Avaliação de protocolos vacinais baseados em formulacões de mRNA para o desenvolvimento de uma vacina contra leishmaniose
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Universidade Federal de Minas Gerais
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Dissertação de mestrado
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Resumo
A leishmaniose é uma doença tropical negligenciada de distribuição global, que ainda acomete
cerca de 700 mil a 1 milhão de pessoas por ano. As opções de prevenção e controle são
limitadas, e não há vacinas aprovadas para uso em humanos. Nesse contexto, vacinas baseadas
em RNA mensageiro (mRNA) surgem como uma abordagem promissora, por induzirem
predominantemente resposta Th1, essencial no combate a parasitas intracelulares como
Leishmania. Estudos anteriores mostraram que a proteína recombinante LinKAP, em
associação ao adjuvante Poly ICLC (Hiltonol®), induziu uma resposta imune com produção de
IFN-γ e conferiu proteção parcial em camundongos infectados com L. infantum. Neste estudo,
desenvolvemos uma vacina de mRNA codificando o antígeno LinKAP e comparamos sua
imunogenicidade e eficácia protetora com a vacina à base de proteína recombinante frente à
infecção por L. amazonensis e L. infantum. Foram testados protocolos homólogos de três doses
de mRNA ou de proteína e protocolos heterólogos de duas ou três doses combinando mRNA e
proteína. Os mRNAs codificantes para LinKAP foram transcritos in vitro, e a expressão da
proteína foi validada por Western blot e imunofluorescência. Em seguida, os mRNAs foram
encapsulados em nanopartículas lipídicas (LNPs) e suas características físico-químicas foram
avaliadas, confirmando sua adequação para a imunização de camundongos. Em camundongos
C57BL/6, o protocolo homólogo com mRNA gerou predominância de IgG2c, enquanto a
proteína induziu IgG1. Tanto a proteína quanto o mRNA induziram a produção de IFN-γ, porém
nenhuma das formulações conferiu proteção contra a infecção por L.amazonensis. Protocolos
heterólogos apresentaram níveis semelhantes de IgG total, com aumento de IgG1 e IFN-γ
proporcional às doses de proteína, protegendo parcialmente contra L. amazonensis. No
protocolo homólogo em BALB/c apenas a proteína rLinKAP induziu resposta humoral e
celular, com perfil equilibrado de citocinas inflamatórias, sendo também a única formulação
capaz de proteger parcialmente contra L. infantum. Em conclusão, a vacina de mRNA mostrou
se promissora na indução de resposta humoral, mas a proteína recombinante foi mais eficaz na
indução de resposta Th1 e proteção. Os dados destacam o impacto da plataforma vacinal e da
apresentação antigênica no perfil imune, reforçando a necessidade de otimização da formulação
de mRNA e do modelo animal usado.
Abstract
Leishmaniasis is a neglected tropical disease of global distribution, still affecting around
700,000 to 1 million people per year. Prevention and control options are limited, and no
vaccines are approved for human use. In this context, messenger RNA (mRNA)-based vaccines
emerge as a promising approach, as they predominantly induce a Th1 response, which is
essential for controlling intracellular parasites such as Leishmania. Previous studies have shown
that the recombinant protein LinKAP, in association with the adjuvant Poly ICLC (Hiltonol®),
induced an immune response with IFN-γ production and conferred partial protection in mice
infected with L. infantum. In the present study, we developed an mRNA vaccine encoding the
LinKAP antigen and compared its immunogenicity and protective efficacy with the
recombinant protein-based vaccine against infection by L. amazonensis and L. infantum.
Homologous regimens of three doses of mRNA or protein, as well as heterologous regimens of
two or three doses combining mRNA and protein, were tested. LinKAP-encoding mRNAs were
transcribed in vitro, and protein expression was validated by Western blot and
immunofluorescence. Subsequently, the mRNAs were encapsulated in lipid nanoparticles
(LNPs), and their physicochemical characteristics were evaluated, confirming their suitability
for mouse immunization. In C57BL/6 mice, the homologous mRNA regimen induced a
predominance of IgG2c, whereas the protein induced IgG1. Both protein and mRNA induced
IFN-γ production, but neither formulation conferred protection against L. amazonensis
infection. Heterologous regimens elicited similar levels of total IgG, with increased IgG1 and
IFN-γ proportional to protein doses, partially protecting against L. amazonensis. In the
homologous regimen in BALB/c mice, only recombinant LinKAP protein induced both
humoral and cellular responses, with a balanced profile of inflammatory and regulatory
cytokines, and was also the only formulation able to partially protect against L. infantum. In
conclusion, the mRNA vaccine proved promising in inducing humoral responses, but the
recombinant protein was more effective in inducing Th1 responses and protection. These data
highlight the impact of the vaccine platform and antigen presentation on the immune profile,
reinforcing the need to optimize the mRNA formulation and the animal model used.
Assunto
Bioquímica e imunologia, Leishmaniose, Vacinas de mRNA, Vacinas Sintéticas
Palavras-chave
Leishmaniose, Vacina de mRNA, Sntígeno recombinante, LinKAP