Tem interesse no desenvolvimento de bioprocessos para produção de novas vacinas e produtos biofarmacêuticos, tais como vacina pneumocócica baseada em antígenos proteicos, vacinas baseadas em Bacilo Calmette-Guérin (BCG) recombinante, vacinas baseadas em sistema de apresentação de múltiplos antígenos ligados a vesículas de membrana externa de Neisseria lactamica, proteínas recombinantes de Schistosoma mansoni. Para isso, lança mão de cultivos microbianos em alta densidade celular para produção de antígenos recombinantes e vacinas celulares, tanto inativadas (vacina celular pneumocócica) como atenuadas (BCG), e da compreensão do metabolismo microbiano para estabelecer estratégias de monitoramento e controle de biorreatores para alcançar alta densidade celular. Também estuda processos de purificação industrial de biomoléculas (polissacarídeos e proteínas) e de vesículas de membrana externa, incluindo cromatografia líquida preparativa, e a integração de processos upstream e downstream. 

O desenvolvimento de bioprocessos é fundamental para trazer novos produtos biológicos, tais como vacinas e biofármacos, do laboratório aos ensaios pré-clínicos e clínicos que serão necessários para registro desses produtos. Vários desafios se impõem nessa área de pesquisa, um dos principais é a integração entre as etapas de produção (ou upstream) e purificação (ou downstream). Enquanto a primeira visa alcançar elevados títulos do produto de interesse, a segunda visa minimizar perdas inerentes ao processo e atingir o grau de pureza necessário. Assim, para aumentar a produção, critérios de qualidade precisam ser estabelecidos para não impactar negativamente a purificação. Por outro lado, dowstream é a etapa mais cara e todos os ganhos de recuperação levam a produtos mais econômicos, o que é fundamental para atender as demandas de sistemas de saúde universais como o brasileiro. Fazer o desenvolvimento do bioprocesso tão cedo quanto possível não só permite a identificação precoce de atributos essenciais dos novos produtos, como também garante o sucesso da obtenção de lotes para os ensaios mencionados e do posterior aumento de escala.

Programa de Pós-Graduação Interunidades em Biotecnologia – USP/Instituto Butantan/IPT

Mestrado profissional em Biotecnologia e Bioprocessos – Instituto Butantan

1. Fusco F, Pires MC, Lopes APY, Alves VS, Gonçalves VM. Influence of the mRNA initial region on protein production: a case study using recombinant detoxified pneumolysin as a model. Frontiers in Bioengineering and Biotechnology, v.11, p. 1304965, 2024. 
2. Rodrigues TC; Zorzete P; Miyaji EN; Gonçalves VM. Novel method for production and purification of untagged pneumococcal surface protein A from clade 1. Applied Microbiology and Biotechnology, v.108, p.281, 2024.
3.  Zane L, Kraschowetz S, Trentini MM, Alves VS, Araujo SC, Goulart C, Leite LCC, Gonçalves VM. Peptide linker increased the stability of pneumococcal fusion protein vaccine candidate. Frontiers in Bioengineering and Biotechnology, v.11, p.1108300, 2023. 
4. Figueiredo DB, Kaneko K, Rodrigues TC, Macloughlin R, Miyaji EN, Saleem I, Gonçalves VM. Pneumococcal Surface Protein A-Hybrid Nanoparticles Protect Mice from Lethal Challenge after Mucosal Immunization Targeting the Lungs. Pharmaceutics, v.14, p.1238, 2022. 
5.  Kanno AI, Leite LCC, Pereira L, Jesus MJR, Santos RA; Alves RPS, Durigon EL, Ferreira LCS, Gonçalves VM. Optimization and scale-up production of Zika virus ΔNS1 in Escherichia coli: application of Response Surface Methodology. AMB Express, v.10, 2020. DOI10.1186/s13568-019-0926-y. 

Alunos atuais

Egressos

1. Projeto temático FAPESP (2024/22409-2) - Pesquisadora Principal. Consolidação de uma cepa de BCG recombinante como vacina aprimorada contra tuberculose e como tratamento contra câncer. Vigência: janeiro/2026 a dezembro/2030

2. PIPE-TC - Fase 2 Direta (2025/01143-7) - Pesquisadora Principal. Uma vacina aprimorada de BCG recombinante contra Tuberculose Bovina. Vigência: março/2026 a fevereiro/2028

3. EMU Tecnológico FAPESP (2022/11529-1) - Coordenadora. Aquisição de Biolector para acelerar o desenvolvimento de bioprocessos para produção de vacinas e outras moléculas de interesse biotecnológico. Vigência: junho/2023 a maio/2030

4. MCTI/FINEP, MS/SCTIE/DGITIS/CGITS chamada 02/2021, convênio 0416/22 - Pesquisadora principal Plataforma de resposta rápida contra doenças negligenciadas: raiva, chikungunya e esquistossomose. Vigência: novembro/2022 a outubro/2026

Concluídos

1. Projeto temático FAPESP (2017/24832-6) - Pesquisadora Principal. Desenvolvimento de Vacinas Baseadas em BCG Recombinante: Tuberculose, Pertussis, Pneumococo e Schistosoma; Vigência: novembro/2018 a outubro/2025
2. BactiVac Catalyst Project (BVNCP8-09) - Pesquisadora Principal. Can a novel multi-epitope, serotype-independent pneumococcal vaccine confer protection against human carriage and transmission? Vigência: agosto/2024 a março/2025
3. Auxílio regular FAPESP-RCUK MRC (2016/50413-8) - Coordenadora 

Pulmonary delivery of a targeted mucosal nanocarrier vaccine for pneumonia

Vigência: março/2018 a agosto/2021

4. BactiVac Catalyst Project (BVNCP4-03) - Pesquisadora Principal 

Dry powder mucosal vaccine with wide coverage against Streptococcus pneumoniae strains

Vigência: novembro/2020 a abril/2021

5. Auxílio regular FAPESP (2015/06255-6) - Pesquisadora Principal

Desenvolvimento e produção de novas vacinas pneumocócicas baseadas em proteínas recombinantes 

Vigência: outubro/2015 a setembro/2018

Processos com proteção da propriedade intelectual para produção de vacina celular pneumocócica inativada, cultivo submerso de bacilo Calmette-Guérin, fragmento da porção C-terminal da proteína NS1 do vírus Zika, 

Produtos com proteção da propriedade intelectual: vacina pneumocócica de multiepítopo e vacina pneumocócica formulada em lipossomos, meios de cultura baseados em extratos de microalgas, meio de cultura quimicamente definido para Neisseria lactamica

Departamento de Engenharia Química – Universidade Federal de São Carlos

Instituto de Ciências Biomédicas – Universidade de São Paulo

Departamento de Engenharia Química da Escola Politécnica – Universidade de São Paulo

Liverpool John Moores University – Reino Unido 

University of Oxford – Reino Unido

University of Natural Resources and Life Sciences (Institute of Bioprocess Science and Engineering) – Áustria

Children´s Boston Hospital - EUA

- Menção honrosa no "Prêmio de Incentivo em Ciência e Tecnologia para o SUS 2015", da Secretaria de Ciência, Tecnologia e Insumos Estratégicos Ministério da Saúde, pela tese de doutorado de Ivana Barros de Campos intitulada “Otimização do processo de produção e caracterização da vacina celular contra Streptococcus pneumoniae”