Imunizações pré-clínicas contra malária baseadas no Antígeno 1 de Membrana Apical (PvAMA-1): testes de protocolos homólogos e heterólogos de indução e reforço utilizando DNA plasmidial e/ou proteína recombinante / Pre-clinical immunizations against malaria based on the Apical Membrane Antigen 1 (PvAMA-1): testing prime-boost homologous and heterologous protocols using DNA and/or recombinant protein

RESUMO

O Antígeno 1 de Membrana Apical (AMA-1) é um dos mais promissores candidatos a vacina contra a fase sanguínea da malária. No presente estudo, geramos uma nova proteína recombinante baseada no ectodomínio de AMA-1 de P. vivax (PvAMA-1) a partir do gene sintético com códon otimizado para expressão secretada na levedura Pichia pastoris. Por ELISA, a proteína PvAMA-1 foi reconhecida por 62,5% dos soros de pacientes da Amazônia brasileira infectados por P. vivax. A imunogenicidade de PvAMA-1 foi avaliada em camundongos BALB/c, utilizando protocolos homólogos e heterólogos de indução e reforço com DNA plasmidial e/ou proteína recombinante, emulsificada em Adjuvante de Freund. Os resultados mostraram que a eficiência da imunização é dependente da presença da proteína emulsificada em adjuvante forte. As imunizações subseqüentes foram realizadas com a proteína recombinante emulsificada em diferentes adjuvantes sais de alumínio (Alum), Monophosphoryl Lipid A (MPLA) de Bordetella pertussis, flagelina FliC de Salmonella Typhimurium, saponina Quil A e Adjuvante Incompleto de Freund (AIF). Os resultados demonstraram que as imunizações na presença de Quil A e AIF foram capazes de induzir altos títulos de anticorpos IgG e uma resposta de isotipos de IgG mais balanceada, caracterizando um padrão do tipo Th1/Th2. Títulos de anticorpos mais baixos, mas também expressivos, foram obtidos na presença de Alum, MPLA, Alum + MPLA e Alum + FliC. A análise da resposta proliferativa, por citometria de fluxo utilizando marcação com CFSE, mostrou que células esplênicas CD3+CD4+, assim como CD3+CD8+, de animais imunizados com PvAMA-1 na presença dos adjuvantes Alum, Alum + MPLA, Quil A e AIF foram capazes de proliferar especificamente in vitro. Por imunofluorescência, soros policlonais de camundongos imunizados com o antígeno na presença de MPLA e Quil A foram capazes de reconhecer a proteína nativa expressa em isolados de P. Vivax da Ásia. Visando futuros testes pré clínicos em primatas não humanos, a proteína PvAMA-1 foi produzida em boas práticas de laboratório (BPL) por uma companhia especializada e o potencial imunogênico da proteína foi confirmado em imunizações posteriores. Em conjunto, nossos resultados demonstram que PvAMA-1 é um antígeno promissor para ser explorado em protocolos de imunização contra malária vivax, individualmente, ou em combinação com outros antígenos

ABSTRACT

The Apical Membrane Antigen 1 (AMA-1) is one of the most promissing vaccine candidates against the erythrocytic stage of malaria. In the present study we generated a new recombinant protein based on AMA-1 ectodomain of P. vivax (PvAMA-1) using a synthetic codon optimized gene for yeast secreted expression. By ELISA, the protein PvAMA-1 was recognized by 62,5% of the sera from Brazilian Amazonia patients infected by P. vivax. The immunogenicity of PvAMA-1 was evaluated in BALB/c mice using homologous and heterologous protocols of prime and boost with plasmidial DNA and/or recombinant protein emulsified in Freund adjuvant. The results showed that the efficiency of immunization is dependent on the presence of a strong adjuvant. The following immunizations were conducted using the protein emulsified in different adjuvants aluminium salts (Alum), Monophosphoryl Lipid A (MPLA) of Bordetella pertussis, flagelin FliC of Salmonella Typhimurium, saponin Quil A and Incomplete Freund's Adjuvant (IFA). The results showed that immunizations in the presence of Quil A e IFA were able to induce high IgG titers and a more balanced IgG isotypes response, featuring a standard type Th1/Th2. Lower antibody titers, but also significant, were obtained in the presence of Alum, MPLA, Alum + MPLA and Alum + FliC. The proliferative cellular analysis, by flow cytometry using CFSE staining, showed that splenic cells CD3+CD4+, as well as CD3+CD8+ from immunized mice that received PvAMA-1 with Alum, Alum + MPLA, Quil A and IFA were specifically able to proliferate in vitro. By immunofluorescence, the polyclonal sera from mice immunized with the antigen in the presence of MPLA and Quil A were able to recognize native protein expressed in Asian P. vivax isolates. Aiming future pre-clinical assays in non-human primates, the protein PvAMA-1 was produced in good laboratory practices (GLP) conditions by a specialized company and its immunogenic efficiency was confirmed in later immunizations. Altogether, our results showed that PvAMA-1 is a promissor antigen to be explored in immunization protocols against vivax malaria, individually, or combined with other antigens.