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Type: Tese de Doutorado
Title: Anticorpos IgG direcionados a proteínas de membrana de hemácias e sua associação à anemia em infecções por Plasmodium vivax
Authors: Luiza Carvalho Mourao
First Advisor: Erika Martins Braga
First Co-advisor: Marcelo Porto Bemquerer
First Referee: Marcelo Porto Bemquerer
Second Referee: Fabio Trindade Maranhão Costa
Third Referee: Jose Orlando Bordin
metadata.dc.contributor.referee4: Marcus Vinícius Guimarães de Lacerda
metadata.dc.contributor.referee5: Ana Paula Salles Moura Fernandes
Abstract: A destruição das hemácias não infectadas é um dos principais componentes da anemia em infecções por Plasmodium vivax. Para cada hemácia parasitada, estima-se que 32 hemácias normais sejam destruídas, embora as moléculas e os mecanismos imunológicos queparticipam desse processo ainda não sejam bem compreendidos na malária vivax. Nesse sentido, a hipótese investigada neste estudo é a de que autoanticorpos direcionados a proteínas de membrana de hemácias estão envolvidos na remoção de hemácias não infectadas, levando à anemia em infecções por P. vivax. Assim, a partir de uma abordagem imunoproteômica, a resposta global de IgG contra proteínas de hemácias não infectadas foi comparada entre os soros de quatro grupos diferentes: (i) não infectados saudáveis; (ii) não infectados comanemia por etiologias diferentes de malária; (iii) infectados por P. vivax sem anemia e (iv) infectados por P. vivax com anemia. As proteínas reconhecidas pelas IgGs desses grupos foram identificadas por meio de espectrometria de massa do tipo MALDI-ToF/ToF. O repertório de antígenos reconhecidos por soros de pacientes com malária vivax mostrou-se bastante diversificado, e isso foi ainda mais evidente para o grupo de indivíduos anêmicos. Soros de pacientes com malária reconheceram proteínas de citoesqueleto como a anquirina, adematina, a banda 7 e a proteína 4.2. Além disso, tais soros reconheceram, intensamente, as espectrinas, a actina e a banda 3. Interessantemente, soros de pacientes infectados e anêmicosreconheceram essas proteínas ainda mais intensamente, sendo que o reconhecimento da proteína banda 3 foi, nitidamente, mais evidente. Para investigar se a presença de elevados níveis desses anticorpos poderia estar relacionada ao compartilhamento de antígenos entre oparasito e o hospedeiro, utilizamos ferramentas bioinformáticas e evidenciamos que as espectrinas apresentaram alta sintenia com os bancos de dados de P. vivax e do hospedeiro, indicando uma possível participação do mimetismo molecular na produção de elevados níveisde anticorpos na malária. Para avaliar se a ligação do anticorpo anti-banda 3 altera as propriedades geométricas e mecânicas da membrana da hemácia, foi utilizada a técnica de microscopia de desfocalização. A opsonização de hemácias não infectadas por anticorpo antibanda 3 modificou o volume da célula e alterou as amplitudes médias das flutuações em altura da membrana, apontando para uma menor deformabilidade da célula, o que poderia facilitar asua remoção por macrófagos em capilares estreitos da microcirculação. Nossos resultados evidenciam uma associação entre anticorpos IgG anti-hemácia e a anemia na malária vivax. Os dados gerados poderão ampliar a compreensão sobre os mecanismos envolvidos na anemiae poderão direcionar as pesquisas para estratégias de tratamento, vacinação e diagnóstico mais apropriadas.
Abstract: The destruction of uninfected erythrocytes is one of the leading causes of anemia in P. vivax infections. It has been estimated that about thirty-two non-parasitized red blood cells (RBCs) are destroyed for each parasitized RBC. Nevertheless, the molecules and the immunological mechanisms involved in the outcome of anemia during vivax malaria are still unknown. In this direction, the hypothesis investigated here is that autoantibodies induced to RBC membrane proteins are associated with this massive removal of uninfected RBC, leading to anemia in P. vivax infections. In order to answer this question, we used an immunoproteomic approach to elucidate differences in the global IgG response directed to on-infected RBCs proteins among sera from four distinct groups of individuals (i) healthy, (ii) non-infected with anemia by other etiologies, (iii) P. vivax infected patients without anemia and, finally, (iv) P. vivax infected patients with anemia. Proteins recognized by antibodies from these groups were identified by MALDI-ToF/ToF mass spectrometry. Distinct reactivity panels were detected, since antibodies from patients with vivax malaria reacted against a diverse antigen repertoire and this was even more evident in the anemic group. Sera from malaria patients recognized cytoskeleton proteins such as ankyrin, dematin, erythrocyte band 7 and protein 4.2. Furthermore, antibodies from malaria patients strongly reacted with spectrins, actin and band 3 protein. Sera from malaria anemic patients recognized these proteins even more strongly than sera from non-anemic infected individuals. Binding to band 3 was the most evident immunoproteomic result for the anemic patients with malaria. Aiming to determine whether high levels of such antibodies could be related to the sharing of antigens between the parasite and its host, we used bionformatics tools and showed that spectrins have a high sinteny with both P. vivax and host databases, highlighting the possible involvement of molecular mimicry in the production of high levels of antibodies in malaria. We also evaluate if anti-band 3 antibodies could change the geometric and mechanical properties of RBC membrane using defocusing microscopy. Interestingly, the non-infected RBC opsonization by anti-band 3 antibodies modified the RBC volume as well as the average of red cell surface membrane fluctuations, pointing to a decrease in red cell deformability. We speculate that this reduction could facilitate RBCs removal in the narrow capillary microcirculation. Our results clearly show that there is an association between anti-red blood cell antibodies and anemia in vivax malaria. Data generated here will contribute towards a better understanding of
Subject: Parasitologia
language: Português
Publisher: Universidade Federal de Minas Gerais
Publisher Initials: UFMG
Rights: Acesso Aberto
URI: http://hdl.handle.net/1843/BUBD-AAGG2S
Issue Date: 13-Apr-2015
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