Identificação e clonagem de genes espécie-específicos de Leishmania infantum para expressão piloto de proteínas recombinantes com potencial para o diagnóstico de Leishmaniose Visceral

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Steffler, Joselma Maria Dias
Data de Publicação: 2023
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFSCAR
Texto Completo: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/17902
Resumo: Leishmaniasis is a public health problem observed in several countries, being considered by the World Health Organization (WHO) one of the 10 neglected tropical diseases. It is caused by Leishmania parasites that affect both humans and animals. Leishmaniasis has three clinical manifestations, Cutaneous Leishmaniasis (CL), Mucocutaneous Leishmaniasis (MCL) and Visceral Leishmaniasis (VL), the latter is the most severe form of the disease. The symptomatology of VL is nonspecific and includes fever, hepatomegaly, splenomegaly, diarrhea, weight loss and pale mucous membranes. Early diagnosis decreases VL morbidity and mortality rates, which can reach up to 90% if left untreated. Its diagnosis is done through the association of clinical signs, epidemiological aspects combined with parasitological and/or serological tests. A specific diagnostic test with high sensitivity is very important to avoid cross-reactions with other infectious and parasitic diseases with similar symptoms. Considering that current serological tests present variable effectiveness, studies to reach a more accurate diagnosis is necessary. This precision can be achieved using antigens that provide specificity in parasite detection. Thus, the aim of this study were to perform in silico predictions of potential antigens by searching species-specific genes in genome of Leishmania infantum using Bioinformatics tools, such as BLAST/NCBI, BepiPred, UniProt, CDD and AlphaFold. The most promising candidate genes obtained in the in silico analysis step were isolated from the genome of HUUFS14 L. infantum strain, cloned in pET28a vector and expressed as recombinant protein in bacterial system (Escherichia coli). Afterwards, three genes of interest, LINF_070006600, LINF_310021300 and LINF_310031700 were submitted to recombinant protein expression test. The products of these genes are hypothetical proteins and unknow function, with a molecular weight of 14, 15 and 36 kDa respectively. Possibly, they act in the extracellular environment, because the presence of a signal peptide (LINF_070006600) and a transmembrane domain site (LINF_310021300 and LINF_310031700) were identified. Only the expression of the LINF0700 recombinant protein was observed, but with a size above the expected. This work was important for identifying genes exclusive to L. infantum, and the expressed recombinant protein could be used in future studies to evaluate new antigens for serological diagnosis of visceral leishmaniasis.
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Leishmaniasis has three clinical manifestations, Cutaneous Leishmaniasis (CL), Mucocutaneous Leishmaniasis (MCL) and Visceral Leishmaniasis (VL), the latter is the most severe form of the disease. The symptomatology of VL is nonspecific and includes fever, hepatomegaly, splenomegaly, diarrhea, weight loss and pale mucous membranes. Early diagnosis decreases VL morbidity and mortality rates, which can reach up to 90% if left untreated. Its diagnosis is done through the association of clinical signs, epidemiological aspects combined with parasitological and/or serological tests. A specific diagnostic test with high sensitivity is very important to avoid cross-reactions with other infectious and parasitic diseases with similar symptoms. Considering that current serological tests present variable effectiveness, studies to reach a more accurate diagnosis is necessary. This precision can be achieved using antigens that provide specificity in parasite detection. Thus, the aim of this study were to perform in silico predictions of potential antigens by searching species-specific genes in genome of Leishmania infantum using Bioinformatics tools, such as BLAST/NCBI, BepiPred, UniProt, CDD and AlphaFold. The most promising candidate genes obtained in the in silico analysis step were isolated from the genome of HUUFS14 L. infantum strain, cloned in pET28a vector and expressed as recombinant protein in bacterial system (Escherichia coli). Afterwards, three genes of interest, LINF_070006600, LINF_310021300 and LINF_310031700 were submitted to recombinant protein expression test. The products of these genes are hypothetical proteins and unknow function, with a molecular weight of 14, 15 and 36 kDa respectively. Possibly, they act in the extracellular environment, because the presence of a signal peptide (LINF_070006600) and a transmembrane domain site (LINF_310021300 and LINF_310031700) were identified. Only the expression of the LINF0700 recombinant protein was observed, but with a size above the expected. This work was important for identifying genes exclusive to L. infantum, and the expressed recombinant protein could be used in future studies to evaluate new antigens for serological diagnosis of visceral leishmaniasis.A Leishmaniose é um problema de saúde pública observada em diversos países, sendo considerada pela Organização Mundial de Saúde (OMS) uma das 10 doenças tropicais negligenciadas. Ela é causada por parasitas do gênero Leishmania que afeta tanto os seres humanos como vários animais. A leishmaniose apresenta três manifestações clínicas, Leishmaniose cutânea (LC), Leishmaniose muco-cutânea e Leishmaniose visceral (LV), esta última é a forma mais grave da doença. A sintomatologia da LV é inespecífica e inclui febre, hepatomegalia, esplenomegalia, diarreia, perda de peso e palidez de mucosas. O diagnóstico precoce diminui as taxas de morbidade e mortalidade da LV, que pode chegar até 90% se não tratada. Seu diagnóstico é realizado através da associação dos sinais clínicos, aspectos epidemiológicos aliados aos exames parasitológicos e/ou sorológicos. Um teste diagnóstico específico e com alta sensibilidade é muito importante para se evitar reações cruzadas com outras doenças infecciosas e parasitárias de sintomatologia semelhante. Considerando que os testes sorológicos atuais possuem eficácia variável, o desenvolvimento de pesquisas para alcançar um diagnóstico com maior acurácia é necessário. Essa precisão pode ser alcançada utilizando-se antígenos que proporcionem especificidade na detecção do parasito. Deste modo, o objetivo deste trabalho foi buscar e analisar genes espécie-específicos no genoma de Leishmania infantum por meio de ferramentas de Bioinformática, como BLAST/NCBI, BepiPred, UniProt, CDD e AlphaFold. Os genes candidatos mais promissores obtidos na etapa de análise in silico foram isolados do genoma de L. infantum (cepa HUUFS14) para serem clonados em vetor pET28a e expressos como proteína recombinante de forma heteróloga em bactéria (Escherichia coli). Ao final, três genes de interesse, LINF_070006600, LINF_310021300 e LINF_310031700 foram submetidos a testes de expressão piloto. Os produtos desses genes são proteínas hipotéticas com peso molecular de 14, 15 e 36 kDa respectivamente, com possível função no meio extracelular pois foi identificada a presença de peptídeo sinal (LINF_070006600) e um sítio de domínio transmembrana (LINF_310021300 e LINF_310031700). Apenas a expressão da proteína recombinante LINF0700 foi observada, porém com tamanho pouco acima do predito. Esse trabalho foi importante para se identificarem genes exclusivos de L. infantum e, a proteína recombinante expressa poderá ser utilizada em estudos futuros para buscar novas alternativas para o diagnóstico sorológico da leishmaniose visceral.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)88887.486526/2020-00porUniversidade Federal de São CarlosCâmpus São CarlosPrograma de Pós-Graduação em Genética Evolutiva e Biologia Molecular - PPGGEvUFSCarAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessLeishmaniose VisceralLeishmania infantumAntígeno recombinantePredição in silicoVisceral LeishmaniasisIn silico predictionRecombinant antigenCIENCIAS BIOLOGICAS::BIOQUIMICA::BIOLOGIA MOLECULARIdentificação e clonagem de genes espécie-específicos de Leishmania infantum para expressão piloto de proteínas recombinantes com potencial para o diagnóstico de Leishmaniose VisceralIdentification and cloning of species-specific genes from Leishmania infantum for pilot expression of recombinant proteins with potential for the diagnosis of Visceral Leishmaniasisinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesis60060021d68c9b-e4d5-4752-9b9f-432980471748reponame:Repositório Institucional da UFSCARinstname:Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)instacron:UFSCARCC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-8810https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/17902/3/license_rdff337d95da1fce0a22c77480e5e9a7aecMD53ORIGINALDissertação - final - Joselma Steffler.pdfDissertação - final - Joselma Steffler.pdfDissertação final - Joselma Stefflerapplication/pdf7557825https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/17902/1/Disserta%c3%a7%c3%a3o%20-%20final%20-%20Joselma%20Steffler.pdf228669b0db76132be12d83a013cbbf84MD51TEXTDissertação - final - Joselma Steffler.pdf.txtDissertação - final - Joselma Steffler.pdf.txtExtracted texttext/plain161719https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/17902/4/Disserta%c3%a7%c3%a3o%20-%20final%20-%20Joselma%20Steffler.pdf.txtadb627cc0c53f605a3401f804feebf84MD54THUMBNAILDissertação - final - Joselma Steffler.pdf.jpgDissertação - final - Joselma Steffler.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg8488https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/17902/5/Disserta%c3%a7%c3%a3o%20-%20final%20-%20Joselma%20Steffler.pdf.jpgb4282272c349a50214a69e86432886b4MD55ufscar/179022023-09-18 18:32:37.496oai:repositorio.ufscar.br:ufscar/17902Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufscar.br/oai/requestopendoar:43222023-09-18T18:32:37Repositório Institucional da UFSCAR - Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)false
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