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Type: Tese de Doutorado
Title: Caracterizações molecular e imunológica parciais das proteínas rP22 e rP44 de Schistosoma mansoni e avaliação da resposta protetora na esquistossomose experimental
Authors: Cintia Martins Fagundes Rezende
First Advisor: Alfredo Miranda de Goes
First Referee: Maria Ilma Andrade Santos Araújo
Second Referee: Luis Carlos Crocco Afonso
Third Referee: Elida Mara Leite Rabelo
metadata.dc.contributor.referee4: Adriano Monteiro de Castro Pimenta
Abstract: A esquistossomose permanece como um grave problema de saúde pública nos países tropicais e é considerada uma das infecções parasitárias humanas mais importantes em termos de morbidade e mortalidade. Apesar das drogas utilizadas no tratamento da esquistossomose serem altamente eficazes na eliminação dos vermes adultos, elas não impedem os quadros de reinfecção e de formação do granuloma no fígado. Portanto, o desenvolvimento de uma vacina é uma estratégia essencial para o controle da esquistossomose. Nosso grupo de pesquisas identificou as proteínas recombinantes (r) P22 e (r) P44 como componentes da fração PIII de verme adulto, conhecida por gerar proteção e imunomodulação da resposta granulomatosa na esquistossomose experimental. Clones contendo a sequência codificadora das proteínas rP22 e rP44 foram isolados da biblioteca de cDNA de verme adulto de S. mansoni utilizando soro de coelho anti-PIII. As sequências selecionadas apresentaram identidade completa com o antígeno Sm 21.7 e a proteína frutose 1,6-bifosfato aldolase de S. mansoni, respectivamente. Foram realizadas imunizações de camundongos com as proteínas recombinantes rP22 e rP44, combinadas ou individuais, para investigar a proteção gerada após a infecção desafio. Camundongos imunizados com rP22 e rP44, tanto combinadas com individuais, apresentaram uma diminuição significativa do número de vermes recuperados. Somente os camundongos imunizados com a combinação das proteínas apresentaram uma redução significativa do número de ovos retidos no tecido hepático. Análises histológicas dos cortes de fígado de camundongos revelaram que tanto a vacinação dos animais com rP22 quanto com a combinação rP22/rP44 produziram uma redução significativa do tamanho dos granulomas hepáticos e da área de fibrose, sugerindo que rP22 poderia contribuir para a regulação da hipersensibilidade granulomatosa em resposta aos ovos de S. mansoni. A imunidade protetora foi associada aos títulos elevados de anticorpos IgG específicos para rP22 e rP44; à produção aumentada de IFN-, TNF- e IL-10; e aos baixos níveis de IL-4. Dessa forma, esses resultados demonstram que a produção de uma vacina composta pela combinação das proteínas rP22 e rP44 pode ser uma ferramenta útil na geração de proteção contra a esquistossomose. Além disso, a capacidade pronunciada da proteína rP22 em reduzir a patologia hepática poderia contribuir para a produção de uma vacina anti-esquistossomótica mais eficaz. Para caracterizar os epítopos relacionados à resposta humoral produzida após a imunização de animais experimentais com rP22 ou rP44, foi feita a predição dos epítopos lineares de linfócitos B encontrados na sequência primária da rP22 e rP44 e peptídeos de 16 resíduos de aminoácidos foram sintetizados em membrana de celulose pelo método de Spot Synthesis. Os imunoensaios revelaram que os soros de camundongos imunizados com a rP22 reagiram predominantemente com os peptídeos localizados na região do domínio da cadeia leve de dineína, na porção C-terminal da proteína rP22. Os soros de camundongos imunizados com a rP44 reagiram tanto com peptídeos localizados na superfície dessa proteína quanto com aqueles situados no domínio barril TIM e que contem resíduos de aminoácidos envolvidos na atividade enzimática dessa proteína. A reatividade dos soros de pacientes esquistossomóticos nas formas aguda, crônica e hepatoesplênica aos peptídeos sintéticos derivados de rP22 e rP44 foi realizada e diferentes padrões de reatividade foram determinados para cada grupo de pacientes. A análise comparativa entre a reatividade dos soros humanos e de camundongos imunizados frente aos peptídeos derivados de rP22 e rP44 mostrou que a maior parte dos peptídeos mais reativos de rP22 e de rP44 foi reconhecida por ambos os soros. Somente o peptídeo 2 derivado da proteína rP22 reagiu preferencialmente ao soro de camundongos imunizados. Por fim, os resultados obtidos nos ensaios de proteção e no mapeamento dos epítopos lineares de linfócitos B fornecem novas perspectivas para a imunoterapia da esquistossomose.
Abstract: Schistosomiasis remains a significant public health problem in tropical countries and it is recognized as the most important human helminth infection, in terms of morbidity and mortality. Although the existing antischistosomal drugs are highly effective, they do not prevent reinfection or granuloma formation. Therefore, vaccine strategies are essential for the control of schistosomiasis. Our group has identified the recombinant (r) P22 and (r) P44 proteins, both components of the adult worm protein fraction PIII that has been shown to engender protective and immunomodulatory effects on murine schistosomiasis. cDNA clones encoding rP22 and rP44 were isolated from a Schistosoma mansoni adult worm cDNA library using anti-PIII rabbit serum; they exhibited complete identity with S. mansoni Sm21.7 antigen and fructose 1,6-biphosphate aldolase, respectively. Immunization with the recombinant proteins rP22 and rP44, alone or together, was assayed to investigate protection against challenge infection. Mice immunized with rP22 and rP44, either alone or together, exhibited significant decrease in adult worm burden. Only mice immunized with two proteins exhibited significant decrease in hepatic eggs. Histological analysis of mice liver sections showed that either rP22- or rP22/rP44- mice vaccination produced a significant reduction in liver granuloma size and fibrosis, suggesting that rP22 might contribute to down-modulate granulomatous hypersensitivity to S. mansoni eggs. Protective immunity in mice was associated with high titers of rP22- and rP44-specific IgG antibodies; elevated production of IFN-, TNF- and IL-10; and a reduced level of IL-4. So, these findings indicate that rP22/rP44-based vaccine could be useful to elicit protection against schistosomiasis. Furthermore, the pronounced capacity of rP22 to reduce liver pathology could contribute to a more effective schistosomal vaccine. To characterize epitopes associated with antibodies produced by mice immunization with rP22 or rP44, linear B-cell epitopes from rP22 and rP44 primary sequences were predicted and 16 mer peptides were prepared by Spot synthesis. Immunoassays revealed that sera from rP22-immunized mice reacted predominantly with peptides located in the dinein light chain domain present at the C-terminal region of rP22 protein. Sera from rP44-immunized mice reacted either with peptides located at the protein surface or with those located in the TIM barrel region, a domain also known to contain amino acid residues involved in the enzymatic function of this protein. The reactivity of sera from acute, chronic and hepatosplenic S. mansoni patients to synthetic rP22- and rP44-peptides was also assayed and different patterns of reactivity were determined for each group. Comparative analysis between human sera and mice-immunized sera reactivity to rP22- and rP44-peptides showed that the most reactive peptides from either rP22 or rP44 were recognized by both vaccinated mice sera and human sera. Only peptide 2 of rP22 protein preferentially reacted to sera from rP22-vaccinated mice. In conclusion, the results described for rP22 and rP44 B-epitope mapping may prove important in the vaccine research field and provide new prospects for immunotherapy of schistosomiasis.
Subject: Bioquímica
Proteínas recombinantes
Esquistossomose mansônica
language: Português
Publisher: Universidade Federal de Minas Gerais
Publisher Initials: UFMG
Rights: Acesso Aberto
URI: http://hdl.handle.net/1843/BUOS-9MWFB8
Issue Date: 21-Dec-2011
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