ABSTRACT
O controle da leishmaniose visceral (LV) requer um diagnóstico e tratamento adequados, uma vez que o diagnóstico preciso é fundamental para um regime medicamentoso eficaz para os pacientes. Nesse contexto, as ferramentas biotecnológicas devem ser aprimoradas para o manejo clínico e a avaliação epidemiológica da doença. No entanto, existem limitações relacionadas com a sensibilidade e/ou especificidade dos antígenos usados atualmente, mostrando a necessidade de identificação de novas moléculas para serem testadas em um diagnóstico sorológico mais sensível e específico. Neste sentido, no presente estudo, uma abordagem imunoproteômica foi usada para identificar proteínas antigênicas das formas promastigotas e amastigotas da espécie Leishmania infantum, causadora de LV em nosso país, por meio de seu reconhecimento por anticorpos em soros de pacientes com a doença. Amostras de indivíduos saudáveis residentes em região endêmica da doença e de pacientes com Doença de Chagas foram utilizadas com a função de se obter proteínas mais específicas ao parasito Leishmania para serem avaliadas no diagnóstico da LV. Como resultados obtidos, um total de 29 e 21 proteínas foram identificadas nos extratos de formas promastigotas e amastigotas dos parasitos, respectivamente. Para a validação da capacidade diagnóstica, duas proteínas, endonuclease III e GTP-binding protein, foram selecionadas, clonadas, expressas e purificadas para serem testadas em experimentos de ELISA. Os resultados dos testes mostraram valores de sensibilidade e especificidade superiores a 99,0% para a identificação da LV. Os antígenos ainda exibiram um diferencial ao apresentarem baixa reatividade sorológica em pacientes curados e tratados, sugerindo a possibilidade de que as mesmas possam ser aplicadas como marcadores prognósticos da doença. Em conclusão, o estudo imunoproteômico se mostrou eficaz na seleção de proteínas antigênicas de L. infantum e duas delas, endonuclease III e GTP-binding protein, foram bem avaliadas para o diagnóstico da LV frente a um painel sorológico, além de demonstrarem um potencial para monitoramento de pacientes com LV após o tratamento.
The control of visceral leishmaniasis (VL) requires an adequate diagnosis and treatment, since an accurate diagnosis is essential for an effective medication regimen for patients. In this context, biotechnological tools must be improved for the clinical management and epidemiological assessment of the disease. However, there are limitations related to the sensitivity and / or specificity of the antigens currently used, showing the necessity to identify new molecules to be tested in a more sensitive and specific serological diagnosis. In this sense, in the present study, an immunoproteomics approach was used to identify antigenic proteins of the Leishmania infantum promastigote and amastigote forms, which causes VL in our country, through its recognition by antibodies in sera of patients with the disease. Samples from healthy individuals living in an endemic region of the disease and from patients with Chagas disease were used to obtain more specific proteins for the Leishmania parasite, aiming their future application in the VL diagnosis. As results obtained, a total of 29 and 21 proteins were identified in the extracts of parasitic promastigotes and amastigotes, respectively. For validation of the diagnostic capacity, two proteins, endonuclease III and GTP-binding protein, were selected, cloned, expressed and purified to be tested in ELISA experiments. The test results showed sensitivity and specificity values greater than 99.0% for the identification of VL. The antigens also exhibited a differential when presenting low serological reactivity in cured and treated patients, suggesting the possibility that they can be applied as prognostic markers of the disease. In conclusion, the immunoproteomic study proved to be effective in the selection of L. infantum antigenic proteins and two of them, endonuclease III and GTP-binding protein, were well evaluated for the diagnosis of VL against a serological panel, in addition, demonstrating a potential for monitoring patients with VL after treatment.
Subject(s)
Humans , Male , Female , Recombinant Proteins , Leishmania infantum , Leishmaniasis, Visceral , DiagnosisABSTRACT
A esporotricose é uma doença crônica que envolve o tecido subcutâneo afetando seres humanos e animais, causada pelo fungo termodimórfico Sporothrix spp.. A esporotricose é endêmica na América latina, principalmente no Brasil que teve o maior surto zoonótico já registrado, ocorrendo na cidade do Rio de Janeiro. A espécie Sporothrix brasiliensis é a mais diagnosticada no surto e a mais virulenta entre as especies de Sporothrix spp., causando formas mais graves da doença. A esporotricose em gatos é endêmica, fatal e um dos principais fatores pelo alto número de casos no Rio de Janeiro. O tratamento é longo e não vem sendo o suficiente para conter o número de casos da doença. Uma vacina contra a esporotricose poderia mudar esse paradigma no Brasil. O presente trabalho obteve o proteoma da cepa S. brasiliensis 5110 por meio de uma eletroforese 2D, e caracterizou e identificou as possíveis proteínas imunogênicas do fungo por espectrometria de massa. Por meio de programas de predição, foi avaliado e sintetizado 7 sequências de aminoácidos,das proteínas identificadas com maiores chances de se acoplar a molécula MHC de classe II. Apenas 3 foram capazes de induzir proliferação in vitro, os peptídeos ZR3, ZR4 e ZR8, que foram utilizados como vacina na esporotricose subcutânea e avaliados sua eficácia por meio da carga fúngica, diâmetro das lesões, perfil celular e níveis de citocinas. Neste trabalho concluímos que o peptídeo ZR8 foi o melhor candidato à vacina na esporotricose, pois foi capaz de diminuir o diâmetro das lesões, aumentar os níveis de citocinas protetoras (IFN-γ, IL-17A e IL-1ß) e aumentar o número de células TCD4+ e CD3-/CD19+, sendo assim induzindo uma resposta imunológica protetora na esporotricose subcutânea
Sporotrichosis is a chronic disease, which involves the subcutaneous tissue affecting humans and animals caused by the thermodymorphic fungus Sporothrix spp. Sporotrichosis is endemic in Latin America, mainly in Brazil that had the largest zoonotic outbreak ever recorded, occurring in the city of Rio de Janeiro. The Sporothrix brasiliensis is the species more diagnosed in the outbreak and most virulent, causing severe forms of the disease. Sporotrichosis in cats is endemic, fatal and the main factors due to the high number of cases of the disease in Rio de Janeiro. The treatment is long, and has not been enough to contain the number of cases of sporotrichosis. A vaccine against sporotrichosis could change this paradigm in Brazil. The present work obtained the proteome of S. brasiliensis 5110 strain by 2D electrophoresis, and characterized and identified possible immunogenic proteins by mass spectrometry. By prediction programs were evaluated and synthesized 7 peptide sequence from antigenic proteins that have the highest chances of coupling to the MHC class II molecule. From these 7 peptides only 3 were able to induce proliferation in vitro, called ZR3, ZR4 and ZR8 peptides, that were used as a vaccine in subcutaneous sporotrichosis and evaluated their efficacy through fungal load, lesion diameter, cell profile and cytokine levels. We conclude that ZR8 peptide was the best candidate for sporotrichosis vaccine, since it was able to decrease the lesion diameter, increase the levels of protective cytokines (IFN-γ, IL-17A and IL-1ß) and increase the number of CD4+ T cells and CD3-/CD19+ inducing a protective immune response in subcutaneous sporotrichosis
Subject(s)
Animals , Female , Mice , Peptides , Sporothrix/growth & development , Vaccines/analysis , Mass Spectrometry/methods , Sporotrichosis/prevention & control , Proteome , Electrophoresis/instrumentation , MycosesABSTRACT
A esporotricose é uma doença crônica que envolve o tecido subcutâneo afetando seres humanos e animais, causada pelo fungo termodimórfico Sporothrix spp.. A esporotricose é endêmica na América latina, principalmente no Brasil que teve o maior surto zoonótico já registrado, ocorrendo na cidade do Rio de Janeiro. A espécie Sporothrix brasiliensis é a mais diagnosticada no surto e a mais virulenta entre as especies de Sporothrix spp., causando formas mais graves da doença. A esporotricose em gatos é endêmica, fatal e um dos principais fatores pelo alto número de casos no Rio de Janeiro. O tratamento é longo e não vem sendo o suficiente para conter o número de casos da doença. Uma vacina contra a esporotricose poderia mudar esse paradigma no Brasil. O presente trabalho obteve o proteoma da cepa S. brasiliensis 5110 por meio de uma eletroforese 2D, e caracterizou e identificou as possíveis proteínas imunogênicas do fungo por espectrometria de massa. Por meio de programas de predição, foi avaliado e sintetizado 7 sequências de aminoácidos,das proteínas identificadas com maiores chances de se acoplar a molécula MHC de classe II. Apenas 3 foram capazes de induzir proliferação in vitro, os peptídeos ZR3, ZR4 e ZR8, que foram utilizados como vacina na esporotricose subcutânea e avaliados sua eficácia por meio da carga fúngica, diâmetro das lesões, perfil celular e níveis de citocinas. Neste trabalho concluímos que o peptídeo ZR8 foi o melhor candidato à vacina na esporotricose, pois foi capaz de diminuir o diâmetro das lesões, aumentar os níveis de citocinas protetoras (IFN-γ, IL-17A e IL-1ß) e aumentar o número de células TCD4+ e CD3-/CD19+, sendo assim induzindo uma resposta imunológica protetora na esporotricose subcutânea
Sporotrichosis is a chronic disease, which involves the subcutaneous tissue affecting humans and animals caused by the thermodymorphic fungus Sporothrix spp. Sporotrichosis is endemic in Latin America, mainly in Brazil that had the largest zoonotic outbreak ever recorded, occurring in the city of Rio de Janeiro. The Sporothrix brasiliensis is the species more diagnosed in the outbreak and most virulent, causing severe forms of the disease. Sporotrichosis in cats is endemic, fatal and the main factors due to the high number of cases of the disease in Rio de Janeiro. The treatment is long, and has not been enough to contain the number of cases of sporotrichosis. A vaccine against sporotrichosis could change this paradigm in Brazil. The present work obtained the proteome of S. brasiliensis 5110 strain by 2D electrophoresis, and characterized and identified possible immunogenic proteins by mass spectrometry. By prediction programs were evaluated and synthesized 7 peptide sequence from antigenic proteins that have the highest chances of coupling to the MHC class II molecule. From these 7 peptides only 3 were able to induce proliferation in vitro, called ZR3, ZR4 and ZR8 peptides, that were used as a vaccine in subcutaneous sporotrichosis and evaluated their efficacy through fungal load, lesion diameter, cell profile and cytokine levels. We conclude that ZR8 peptide was the best candidate for sporotrichosis vaccine, since it was able to decrease the lesion diameter, increase the levels of protective cytokines (IFN-γ, IL-17A and IL-1ß) and increase the number of CD4+ T cells and CD3-/CD19+ inducing a protective immune response in subcutaneous sporotrichosis