Estudos in silico de proteínas secretadas por Leptospira spp. patogênicas: Uma nova abordagem para identificação de alvos vacinais e diagnósticos

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Maia, Fernanda de Moraes
Data de Publicação: 2022
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da FIOCRUZ (ARCA)
Texto Completo: https://www.arca.fiocruz.br/handle/icict/55954
Resumo: A leptospirose é a zoonose mais disseminada no mundo, causando, anualmente, mais de 1 milhão de casos e levando a morte de cerca de 60 mil pessoas. A doença é causada por bactérias patogênicas do gênero Leptospira, transmitidas pelo contato direto com animais reservatórios ou indireto com água ou solo contaminados pela urina de animais infectados. No Brasil, a leptospirose é endêmica e acomete mais de 3.700 pessoas por ano das quais cerca de 75% evoluem para hospitalizações e resultam em uma letalidade de 9%. Além disso, a leptospirose representa um risco econômico ao país, uma vez que afeta animais de criação, com distúrbios reprodutivos e até a morte. Apesar disso a ausência de vacinas protetoras e as atuais ferramentas para monitoramento animal e diagnóstico, contribuem para a elevada taxa de hospitalizações e agravamento dos casos. Nesse contexto, proteases secretadas representam uma interessante alternativa para formulações vacinais e reativos diagnóstico, sendo importantes para a evasão do sistema imune. Porém o vasto repertório de proteínas de leptospiras dificulta sua exploração por métodos tradicionais. Assim, a imunoinformática surge como uma estratégia promissora para avaliação de dados genômicos e subsequente seleção de antígenos candidatos vacinais e de novos reativos diagnósticos. O objetivo do trabalho foi identificar epítopos alvos de anticorpos, conservados entre espécies patogênicas de Leptospira. Foram selecionadas 24 proteínas descritas em estudos de secretômica e no sobrenadante de leptospiras patogênicas que foram avaliadas por bioinformática quanto a sua localização subcelular, associação à virulência e antigenicidade. 6 proteínas foram consideradas secretadas, antigênicas e associadas a virulência e seguiram para a etapa de predição de epítopos lineares de células B e uma nova análise de antigenicidade, resultando em 10 epítopos preditos, em 4 proteínas, que foram sintetizados e validados experimentalmente por ELISA contra um painel de amostras de soro de 51 pacientes infectados por leptospiras patogênicas e 36 amostras não infectadas. Interessantemente, 75% das amostras dos pacientes infectados por leptospiras, utilizadas no estudo, reagiram para pelo menos 1 epítopo predito. A frequência geral (IgG ou IgM) de respondedores para os peptídeos, variou de 14% a 35%. Dessa forma, esses epítopos foram confirmados como imunogênicos em indivíduos com leptospirose, podendo ser utilizados em estudos de novas formulações vacinais e para o desenvolvimento de novos reativos diagnósticos
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No Brasil, a leptospirose é endêmica e acomete mais de 3.700 pessoas por ano das quais cerca de 75% evoluem para hospitalizações e resultam em uma letalidade de 9%. Além disso, a leptospirose representa um risco econômico ao país, uma vez que afeta animais de criação, com distúrbios reprodutivos e até a morte. Apesar disso a ausência de vacinas protetoras e as atuais ferramentas para monitoramento animal e diagnóstico, contribuem para a elevada taxa de hospitalizações e agravamento dos casos. Nesse contexto, proteases secretadas representam uma interessante alternativa para formulações vacinais e reativos diagnóstico, sendo importantes para a evasão do sistema imune. Porém o vasto repertório de proteínas de leptospiras dificulta sua exploração por métodos tradicionais. Assim, a imunoinformática surge como uma estratégia promissora para avaliação de dados genômicos e subsequente seleção de antígenos candidatos vacinais e de novos reativos diagnósticos. O objetivo do trabalho foi identificar epítopos alvos de anticorpos, conservados entre espécies patogênicas de Leptospira. Foram selecionadas 24 proteínas descritas em estudos de secretômica e no sobrenadante de leptospiras patogênicas que foram avaliadas por bioinformática quanto a sua localização subcelular, associação à virulência e antigenicidade. 6 proteínas foram consideradas secretadas, antigênicas e associadas a virulência e seguiram para a etapa de predição de epítopos lineares de células B e uma nova análise de antigenicidade, resultando em 10 epítopos preditos, em 4 proteínas, que foram sintetizados e validados experimentalmente por ELISA contra um painel de amostras de soro de 51 pacientes infectados por leptospiras patogênicas e 36 amostras não infectadas. Interessantemente, 75% das amostras dos pacientes infectados por leptospiras, utilizadas no estudo, reagiram para pelo menos 1 epítopo predito. A frequência geral (IgG ou IgM) de respondedores para os peptídeos, variou de 14% a 35%. Dessa forma, esses epítopos foram confirmados como imunogênicos em indivíduos com leptospirose, podendo ser utilizados em estudos de novas formulações vacinais e para o desenvolvimento de novos reativos diagnósticosLeptospirosis is the most widespread zoonosis in the world, annually causing more than 1 million cases and leading to the death of about 60,000 people. The disease is caused by pathogenic bacteria of the genus Leptospira, transmitted by direct contact with reservoir animals or indirectly with water or soil contaminated by the urine of infected animals. In Brazil, leptospirosis is endemic and affects more than 3,700 people a year, of which about 75% progress to hospitalization and result in a lethality of 9%. In addition, leptospirosis represents an economic risk to the country, as it affects farm animals, with reproductive disorders and even death. Despite this, the absence of protective vaccines and the current tools for animal monitoring and diagnosis contribute to the high rate of hospitalizations and aggravation of cases. In this context, secreted proteases represent an interesting alternative for vaccine formulations and diagnostic tools, being important for evasion of the immune system. However, the vast repertoire of leptospires proteins makes it difficult to explore them by traditional methods. Thus, immunoinformatics emerges as a promising strategy for the evaluation of genomic data and subsequent selection of vaccine candidate antigens and new diagnostic tools. The objective of this work was to identify antibody target epitopes, conserved among pathogenic Leptospira species. Were selected 24 proteins described in secretomic studies and in the supernatant of pathogenic leptospires were evaluated by bioinformatics for their subcellular location, association with virulence and antigenicity. 6 proteins were considered to be secreted, antigenic and associated with virulence and proceeded to the next stage of to linear B cell epitope prediction and a new antigenicity analysis, resulting in 10 predicted epitopes, in 4 proteins, which were synthesized and experimentally validated by ELISA against a panel of serum samples from 51patients infected with pathogenic leptospires and 36 uninfected samples. Interestingly, 75% of samples from leptospire-infected patients used in the study reacted to at least 1 predicted epitope. The overall frequency (IgG or IgM) of responders to the peptides ranged from 14% to 35%. Thus, these epitopes were confirmed as immunogenic in individuals with leptospirosis and can be used in studies of new vaccine formulations and for the development of new diagnostic toolsFundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.porLeptospiroseImunoinformáticaAlvos vacinaisEpítopos de células BResposta imuneLeptospiroseDesenvolvimento de MedicamentosEpitopos de Linfócito BImunidadeSimulação por ComputadorEstudos in silico de proteínas secretadas por Leptospira spp. patogênicas: Uma nova abordagem para identificação de alvos vacinais e diagnósticosinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesis2022Instituto Oswaldo CruzFundação Oswaldo CruzMestrado AcadêmicoRio de JaneiroPrograma de Pós-Graduação em Biologia Parasitáriainfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da FIOCRUZ (ARCA)instname:Fundação Oswaldo Cruz (FIOCRUZ)instacron:FIOCRUZLICENSElicense.txttext/plain1748https://www.arca.fiocruz.br/bitstream/icict/55954/1/license.txt8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33MD51ORIGINALfernanda_maia_ioc_mest_2022.pdfapplication/pdf1244887https://www.arca.fiocruz.br/bitstream/icict/55954/2/fernanda_maia_ioc_mest_2022.pdfd78bed2c9ac0bda79d8881afaa56e206MD52icict/559542022-12-15 10:42:41.707oai:www.arca.fiocruz.br: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Repositório InstitucionalPUBhttps://www.arca.fiocruz.br/oai/requestrepositorio.arca@fiocruz.bropendoar:21352022-12-15T13:42:41Repositório Institucional da FIOCRUZ (ARCA) - Fundação Oswaldo Cruz (FIOCRUZ)false
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