Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/1843/65574
Type: Tese
Title: Fator de elongação 1α (EF-1α) de Leishmania amazonensis: investigação do seu papel na interação parasito-hospedeiro e do seu potencial vacinal
Other Titles: Elongation Factor 1α (EF-1α) from Leishmania amazonensis: evaluation of its role in the parasite-host relationship and investigation of its vaccine potential
Authors: Patrícia Ferreira Boasquivis
First Advisor: Ana Paula Salles Moura Fernandes
First Referee: Camila Indiani de Oliveira
Second Referee: Rodrigo Pinto Soares
Third Referee: Daniel Menezes Souza
metadata.dc.contributor.referee4: Luis Fernando Viana Furtado
Abstract: O fator de elongação 1 alfa (eEF1A ou EF-1α) é uma proteína envolvida canonicamente na tradução de proteínas em todas as células eucariotas, para a qual funções não canônicas vêm sendo descritas em diferentes espécies. Em Leishmania spp., EF-1α é exportado em microvesículas por vias não clássicas, e atua como um fator de virulência por meio da ativação da atividade da fosfatase SHP-1 de macrófagos, induzindo fenótipos inativados e contribuindo para a evolução da infecção. Como outros fatores de virulência, EF-1α de Leishmania spp. é reconhecido por anticorpos de pacientes recuperados e estimula as células mononucleares de sangue periférico destes pacientes a produzir citocinas pró-inflamatórias; além disso, seu potencial uso vacinal já foi demonstrado para L. donovani. No entanto, vários aspectos das funções não canônicas do EF-1α de Leishmania spp. permanecem a ser elucidados e ainda não existem dados publicados sobre EF-1α de L. amazonensis. Neste estudo, foi demonstrada a presença de 7 cópias de EF-1α no genoma da cepa PH8 de L. amazonensis. A análise in silico da estrutura primária da proteína revelou um motivo de interação com SH2 exclusivo de Leishmania (160-VMYAQS-165) bem como sequências consenso reconhecidas por domínios SH3 de outras moléculas sinalizadoras, que podem ser alvos terapêuticos em potencial. O knock-down dos genes codificadores de EF-1α por CRISPR-Cas9 gerou parasitos com número de cópias, nível de transcrição e níveis de expressão da proteína reduzidos, mas não resultou em alterações da morfologia ou do crescimento celular. Os parasitos knock-down apresentaram capacidade reduzida de infectar macrófagos e de se multiplicar na forma amastigota, mas os mecanismos desses fenótipos ainda devem ser investigados. O EF-1α de L. amazonensis recombinante produzido em E. coli associado aos adjuvantes CpG + alúmen, Hiltonol®, CTVad1®, e Hiltonol® + CTVad1® induziu respostas humorais e celulares e reduziu significativamente o parasitismo tecidual em animais desafiados com L. infantum, demonstrando o potencial vacinal da proteína para proteção cruzada contra outras espécies. A combinação dos adjuvantes Hiltonol® + CTVad1® também foi eficiente em combinação com o antígeno DTL10, demonstrando que a combinação de mais de um adjuvante possui resultados promissores na proteção contra a leishmaniose. A partir dos resultados, um novo antígeno que combina as proteínas EF-1α e DTL10 foi proposto. Em conclusão, este estudo demonstrou pela primeira vez a importância do EF-1α como um fator de virulência para a espécie L. amazonensis e gerou ferramentas importantes para avançar os estudos de sua função na relação parasito-hospedeiro. Os resultados também demonstram ser promissor o desenvolvimento de vacinas que combinem este antígeno, sob a forma de uma quimera antigênica, a novos adjuvantes, como estratégia para obter uma formulação vacinal ótima em termos de eficácia e segurança.
Abstract: The elongation factor 1 alpha (eEF1A or EF-1α) is a protein canonically involved in protein translation in all eukaryotic cells, for which non-canonical functions have been described in different species. In Leishmania spp., EF-1α is exported in microvesicles through non-classical pathways and acts as a virulence factor by activating SHP-1 phosphatase activity in macrophages, inducing inactivated phenotypes and contributing to the infection's progression. Like other virulence factors, Leishmania spp.'s EF-1α is recognized by antibodies from recovered patients and stimulates peripheral blood mononuclear cells of these patients to produce pro-inflammatory cytokines. Additionally, its potential for use as a vaccine has been demonstrated for L. donovani. However, several aspects of the non-canonical functions of EF-1α from Leishmania spp. remain to be elucidated, and there are currently no published data on EF-1α from L. amazonensis. In this study, the presence of 7 copies of EF-1α in the genome of the PH8 strain of L. amazonensis was demonstrated. In silico analysis of the protein's primary structure revealed an interaction motif with SH2 domains unique to Leishmania (160-VMYAQS-165), as well as consensus sequences recognized by SH3 domains of other signaling molecules, which could be potential therapeutic targets. Knocking down EF-1α encoding genes via CRISPR-Cas9 generated parasites with reduced gene copy number, transcription levels, and protein expression, but did not result in changes in morphology or cell growth. Knockdown parasites exhibited reduced capacity to infect macrophages and multiply in the amastigote form, but the mechanisms underlying these phenotypes still need to be investigated. Recombinant EF-1α from L. amazonensis produced in E. coli associated with adjuvants such as CpG + alum, Hiltonol®, CTVad1®, and Hiltonol® + CTVad1® induced both humoral and cellular immune responses and significantly reduced tissue parasitism in animals challenged with L. infantum, demonstrating the protein's vaccine potential for cross-protection against other species. The combination of adjuvants Hiltonol® + CTVad1® was also effective in combination with the antigen DTL10, indicating that using more than one adjuvant yields promising results in leishmaniasis protection. Consequently, a new antigen combining EF-1α and DTL10 proteins was proposed. In conclusion, this study demonstrated for the first time the importance of EF-1α as a virulence factor for L. amazonensis and provided valuable tools to advance understanding its function in the parasite-host relationship. The results also indicate that it’s promising to develop a vaccine by combining these antigens, in the form of an antigenic chimera, with new adjuvants as a strategy to obtain an optimized vaccine formulation in terms of efficacy and safety.
Subject: Genética
Fator 1 de Elongação de Peptídeos
Leishmaniose
Leishmania mexicana
Vacinas
Repetições Palindrômicas Curtas Agrupadas e Regularmente Espaçadas
language: por
metadata.dc.publisher.country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Minas Gerais
Publisher Initials: UFMG
metadata.dc.publisher.department: ICB - DEPARTAMENTO DE BIOLOGIA GERAL
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação em Genética
Rights: Acesso Restrito
URI: http://hdl.handle.net/1843/65574
Issue Date: 23-Jan-2024
metadata.dc.description.embargo: 23-Jan-2026
Appears in Collections:Teses de Doutorado

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