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Type: Tese de Doutorado
Title: Proteína 1 de merozoíto de Plasmodium vivax: estudo da resposta imune específica contra domínios polimórficos e conservados em populações brasileiras
Authors: Cristiane Guimaraes Morais
First Advisor: Erika Martins Braga
First Referee: Gerhard Wunderlich
Second Referee: Irene da Silva Soares
Third Referee: Cristiana Ferreira Alves de Brito
metadata.dc.contributor.referee4: Carlos Delfin Chavez Olortegui
Abstract: A maioria dos estudos sobre o papel da proteína MSP-1 de Plasmodium vivax na imunidade naturalmente adquirida contra a malária concentra-se na região conservada C-terminal da molécula. No entanto, evidências substanciais provenientes de estudos experimentais com roedores apontam as sequências polimórficas da MSP-1, as quais se encontram sob seleção balanceada, como alvos da resposta imune protetora alelo-específica. Apesar destas evidências, o nosso atual conhecimento a respeito da resposta de anticorpos naturalmente adquiridos contra domínios polimórficos da PvMSP-1 é muito limitado. Neste trabalho de doutorado, foi avaliada a resposta de IgG dirigida contra epitopos conservados (MSP119) e polimórficos (blocos 2 e 10) da PvMSP-1 em 214 pacientes com malária clínica, monoinfectados por P. vivax, residentes na área endêmica brasileira. Dez proteínas recombinantes correspondentes às variantes alélicas do bloco 2 (BR07, BP29, BP39, BP30, BEL) e bloco10 (BR07, BP29, BP39, BP01, BP13) da PvMSP-1 já descritas entre os isolados brasileiros de P. vivax, além de uma recombinante correspondente a subunidade conservada C-terminal da PvMSP-1, a proteína MSP119 foram expressas em Escherichia coli. Com exceção das variantes antigênicas BR07 e BP13, cujo reconhecimento por anticorpos IgG foi superior a 40%, nossos dados mostram que as demais variantes foram pouco reconhecidas (13 a 31%) por soros dos indivíduos avaliados. Com relação à magnitude da resposta variante-específica, os níveis médios de IgG também foram baixos, com as maiores reatividades detectadas para anticorpos dirigidos contra as variantes BR07 e BP13. Diferente do padrão de resposta observado para os epitopos polimórficos, 89% dos indivíduos apresentaram IgG contra o domínio conservado C-terminal (MSP119); corroborando a alta imunogenicidade desta região da molécula. Presença e níveis de anticorpos detectados contra a variante BP13 do bloco 10 e anti-MSP119 foram associados ao tempo de exposição à malária (número de episódios clínicos prévios), sugerindo que durante um episódio agudo de malária, há um boosting na resposta de anticorpos dirigidos contra estes epitopos C-terminais da PvMSP-1. Um aspecto importante, mas ainda pouco explorado nas infecções por P. vivax é a associação de parâmetros clínicos associados à morbidade na malária, como anemia e plaquetopenia e a resposta de anticorpos alelo-específicos. Os resultados obtidos a partir de uma combinação de análises empregando técnicas estatísticas uni e multivariada (ACP), mostraram a presença de correlações negativas entre níveis séricos de hemoglobina e níveis de IgG contra as variantes BR07 e BP13 do bloco 10. Interessantemente, as mesmas sequências destas variantes foram identificadas, em maior prevalência, nos parasitos infectantes isolados de indivíduos anêmicos quando comparados aos não anêmicos, evidenciando uma associação entre a variante alélica infectante e a resposta de anticorpos específica. Estes dados sugerem o possível envolvimento dos anticorpos IgG específicos para a variante alélica infectante e direcionados para a regiao polimórfica C-terminal da PvMSP-1 na etiologia da anemia observada durante a malária por P. vivax. De modo geral, nossos resultados evidenciam o padrão de reconhecimento imune distinto, em termos de anticorpos variante-específicos, entre os domínios N- e C- terminais da PvMSP1, o que pode ter implicações para o desenvolvimento de vacinas baseadas na PvMSP1; além de destacarem a real necessidade de se ampliar os estudos sobre a reposta imune dirigida contra epitopos polimórficos desta proteína em diferentes realidades epidemiológicas.
Abstract: Most studies regarding the role of Plasmodium vivax MSP-1 (PvMSP1) in protective immunity against malaria have focused on C-terminal conserved region of molecule. However, there are convincing evidences suggesting the polymorphic sequences of MSP-1, which are under balancing selection, as target of protective immune response. Despite this evidence, our current knowledge regarding the naturally acquired antibody responses against the polymorphic domains of PvMSP-1 is very limited. Here, we evaluated the IgG response directed against conserved (MSP119) and polymorphic (block 2 and 10) epitopes of PvMSP-1 in 214 patients with clinical malaria, only infected by P. vivax, living in Brazilian endemic area. Ten recombinant proteins corresponding to allelic variants of blocks 2 (variants BR07, BP29, BP39, BP30, BEL) and 10 (BR07, BP29, BP39, BP01, BP13) of PvMSP-1 commonly found in Brazilian P. vivax isolates were expressed in Escherichia coli, in addition to a recombinant corresponding to the conserved 19-kDa C-terminal subunit of PvMSP-1, the MSP119 protein. Our data show that the most of recombinant proteins corresponding to PvMSP-1 variants were poorly recognized (13-31%) by serum of individuals evaluated; with exception of responses detected for BR07 and BP13 variants, which recognition by IgG antibodies was higher than 40%. Regarding the magnitude of the variant-specific response, the average of IgG levels were also low, with the highest reactivity detected for antibodies against the variants BR07 and BP13. Unlike the response pattern observed for polymorphic epitopes, 89% of individuals had IgG against the C-terminal conserved domain (MSP119), confirming the high immunogenicity of this region of the molecule. Proportion and levels of antibodies to BP13 variant of block 10 and to MSP119 were associated with exposure to malaria (number of previous clinical episodes), suggesting that during an acute P. vivax infection, there is a boosting in antibody response directed against these C-termini PvMSP-1 epitopes. An important but that remains poorly investigated in P. vivax infections is the association of clinical parameters of morbidity, such as anemia and thrombocytopenia and allele-specific antibody response to P. vivax antigens. By using a combination of statistical analyses that employed univariate and multivariate approaches (PCA); we showed negative correlations between levels of hemoglobin and IgG antibodies against BR07 and BP13 versions of block 10 (Spearman correlation test, P < 0.0001). Interestingly, the sequences of these variants were identified in higher prevalence in infecting parasites from anemic patients when compared to non-anemic; showing that the specificity of IgG antibodies matched the block 10 PvMSP-1 variant found in infecting parasites. These data suggest the possible involvement of IgG to allelic-specific epitope of infecting variant form and targeted to polymorphic C-terminal region of PvMSP-1 in the immunological mechanisms that have been implicated in aetiology of malarial anemia by P. vivax. Overall, our results show a distinct pattern of immune recognition, in terms of variant-specific antibodies, between N- and C-termini PvMSP-1 domains. These findings may have implications for PvMSP-1 -based vaccine development and highlight the real need to expand the studies on the immune response directed against polymorphic epitopes of PvMSP-1 in different epidemiological situations.
Subject: Plasmodium vivax
Parasitologia
Anemia
Anticorpos
Polimorfismo (Genética)
Malária
Proteína 1 de superfície de merozoito
language: Português
Publisher: Universidade Federal de Minas Gerais
Publisher Initials: UFMG
Rights: Acesso Aberto
URI: http://hdl.handle.net/1843/BUOS-95YFVV
Issue Date: 30-Mar-2011
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