Avaliação da imunogenicidade de diferentes formas alélicas da proteí­na recombinante PvAMA-1expressa em Pichia pastoris: impacto da diversidade antigênica / Evaluation of the immunogenicity of different allelic forms of PvAMA-1 protein expressed in Pichia pastoris: impact of antigenic diversity

A malária é um problema de saúde pública no Brasil e no mundo. Em 2016, o número de casos estimado pela Organização Mundial de Saúde foi de 216 milhões. Plasmodium falciparum é a espécie mais prevalente e responsável pelo maior número de mortes no mundo, sobretudo no continente africano. Por outro lado, o Plasmodium vivax é conhecido por sua ampla distribuição geográfica, sendo a espécie que predomina nas Américas, incluindo o Brasil. Nos últimos 20 anos, nosso grupo tem gerado e caracterizado diversas proteínas recombinantes baseadas em antígenos imunodominantes de P. vivax que podem servir como base para o desenvolvimento de uma vacina contra malária. Entre os antígenos de merozoítas, uma das principais proteínas em estudo pelo nosso grupo é o Antígeno 1 de Membrana Apical de P. vivax (PvAMA-1), caracterizado previamente como altamente imunogênico em infecções naturais e em camundongos imunizados, na presença de diferentes adjuvantes. O objetivo do presente estudo foi investigar o efeito da diversidade antigênica dessa proteína no reconhecimento por anticorpos específicos e na indução de imunidade contra o parasita. Para isso, foram geradas seis novas proteínas representando diferentes alelos descritos na natureza: PvAMA-1-Belem, PvAMA-1-Sal-I, PvAMA-1-Chesson-I, PvAMA-1-SK0814-apical, PvAMA-1-Indonesia-XIX e PvAMA-1-PNG_62_MU. As proteínas recombinantes foram expressas em leveduras Pichia pastoris e purificadas em duas etapas cromatográficas. Em seguida, as imunizações em camundongos C57BL/6 foram realizadas com as proteínas administradas de forma isolada, ou em combinação, na presença do adjuvante agonista de TLR3 (Poly I:C). Por ELISA, observamos que todas as formulações foram capazes de induzir anticorpos IgG contra as proteínas homólogas e heterólogas, o que sugere que a diversidade antigênica entre as formas alélicas não compromete o reconhecimento. Os dados gerados no presente trabalho sugerem que uma formulação contendo mistura de diferentes alelos representando a proteína AMA-1 pode ser explorada para o desenvolvimento de uma vacina de ampla cobertura contra o P. vivax

Malaria is a public health problem in Brazil and throughout the world. In 2016, the World Health Organization estimated there were 216 million cases of malaria. Plasmodium falciparum is the most prevalent species and is responsible for the largest number of deaths, especially in the African continent. However, Plasmodium vivax is known for its wide geographic distribution, being the species that prevails in the Americas, including Brazil. In the last 20 years, our group has generated and characterized several recombinant proteins based on immunodominant antigens of P. vivax that can serve as a basis for the development of a malaria vaccine. Among the merozoite antigens, one of the main proteins studied by our group is P. vivax apical membrane antigen-1 (PvAMA-1), previously characterized as highly immunogenic in natural infections and immunized mice, in the presence of different adjuvants. The objective of this study was to investigate the effect of antigenic diversity of this protein in the recognition of specific antibodies and the induction of immunity against the parasite. For this, six new proteins were generated representing different alleles described in nature: PvAMA-1-Belem, PvAMA-1-Sal-i, PvAMA-1-Chesson-i, PvAMA-1-SK0814-apical, PvAMA-1-Indonesia-XIX, and PvAMA-1-PNG_62_MU. Recombinant proteins were expressed in Pichia pastoris yeast and purified by two chromatographic stages. Then, C57BL/6 mice were immunized with these proteins administered in isolation or in combination, in the presence of the TLR3 agonist adjuvant, Poly I:C. Using an enzyme-linked immunosorbent assay, we observed that all formulations induced IgG antibodies against homologous and heterologous proteins. This indicates that antigenic diversity between allele forms does not compromise recognition. This finding suggests that a formulation containing a mixture of different alleles representing the PvAMA-1 protein can be exploited for developing of a wide coverage vaccine against P. vivax

Resposta de linfonodos em bovinos inoculados a campo com a vacina recombinante rSBm7462 anti Rhipicephalus (Boophilus) microplus) / Lymph nodes response of cattle inoculated at field with a recombinant vaccine rSBm7462 against Rhipicephalus (Boophilus) microplus

A dependência exclusiva de compostos químicos para o controle de Rhipicephalus (Boophilus) microplus tornou-se uma das maiores preocupações científicas e econômicas dos últimos anos, e como consequência, estão sendo realizadas pesquisas para o desenvolvimento de vacinas. O objetivo deste trabalho foi avaliar a resposta de linfonodos de bovinos imunizados a campo com o peptídeo rSBm7462 anti R. (B.) microplus. Foram utilizados 14 bovinos mestiços (Bos taurus x Bos indicus), com idades entre 4-10 meses, mantidos em duas propriedades rurais do norte do estado de Minas Gerais. Os animais receberam três imunizações do peptídeo rSBm7462, aplicados por via subcutânea, com intervalo de 30 dias. Após 15 dias de cada imunização, os linfonodos pré-escapulares foram coletados e fixados por 18 horas em formol. Posteriormente, foram incluídos em Paraplast e as amostras foram coradas pela técnica hematoxilina-eosina (HE) para a observação de eventos celulares. Para a identificação do antígeno nos linfonodos dos animais imunizados, foi realizada a técnica de imuno-histoquímica (IHQ) com o método peroxidase-anti-peroxidase (PAP). A resposta de linfonodos dos bovinos inoculados foi avaliada pelas análises de formação de centros germinais (CG), hiperplasia de cordões medulares (CM) e a presença do antígeno rSBm7462 em células PAP+, demonstrando que o peptídeo recombinante rSBm7462 induz uma resposta imune adaptativa T-dependente, caracterizada nos tecidos linfóides secundários pela formação de estruturas que conferem afinidade e memória imunológica.

Exclusive chemicals dependence for the control of Rhipicephalus (Boophilus) microplus has become one of the largest scientific and economical concerns in recent years, and as a result, research to vaccine development are being undertaken. The objective of this study was evaluating the lymph nodes response of cattle immunized at field with the rSBm7462 anti-R. (B.) microplus peptide. Fourteen crossbred cattle (Bos taurus x Bos indicus), aged 4-10 months, were used. The animals were maintained on two farms in the north of Minas Gerais state and received three immunizations with the peptide rSBm7462 applied subcutaneously at 30-day intervals. Pre-scapular lymph nodes were collected surgically 15 days after each immunization and fixed in formalin for 18 hours, then, they were embedded in Paraplast subsequently and the samples were stained with Hematoxylin-Eosin (HE) technique for cellular events observation. On the other hand, in order to antigens identifying in immunized animals lymph nodes, the immunohistochemistry (IHC) with peroxidase-anti peroxidase (PAP) method was performed. Lymph node response of cattle inoculated was evaluated by analysis of germinal centers (GC) formation, medullary cords hyperplasia (MC) and antigen rSBm7462 presence in PAP+ cells. This study shows that the recombinant peptide rSBm7462 induces a T-dependent adaptive immune response characterized on secondary lymphoid tissues by structure formation for affinity and immunological memory.

Efficacy of a gE-deleted, bovine herpesvirus 1 (BoHV-1) inactivated vaccine / Eficácia de uma vacina inativada, gE-deletada, contra o herpesvírus bovino tipo 1 (BoHV-1)

Bovine herpesvirus type 1 (BoHV-1) is recognized as a major cause of economic losses in cattle. Vaccination has been widely applied to minimize losses induced by BoHV-1 infections. We have previously reported the development of a differential BoHV-1 vaccine, based on a recombinant glycoprotein E (gE)-deleted virus (265gE-). In present paper the efficacy of such recombinant was evaluated as an inactivated vaccine. Five BoHV-1 seronegative calves were vaccinated intramuscularly on day 0 and boostered 30 days later with an inactivated, oil adjuvanted vaccine containing an antigenic mass equivalent to 10(7.0) fifty per cent cell culture infectious doses (CCID50) of 265gE-. Three calves were kept as non vaccinated controls. On day 60 post vaccination both vaccinated and controls were challenged with the virulent parental strain. No clinical signs or adverse effects were seen after or during vaccination. After challenge, 2/5 vaccinated calves showed mild clinical signs of infection, whereas all non vaccinated controls displayed intense rhinotracheitis and shed virus for longer and to higher titres than vaccinated calves. Serological responses were detected in all vaccinated animals after the second dose of vaccine, but not on control calves. Following corticosteroid administration in attempting to induce reactivation of the latent infection, no clinical signs were observed in vaccinated calves, whereas non vaccinated controls showed clinical signs of respiratory disease. In view of its immunogenicity and protective effect upon challenge with a virulent BoHV-1, the oil adjuvanted preparation with the inactivated 265gE- recombinant was shown to be suitable for use as a vaccine.

O Herpesvírus bovino tipo 1 (BoHV-1) é reconhecido como um importante agente de perdas econômicas em bovinos. Vacinação tem sido amplamente empregada para minimizar as perdas conseqüentes a infecções com o BoHV-1. Reportamos previamente o desenvolvimento de uma vacina diferencial para BoHV-1, baseada em um recombinante do qual a glicoproteína gE (gE) foi deletada (265gE-). No presente trabalho foi realizada a avaliação da eficácia de tal recombinante como vacina inativada. Cinco bovinos soronegativos para BoHV-1 foram vacinadas por via intramuscular no dia 0 e revacinadas 30 dias após com uma vacina inativada com adjuvante oleoso, contendo massa antigênica equivalente a 10(7.0) doses infectantes para 50 por cento dos cultivos celulares (DICC50) de 265gE-. Três animais foram mantidos como controles não vacinados. No dia 60 pós-vacinação, os animais vacinados e controles foram desafiados com a amostra virulenta parental. Nenhum sinal clínico ou efeito adverso foi observado após ou durante a vacinação. Após o desafio, 2 dos 5 animais vacinados apresentaram sinais leves de infecção, enquanto que todos os animais não vacinados apresentaram intensa rinotraqueíte e disseminaram vírus por mais tempo e em títulos mais elevados do que os animais vacinados. Respostas sorológicas foram detectadas em todos os animais vacinados depois da segunda dose de vacina, mas não nos animais do grupo controle. Após a administração de corticosteróide visando a reativação de infecções latentes, não foram observados sinais clínicos em nenhum dos 5 animais vacinados, enquanto os animais não vacinados apresentaram sinais leves de doença respiratória. Em vista de sua imunogenicidade e efeito protetor frente ao desafio com BoHV-1 virulento, a preparação oleosa com o recombinante 265gE- inativado foi demonstrada ser adequada para uso como vacina.

Immunogenicity and antigenicity of the recombinant EMA-1 protein of Theileria equi expressed in the yeast Pichia pastoris / Imunogenicidade e antigenicidade da proteína recombinante EMA-1 de Theileria equi expressa em Pichia pastoris

The equine piroplasmosis caused by Theileria equi is one of the most important parasitic diseases of the equine, causing damage to animal health and economic losses. In T. equi, 2 merozoite surface proteins, equi merozoite antigen EMA-1 and EMA-2, have been identified as the most immunodominant antigens. This suggests that these antigens might be used as immunobiological tools. The EMA-1 of Theileria equi was cloned and expressed in the yeast Pichia pastoris. The transformed yeast was grown at high cell density, expressing up to 389 mg.L-1 of recombinant protein. The protein was concentrated and detected in Dot blot. The recombinant product was antigenically similar to the native protein as determined using monoclonal antibodies, and polyclonal antibodies obtained from equines naturally infected with T. equi. The immunogenicity of rEMA-1 protein was demonstrated by IFAT using sera from recombinant-protein-immunized mice using aluminum hydroxide as adjuvant. All animals vaccinated with rEMA-1 developed a high specific antibody response. This results suggest that rEMA-1expressed in P. pastoris might be a strong candidate to be used as an antigen for immune diagnostics as well as a vaccine antigen.

A piroplasmose equina causada por Theileria equi é uma das mais importantes doenças parasitárias de equídeos, causando danos a saúde animal e perdas econômicas. Em T. equi, 2 proteínas de superfície de merozoítos, equi merozoite antigen EMA-1 e EMA-2, têm sido identificadas como antígenos imunodominantes. Sugerindo que estes antígenos possam ser usados como produtos imunobiológicos. O gene EMA-1 de T. equi foi clonado e expressado na levedura Pichia pastoris. As leveduras transformadas foram cultivadas a altas densidades celulares expressando 389 mg.L-1 de proteína recombinante. A proteína foi concentrada e detectada em Dot blot. O produto recombinante foi antigenicamente similar à proteína nativa quando determinado usando anticorpo monoclonal e anticorpos policlonais obtidos de equinos naturalmente infectados com T. equi. A imunogenicidade da proteína rEMA-1 foi demonstrada por RIFI utilizando soro de camundongos imunizados com proteína recombinante usando hidróxido de alumínio como adjuvante. Todos os animais vacinados com rEMA-1 desenvolveram uma alta resposta específica de anticorpos. Esses resultados sugerem que rEMA-1 expressa em P. pastoris possa ser um candidato para ser usado como antígeno para diagnóstico imunológico bem como antígeno para vacinas.

Immunogenicity and antigenicity of the recombinant EMA-1 protein of Theileria equi expressed in the yeast Pichia pastoris

The equine piroplasmosis caused by Theileria equi is one of the most important parasitic diseases of the equine, causing damage to animal health and economic losses. In T. equi, 2 merozoite surface proteins, equi merozoite antigen EMA-1 and EMA-2, have been identified as the most immunodominant antigens. This suggests that these antigens might be used as immunobiological tools. The EMA-1 of Theileria equi was cloned and expressed in the yeast Pichia pastoris. The transformed yeast was grown at high cell density, expressing up to 389 mg.L-1 of recombinant protein. The protein was concentrated and detected in Dot blot. The recombinant product was antigenically similar to the native protein as determined using monoclonal antibodies, and polyclonal antibodies obtained from equines naturally infected with T. equi. The immunogenicity of rEMA-1 protein was demonstrated by IFAT using sera from recombinant-protein-immunized mice using aluminum hydroxide as adjuvant. All animals vaccinated with rEMA-1 developed a high specific antibody response. This results suggest that rEMA-1expressed in P. pastoris might be a strong candidate to be used as an antigen for immune diagnostics as well as a vaccine antigen.

A piroplasmose equina causada por Theileria equi é uma das mais importantes doenças parasitárias de equídeos, causando danos a saúde animal e perdas econômicas. Em T. equi, 2 proteínas de superfície de merozoítos, equi merozoite antigen EMA-1 e EMA-2, têm sido identificadas como antígenos imunodominantes. Sugerindo que estes antígenos possam ser usados como produtos imunobiológicos. O gene EMA-1 de T. equi foi clonado e expressado na levedura Pichia pastoris. As leveduras transformadas foram cultivadas a altas densidades celulares expressando 389 mg.L-1 de proteína recombinante. A proteína foi concentrada e detectada em Dot blot. O produto recombinante foi antigenicamente similar à proteína nativa quando determinado usando anticorpo monoclonal e anticorpos policlonais obtidos de equinos naturalmente infectados com T. equi. A imunogenicidade da proteína rEMA-1 foi demonstrada por RIFI utilizando soro de camundongos imunizados com proteína recombinante usando hidróxido de alumínio como adjuvante. Todos os animais vacinados com rEMA-1 desenvolveram uma alta resposta específica de anticorpos. Esses resultados sugerem que rEMA-1 expressa em P. pastoris possa ser um candidato para ser usado como antígeno para diagnóstico imunológico bem como antígeno para vacinas.