Use este identificador para citar o ir al link de este elemento: http://hdl.handle.net/1843/35489
Tipo: Tese
Título: Caracterização funcional e imunológica da proteína SmKI-1, um inibidor de serino protease do Schistosoma mansoni
Autor(es): Suellen Batistoni de Morais
primer Tutor: Sergio Costa Oliveira
primer Co-tutor: Bárbara de Castro Pimentel Figueiredo
primer miembro del tribunal : Gustavo Batista de Menezes
Segundo miembro del tribunal: Vicente Martins
Tercer miembro del tribunal: Ricardo Toshio Fujiwara
Cuarto miembro del tribunal: Carlos Delfim Chavez Olortegui
Resumen: O Schistosoma mansoni é um dos principais parasitos causadores da esquistossomose, uma das principais infecções helmintícas que acometem humanos em termos de morbidade e mortalidade no mundo. As estratégias atuais de controle da esquistossomose são principalmente baseadas em quimioterapia, mas o desenvolvimento de uma vacina contra esta doença parasitária contribuiria para uma diminuição do espectro e da transmissão da doença. No que diz respeito aos candidatos vacinais, foram avaliados numerosos genes que codificam proteínas de S. mansoni que são expressos na interface parasito/hospedeiro. Entre as moléculas mais promissoras estão às proteínas presentes no tegumento e no trato digestivo do parasito. Embora, a esquistossomose represente um grande problema de saúde pública nos países endêmicos, evidencia-se que o S. mansoni reduz as respostas inflamatórias em outras doenças. Felizmente, o controle das respostas inflamatórias se estende aos antígenos derivados de patógenos, levando-nos a estudar um inibidor de protease do tipo Kunitz de S. mansoni (SmKI-1), localizado na fase larval e adulta do parasito como uma molécula capaz de regular diferentes modelos de doenças inflamatórias e também como candidato a vacina antiesquistossomose. Primeiramente determinou-se que a SmKI-1 recombinante (r) e o seu domínio Kunitz, mas não a região C-terminal, possuem atividade inibitória contra a tripsina e a elastase neutrofílica. Para compreender melhor a base molecular da inibição da elastase pela SmKI-1, análises moleculares por Docking também foram conduzidas. Os resultados de ancoragem sugeriram um bloqueio completo do sítio ativo da elastase neutrofílica pelo domínio Kunitz da SmKI-1. Além disso, rSmKI-1 inibiu marcadamente a capacidade da elastase neutrofílica de matar esquistossômulos. Para investigar ainda mais o papel da SmKI-1 no parasito, desenhou-se siRNA específico para o knock-down do gene da SmKI-1 em S. mansoni. A supressão do gene SmKI-1 no estágio larval de S. mansoni possuiu um forte impacto no desenvolvimento do parasito in vitro e in vivo. Para determinar a capacidade da SmKI-1 em interferir na migração e função dos neutrófilos, avaliou-se o potencial anti-inflamatório da mólecula SmKI-1 em diferentes modelos murinos de doenças inflamatórias. Lesão no fígado mediada por acetaminofeno (APAP) em animais tratados com SmKI-1 apresentaram redução significativa no recrutamento de neutrófilos e atividade de elastase. No modelo de gota induzida por urato monossódico (MSU), esta proteína reduziu a o acúmulo de neutrófilos, a secreção de IL-1β, a hipernocicepção e a patologia da doença. Finalmente, demonstramos a capacidade da SmKI-1 em inibir eventos iniciais que desencadeiam o recrutamento de neutrófilos na cavidade pleural de camundongos em resposta à carragenina e também apresentamos algumas evidências de que a SmKI-1 não afeta a migração de outras células imunes além dos neutrófilos. Também avaliamos o potencial da SmKI-1 como vacina recombinante. A imunização de camundongos com rSmKI-1, formulada com adjuvante de Freund, induz uma resposta do tipo Th1, como IFN- e TNF-, detectados no sobrenadante de esplenócitos cultivados in vitro. O efeito protetor conferido pela vacinação com rSmKI-1 foi demonstrado por redução de 51% na carga de parasitos adultos, redução de 36% no número de ovos por grama de tecido hepático, redução de 31% no número de granulomas e redução de 33% no área de granulomas do fígado. Em conclusão, SmKI-1 é uma proteína chave na sobrevivência de S. mansoni e tem a capacidade de inibir a função de neutrófilos como uma molécula terapêutica promissora contra doenças inflamatórias. Além disso, nossos dados demonstraram que SmKI-1 é um candidato potencial para sua utilização em uma vacina para o controle da esquistossomose.
Abstract: Schistosoma mansoni is one of the main agents of schistosomiasis, which is the most important human helminthic infection in terms of global morbidity and mortality. Current schistosomiasis control strategies are mainly based on chemotherapy, but the development of a vaccine against this parasitic disease would contribute to a long-lasting decrease in disease spectrum and transmission. When it comes to vaccine candidates, numerous genes encoding S. mansoni proteins that are expressed at the mammalian host-parasite interface have been assessed. Among the most promising molecules are the proteins present in the tegument and digestive tract of the parasite. Although schistosomiasis represents a major public health problem in endemic countries, evidences show that S. mansoni downregulates inflammatory responses in many diseases. Fortunately, the control of inflammatory responses is extended to pathogen-derived antigens, leading us to study one S. mansoni Kunitz type protease inhibitor (SmKI-1), found in larval and adult phases of the parasite as a molecule capable of regulating different models of inflammatory diseases and as a vaccine candidate. First, we determine that recombinant (r) SmKI-1 and its Kunitz domain but not the C-terminal region possess inhibitory activity against trypsin and neutrophil elastase. To better understand the molecular basis of neutrophil elastase inhibition by SmKI-1, molecular docking studies were also conducted. Docking results suggest a complete blockage of neutrophil elastase active site by SmKI-1 Kunitz domain. Additionally, rSmKI-1 markedly inhibited the capacity of neutrophil elastase to kill schistosomes. In order to further investigate the role of SmKI-1 in the parasite, we designed specific siRNA to knock-down SmKI-1 in S. mansoni. SmKI-1 gene suppression in larval stage of S. mansoni robustly impact in parasite development in vitro and in vivo. To determine the ability of SmKI-1 to interfere with neutrophil migration and function, we tested SmKI-1 anti-inflammatory potential in different murine models of inflammatory diseases. Treatment with SmKI-1 rescued acetaminophen (APAP)-mediated liver damage, with a significant reduction in both neutrophil recruitment and elastase activity. In the model of gout arthritis, this protein reduced neutrophil accumulation, IL-1β secretion, hypernociception, and overall pathological score. Finally, we demonstrated the ability of SmKI-1 to inhibit early events that trigger neutrophil recruitment in pleural cavities of mice in response to carrageenan and also present some evidence that SmKI-1 does not affect the migration of other immune cells than neutrophils. We also evaluate the potential of SmKI-1 as a recombinant vaccine. Mice immunization with rSmKI-1, formulated with Freund’s adjuvant, induces a Th1-type response, as IFN-, and TNF- were detected in the supernatant of cultured splenocytes. The protective effect conferred by vaccination with rSmKI-1 was demonstrated by 51% reduction in the worm burden, 36% reduction in the number of eggs per gram of hepatic tissue, a 31% reduction in the number of granulomas, and 33% reduction in the area of liver granulomas.. In conclusion, SmKI-1 is a key protein in S. mansoni survival and it has the ability to inhibit neutrophil function as a promising therapeutic molecule against inflammatory diseases. As well as our data demonstrated that SmKI-1 is a potential candidate for use in a vaccine to control schistosomiasis.
Asunto: Schistosoma mansoni
Esquistossomose mansoni
Inibidores de proteases
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Universidade Federal de Minas Gerais
Sigla da Institución: UFMG
Departamento: ICB - DEPARTAMENTO DE BIOQUÍMICA E IMUNOLOGIA
Curso: Programa de Pós-Graduação em Bioquímica e Imunologia
Tipo de acceso: Acesso Embargado
metadata.dc.rights.uri: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/pt/
URI: http://hdl.handle.net/1843/35489
Fecha del documento: 22-ene-2018
Aparece en las colecciones:Teses de Doutorado

archivos asociados a este elemento:
archivo Descripción TamañoFormato 
Tese Doutorado SuellenBM 894.pdf6.86 MBAdobe PDFVisualizar/Abrir


Este elemento está licenciado bajo una Licencia Creative Commons Creative Commons