Identifying molecularly defined antigens for a Histoplasma capsulatum-specific interferon gamma release assay / Identificación de antígenos definidos molecularmente para un ensayo de liberación de interferón-gamma específico para Histoplasma capsulatum

ABSTRACT

Background: In a previous work we showed the feasibility of an interferon gamma release assay (IGRA) for detecting latent infection by Histoplasma capsulatum. While in that proof-of-concept study we used crude fungal extracts as antigens, the newest IGRAs developed for other infections are based on molecularly defined antigens, mostly on mixtures of immunogenic peptides. Aims: To identify proteins in H. capsulatum that might serve as molecularly defined antigens for an IGRA test. Methods: We surveyed the literature looking for known H. capsulatum-immunogenic proteins and assayed two of them as antigens in an IGRA test, in a study that involved 80 volunteers. Furthermore, we used several bioinformatics tools to identify specific H. capsulatum proteins and to analyze possible strategies for the design of H. capsulatum-specific immunogenic peptides. Results: Seven H. capsulatum-immunogenic proteins were retrieved from the literature. IGRA tests using either the heat shock protein 60 or the M antigen showed high sensitivities but low specificities, most likely due to the high sequence similarity with the corresponding orthologs in other pathogenic microorganisms. We identified around 2000 H. capsulatum-specific proteins, most of which remain unannotated. Class II T-cell epitope predictions for a small number of these proteins showed a great variability among different alleles, prompting for a "brute force" approach for peptide design. Conclusions: The H. capsulatum genome encodes a large number of distinctive proteins, which represent a valuable source of potential specific antigens for an IGRA test. Among them, the Cfp4 protein stands out as a very attractive candidate

RESUMEN

Antecedentes En un trabajo anterior mostramos la viabilidad de un ensayo de liberación de interferón-gamma (IGRA) para detectar la infección latente por Histoplasma capsulatum. En esa prueba de concepto utilizamos extractos crudos del hongo como antígenos; sin embargo, los IGRA de última generación desarrollados para otras infecciones se basan en antígenos definidos molecularmente, principalmente en mezclas de péptidos inmunogénicos. Objetivos Identificar proteínas de H. capsulatum que podrían servir como antígenos definidos molecularmente en una prueba IGRA. Métodos: Examinamos la literatura en busca de proteínas inmunogénicas de H. capsulatum ya conocidas, y ensayamos dos de ellas como antígenos en una prueba IGRA, en un estudio donde participaron 80 voluntarios. Además, utilizamos varias herramientas bioinformáticas para identificar proteínas específicas de H. capsulatum y analizar posibles estrategias para el diseño de péptidos inmunogénicos específicos. Resultados: Encontramos siete proteínas de H. capsulatum caracterizadas como inmunogénicas en la literatura. Las pruebas IGRA donde utilizamos la proteína de choque térmico 60 o el antígeno M, mostraron una alta sensibilidad, pero baja especificidad, debido probablemente a la alta similitud de secuencia con los ortólogos correspondientes en otros microorganismos patógenos. Identificamos unas 2000 proteínas específicas de H. capsulatum, la mayoría de las cuales permanecen sin anotar. Las predicciones de epítopos de células T de clase II realizadas para un pequeño número de estas proteínas mostraron una gran variabilidad entre los diferentes alelos, sustentando la aplicación de un enfoque de «fuerza bruta» en el diseño de estos péptidos. Conclusiones: El genoma de H. capsulatum codifica una gran cantidad de proteínas específicas que representan una fuente valiosa de posibles antígenos para una prueba IGRA. Entre ellos, la proteína Cfp4 resulta un candidato muy atractivo