Anticorpos recombinantes contra as toxinas Stx1 e Stx2 produzidas por Escherichia coli produtora da toxina de Shiga: obtenção e caracterização dessas ferramentas para o imunodiagnóstico e terapia / Recombinant antibodies against Stx1 and Stx2 toxins: obtainment and characterization of these tools for Shiga toxin-producing Escherichia coli (STEC) immunodiagnosis and therapy

ABSTRACT

Shiga toxin-producing Escherichia coli (STEC) causes hemorrhagic colitis and hemolytic uremic syndrome by producing Shiga toxin (Stx), a AB5 type toxin. The B subunit binds to ganglioside receptors, and the active A subunit is translocated into the cell, where it inhibits protein synthesis by acting on rRNA, leading to cell death. Diagnosis of these strains is not commonly done in the routine laboratory of low-income countries. Besides, therapy for intoxication is based on minimizing the symptoms, since no toxin antidote is available. Thus, the development of effective tools for toxin detection and therapy is highly relevant. Antibodies exhibit excellent high affinity for their specific antigens. To maintain the homogeneity and specificity of monoclonal antibodies, together with largescale production and low cost, genetic engineering has been used to develop recombinant antibodies. These include single chain variable fragments and antigenbinding fragments, which consist of antibody fragments that have antigen recognition regions. In the present study we obtained and characterized two different recombinant antibody fragments (Fab and scFv), produced in bacteria, against Stx toxins from STEC isolates. Furthermore, for the first time a human monovalent fragment was constructed (Fab), which was able to recognize and neutralize Stx toxins. These fragments obtained are promising tools for its use in the diagnosis and therapy of intoxication by STEC.

RESUMO

Linhagens de Escherichia coli produtoras da toxina de Shiga (STEC) causam colite hemorrágica e síndrome hemolítica urêmica pela produção da citotoxina de Shiga (Stx), uma toxina do tipo AB5, a subunidade B se liga ao receptor, e transloca a subunidade A ativa que inibe a síntese proteica por agir no rRNA levando à morte celular. O diagnóstico dessas linhagens não é realizado na rotina laboratorial de países em desenvolvimento e a terapia da intoxicação se baseia em tratar os sintomas, pois não há antídoto para a toxina. A obtenção de ferramentas para a detecção e terapia destas toxinas são de grande importância. Os anticorpos tem se mostrado moléculas excelentes como reagentes ligantes de alta afinidade à proteínas. Com o intuito de manter a homogeneidade e a especificidade dos anticorpos monoclonais, aliados ainda à produção em larga escala com baixo custo, a engenharia genética tem sido utilizada para obtenção de anticorpos recombinantes como os fragmentos variáveis de cadeia única e os fragmentos de ligação ao antígeno, que são fragmentos de anticorpos que possuem as regiões de reconhecimento ao antígeno. No presente trabalho foram obtidos e caracterizados dois tipos diferentes de fragmentos de anticorpos recombinantes (scFv e Fab), produzidos em bactérias, contra as toxinas Stx produzidas por isolados de STEC. Além disso, pela primeira vez, foi construído um fragmento monovalente humano (Fab), capaz de reconhecer e neutralizar as toxinas Stx. Estes fragmentos obtidos são promissores para seu uso como ferramentas tanto no diagnóstico como na terapia das intoxicações por STEC.