Avaliação da vacina de Anaplasma marginale utilizando rMSP1a funcionalizada a nanotubos de carbono, associado ao antígeno inativado produzido in vitro: Parâmetros imunológicos, clínicos e a proteção induzida em bezerros, após desafio experimental
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Universidade Federal de Minas Gerais
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Tese de doutorado
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Antônio Marcos Guimarães
Arildo Pinto da Cunha
Joaquim Hernán Patarroyo Salcedo
Ricardo Nascimento Araújo
Arildo Pinto da Cunha
Joaquim Hernán Patarroyo Salcedo
Ricardo Nascimento Araújo
Resumo
Anaplasmose bovina é uma doença infecciosa causada pela riquétsia intraeritrocitária
A. marginale. Atualmente não há uma vacina inativada comercialmente disponível.
Vacinas inativadas produzidas em células IDE8 falharam devido a ausência da
expressão da MSP1a nas riquetsias cultivadas neste sistema. Camundongos imunizados
com rMSP1a, utilizando nanotubos de carbono (MWNT) como molécula carreadora,
apresentaram resposta celular e humoral significativa, indicando que esta tecnologia
possa auxiliar no desenvolvimento de vacina inativada. Desta forma, o presente estudo
avaliou o efeito da imunização de bezerros com MWNT funcionalizado com rMSP1a,
associado com a vacina inativada de A. marginale produzida in vitro, na indução da
resposta imunológica, no controle da riquetsemia e no desenvolvimento da doença
clínica após desafio experimental com amostra heteróloga A. marginale UFMG1. A
rMSP1a foi expressa em Escherichia coli BL21, purificada e ligada covalentemente à
MWNTs. Extrato solúvel de A. marginale (AmUFMG2) foi produzido em cultivo in
vitro da riquétsia em células IDE8. No Capítulo I foi avaliado a resposta humoral e
celular dos bezerros imunizados nos diferentes protocolos e possíveis efeitos tóxicos
desta imunização. Para isso, vinte e quatro bezerros machos foram divididos em quatro
grupos e imunizados (via SC) com três doses, 21-21 dias, no esquema: G1 (controle),
G2 (AmUFMG2), G3 (MWNT+rMSP1a) e G4 (AmUFMG2 e MWNT+rMSP1a).
Amostras de sangue foram coletadas para a contagem global de leucócitos, avaliação da
resposta imune e análise bioquímica. A imunização com MWNT+rMSP1a induziu
aumento na contagem de leucócitos totais, no número de células NK circulantes, na
população de linfócitos T CD4+, CD8+, linfócitos T ativados, células B e níveis
elevados de anticorpos IgG, IgG1 e IgG2. Além disso, os MWNTs não induziram
alterações no perfil bioquímico, indicando que MWNT+rMSP1a foi capaz de induzir
resposta celular e humoral significativa, sem gerar toxicidade. No Capítulo II foram
avaliados as alterações imunológicas, os parâmetros clínicos e parasitológicos de
bezerros imunizados e experimentalmente desafiados com a amostra heteróloga A.
marginale UFMG1. Quinze bezerros machos foram divididos em três grupos e
imunizados (via SC) com três doses, 21-21 dias, no esquema: G1 (controle), G2
(MWNT+rMSP1a) e G3 (AmUFMG2 e MWNT+rMSP1a). Após as imunizações, os
animais foram desafiados com 4x107 eritrócitos infectados com A. marginale UFMG1.
Parâmetros clínicos, tais como temperatura retal, volume globular, riquetsemia e escore
clínico foram avaliados. Amostras de sangue foram coletadas para a análise da resposta
celular e humoral. Animais do G3 apresentaram redução significativa dos níveis de
riquetsemia, escore clínico moderado, melhor capacidade de recuperação do volume
globular e forte resposta de IgG2. Estes resultados sugerem que a combinação de
antígenos presentes no imunógeno recebido pelo grupo G3 foi capaz de proteger os
animais do escore grave, permitindo que novas abordagens sejam realizadas utilizando a
vacina inativada produzida in vitro associada com rMSP1a.
Abstract
Bovine anaplasmosis is an infectious disease caused by intracytocytic rickettsia A.
marginale. There is no commercially available inactivated vaccine. Inactivated vaccine
produced in IDE8 cells failed due to absence of the MSP1a expression in the rickettsia
cultured in this system. Mice immunized with rMSP1a, linked to carbon nanotubes
(MWNT), showed significant humoral and cellular responses, indicating that this
technology may help in the development of inactivated vaccine. Therefore, the general
objective was to evaluate the effect of the immunization of calves with
MWNT+rMSP1a, associated with inactivated vaccine of A. marginale produced in
vitro, in the induction of immune response, control of rickettsemia and in the
development of clinical disease after experimental challenge with heterologous sample
A. marginale UFMG1. rMSP1a was expressed in Escherichia coli BL21, purified and
covalently linked to MWNTs. Soluble extract of A. marginale (AmUFMG2) was
produced by cultivating A. marginale in IDE8 cells. In the Chapter I was evaluated the
humoral and cellular response of the calves immunized with the different protocols and
possible toxic effects of this immunization. Twenty four holstein calves were divided
into four groups and immunized subcutaneously with three doses, 21-21 days, in the
following scheme: G1 (control), G2 (AmUFMG2), G3 (MWNT+rMSP1a) and G4
(AmUFMG2 and MWNT+rMSP1a). Blood and plasma samples were collected for total
leukocyte counts, evaluation of the immune response and biochemical profile.
Immunization with MWNT+rMSP1a induced an increase in the total leukocyte counts,
in the number of circulating NK cells, in the T lymphocytes CD4+, CD8+ T, activated T
lymphocytes, B cells and high levels of IgG, IgG1 and IgG2 antibodies. Furthermore,
MWNTs did not induce changes in the biochemical profile, indicating that the
immunization of calves with MWNT+rMSP1a was able to induce significant cellular
and humoral response, without generate toxicity. In the Chapter II were evaluated the
immunological alterations, clinical and parasitological parameters of calves immunized
and experimentally challenged with the heterologous sample A. marginale UFMG1.
Fifteen holstein calves were divided into three groups and immunized (via SC) with
three doses, 21-21 days, in the following scheme: G1 (control), G2 (MWNT+rMSP1a)
and G3 (AmUFMG2 and MWNT+rMSP1a). After immunizations, calves were
challenged with 4x107 infected erythrocytes with A. marginale UFMG1. Clinical
parameters, such as rectal temperature, packed cell volume, rickettsemia and clinical
score were evaluated. Blood and plasma samples were collected for the cellular and
humoral response analysis. Calves from G3 showed significant reduction of the levels
of rickettsemia, moderate clinical score, better recovery capacity of the packed cell
volume and high levels of IgG2. These results suggest that the antigens combination
received by the G3 group was able to protect animals from severe score, allowing
further approaches to be performed using the inactivated vaccine produced in vitro
associated with rMSP1a.
Assunto
Parasitologia, Anaplasma marginale, Nanotubos de carbono
Palavras-chave
Anaplasma marginale, Vacina inativada, MSP1a, Nanotubos de carbono
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