Sistemas de expresión de proteínas recombinantes para el análisis funcional de antígenos de Plasmodium falciparum y Plasmodium vivax: una revisión / Recombinant Protein Expression Systems for Functional Analysis of Plasmodium falciparum and Plasmodium vivax Antigens: A Review / Sistemas de expressão de proteínas recombinantes para o analise funcional de antígenos de Plasmodium falciparum e Plasmodium vivax: uma revisão

RESUMEN

Introducción: Para diseñar vacunas es necesario comprender la función de los antígenos de Plasmodium spp. in-volucrados en la invasión a células hospederas. Diferentes investigaciones han generado proteínas recombinantes utilizando sistemas de expresión heterólogos y así han obtenido moléculas semejantes a las nativas. Con estos avances se desarrollan estrategias que bloquean la infección de estos patógenos. Objetivo: Describir las características y los aspectos metodológicos más importantes de los sistemas de expresión de las proteínas recombinantes en estudios funcionales de Plasmodium spp. Metodología: Revisión descriptiva de estudios publicados en Pubmed, Science Direct, Embase y Medline, entre 2010 y 2020, que incluyeran sistemas recombinantes en células de Escherichia coli, de mamífero y sistemas libres de células, para estudios funcionales de antígenos de Plasmodium falciparum y Plasmodium vivax. Se revisaron 70 artículos originales y 58 cumplieron con los criterios establecidos. Resultados: Obtener proteínas recombinantes mediante un sistema procariota, de mayor rendimiento y bajo costo, ha permitido estudiar un número importante de antígenos. Los sistemas con células de mamífero y libres de células, que permiten modificaciones postraduccionales y plegamiento adecuado de moléculas, se usan para producir librerías de antígenos con estructura conformacional similar a la nativa. Conclusión: El estudio de los antígenos de Plasmodium spp. implicados en la infección y desarrollo de células diana requiere una adecuada selección del método de producción recombinante. El refinamiento de procesos de expresión en sistemas procariotas, eucariotas e in vitro, mediante ingeniería genética y cultivo celular, permitirá mejores rendimientos y menor costo.

ABSTRACT

Introduction: Understanding the function of Plasmodium spp. Antigens involved in invasion of host cells is necessary to design vaccines. Different studies have generated recombinant proteins using heterologous expression systems, obtaining molecules similar to native ones. These advances are es-sential to develop strategies that block the infection of these pathogens. Objective: Describe the most important characteristics and methodological aspects of recombinant protein expression systems in functional studies of Plasmodium spp. Methodology: Descriptive review of studies published in Pubmed, Science Direct, Embase and Medline, between 2010 and 2020, that included recombinant systems in Escherichia coli cells, mam-malian and cell-free, for functional studies of Plasmodium falciparum and Plasmodium vivax antigens. 70 original articles were reviewed, 58 met the established criteria. Results: Obtaining recombinant proteins by means of a prokaryotic system, with higher performance and low cost, has allowed functional studies of a significant number of antigens. Mammalian cell and cell free systems, which allow for post-translational modifications and adequate folding of molecules, are used to produce antigen libraries with native-like conformational structure. Conclusion:Plasmodium spp. antigen study involved in infection and development in target cells, re-quires adequate selection of the recombinant production method. The refinement of expression pro-cesses in prokaryotic, eukaryotic and in vitro systems, through genetic engineering and cell culture, will allow better yields and lower cost

RESUMO

Introdução: Para desenvolver vacinas, é necessário entender a função dos antígenos de Plasmodium spp. envolvidos na invasão das células hospedeiras. As pesquisas têm gerado proteínas recombinan-tes utilizando sistemas de expressão heterólogos para obter moléculas similares às nativas. Com estes avanços, estratégias que bloqueiam a infecção destes patógenos estão sendo desenvolvidas. Objetivo: Descrever as características mais importantes e aspectos metodológicos dos sistemas de expressão de proteínas recombinantes em estudos funcionais de Plasmodium spp. Metodologia: Revisão descritiva dos estudos publicados em Pubmed, Science Direct, Embase e Medline, entre 2010 e 2020, que incluíram sistemas recombinantes em células de Escherichia coli, de mamífero e sistemas livres de células, para estudos funcionais dos antígenos de Plasmodium fal-ciparum e Plasmodium vivax. Setenta artigos originais foram revisados e 58 preenchiam os critérios estabelecidos. Resultado: A obtenção de proteínas recombinantes usando um sistema procariótico, com maior rendimento e baixo custo, permitiu o estudo de um número significativo de antígenos. Sistemas de células mamíferas e sem células, que permitem modificações pós-tradução e dobramento adequado das moléculas, são usados para produzir bibliotecas de antígenos com uma estrutura semelhante à nativa. Conclusão: O estudo dos antígenos Plasmodium spp. envolvidos na infecção e no desenvolvimento das células-alvo requer uma seleção adequada do método de produção recombinante. O refinamento dos processos de expressão em sistemas procarióticos, eucarióticos e in vitro, através da engenharia genética e da cultura celular, permitirá melhores rendimentos e menores custos.