to SAG. Lastly, we used B. subtilis spores as a mucosal delivery vehicle for antigen targeting. B. subtilis endospores were modified to display bacterial adhesins (SlpA, InvA or Inv600), capable to bind to the intestinal epithelium, on the spore surface and to express intracellularly the P1_39-512 antigen during the vegetative cell stage. Oral immunization with adhesives spores induced high systemic and mucosal specific antibodies levels. The nasal or sublingual immunization with B. subtilis recombinant spores induced higher amounts of systemic antibodies than the oral immunization. Furthermore, the specific antibodies were highly effective in blocking the adherence of S. mutans to immobilized SAG, without interfering with aggregation. In conclusion, the results open interesting perspectives for the development of anti-caries vaccines based on B. subtilis strains.