Avaliação de nanopartículas como sistema de entrega de antígenos em estratégias vacinais contra o vírus Zika (ZIKV).
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2021 |
Tipo de documento: | Tese |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP |
Texto Completo: | https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/42/42135/tde-06092024-182327/ |
Resumo: | A febre zika figura na listagem da OMS como uma das doenças que exigem atenção pelo risco de novos surtos epidêmicos com capacidade de afetar a saúde pública global. A inexistência de tratamentos e vacinas eficazes reforça o caráter emergencial da ameaça. Portanto, estudos vacinais que demonstrem a segurança e eficácia na prevenção da doença é uma prioridade mundial. Estratégias vacinais baseadas em proteínas recombinantes são reconhecidamente seguras e foram tema do presente estudo. A utilização de nanopartículas como um sistema de entrega de antígenos é uma estratégia promissora, mas ainda pouco explorado para a prevenção da doença. O presente trabalho teve como principal objetivo desenvolver uma estratégia vacinal contra o vírus Zika (ZIKV) compostas por vesículas lipídicas nanomultilamelares, as NMVs. As nanopartículas foram combinadas a um antígeno recombinante de ZIKV com a capacidade de desencadear respostas imunológicas com potencial de proteção à infecção em condições experimentais. O trabalho consistiu na obtenção de antígenos recombinantes de ZIKV e vírus dengue (DENV) com enfoque na proteína NS1-ZIKV, um fragmento da porção C-terminal da proteína NS1. A escolha deste antígeno levou em conta o interesse vacinal e de diagnóstico com redução de riscos de efeitos adversos e aumento de especificidade, respectivamente. Foram estabelecidas as condições de expressão em linhagens de Escherichia coli e purificação dos antígenos por cromatografia de afinidade. A antigenicidade da NS1-ZIKV foi confirmada em ensaios feitos com soro de camundongos infectados com ZIKV. O antígeno foi combinado às NMVs em conjunto com um adjuvante derivado do lipídeo A bacteriano (MPLA), seguido por caracterização de propriedades físico-químicas das nanopartículas, incluindo carga, tamanho, porcentagem de incorporação e liberação do antígeno em diferentes condições. As NMVs carregadas também foram analisadas quanto ao potencial citotóxico in vitro e o efeito depósito in vivo. A imunidade protetora da vacina foi determinada após imunização de camundongos imunocompetentes da linhagem C57BL/6 com a NMVNS1-MPLA. Os animais imunizados tiveram a produção de IgG total e de subclasses (IgG1/IgG2c,) determinada por ELISA. Também foi analisado o impacto da compartimentalização do antígeno nas camadas lipídicas interna (I) e externa (E) das NMVs. Nas condições testadas, a formulação contendo o antígeno nas duas camadas lipídicas (NMVNS1-MPLA I/E) induziu maiores títulos de IgG anti-NS1 sérico, bem como altos títulos de (IgG1 e IgG2c). Os anticorpos gerados nos animais imunizados reconheceram eficientemente o dímero de NS1 presente nas membranas de células infectadas pelo ZIKV e induziram a redução da viremia induzida em condições experimentais. Em conjunto, os resultados demonstram que vacinas de subunidade baseadas em NMVs representam uma abordagem promissora para a potencialização de resposta imune humoral contra antígenos virais e abre perspectivas para o desenvolvimento de vacinas de subunidades contra a infecção pelo ZIKV. |
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Avaliação de nanopartículas como sistema de entrega de antígenos em estratégias vacinais contra o vírus Zika (ZIKV).Evaluation of nanoparticles as an antigen delivery system in vaccination strategies against the Zika virus (ZIKV).Delivery SystemsLiposomesLipossomasNanoparticlesNanopartículasNS1NS1Sistema de EntregaVaccinesVacinasVírus ZikaZika virusA febre zika figura na listagem da OMS como uma das doenças que exigem atenção pelo risco de novos surtos epidêmicos com capacidade de afetar a saúde pública global. A inexistência de tratamentos e vacinas eficazes reforça o caráter emergencial da ameaça. Portanto, estudos vacinais que demonstrem a segurança e eficácia na prevenção da doença é uma prioridade mundial. Estratégias vacinais baseadas em proteínas recombinantes são reconhecidamente seguras e foram tema do presente estudo. A utilização de nanopartículas como um sistema de entrega de antígenos é uma estratégia promissora, mas ainda pouco explorado para a prevenção da doença. O presente trabalho teve como principal objetivo desenvolver uma estratégia vacinal contra o vírus Zika (ZIKV) compostas por vesículas lipídicas nanomultilamelares, as NMVs. As nanopartículas foram combinadas a um antígeno recombinante de ZIKV com a capacidade de desencadear respostas imunológicas com potencial de proteção à infecção em condições experimentais. O trabalho consistiu na obtenção de antígenos recombinantes de ZIKV e vírus dengue (DENV) com enfoque na proteína NS1-ZIKV, um fragmento da porção C-terminal da proteína NS1. A escolha deste antígeno levou em conta o interesse vacinal e de diagnóstico com redução de riscos de efeitos adversos e aumento de especificidade, respectivamente. Foram estabelecidas as condições de expressão em linhagens de Escherichia coli e purificação dos antígenos por cromatografia de afinidade. A antigenicidade da NS1-ZIKV foi confirmada em ensaios feitos com soro de camundongos infectados com ZIKV. O antígeno foi combinado às NMVs em conjunto com um adjuvante derivado do lipídeo A bacteriano (MPLA), seguido por caracterização de propriedades físico-químicas das nanopartículas, incluindo carga, tamanho, porcentagem de incorporação e liberação do antígeno em diferentes condições. As NMVs carregadas também foram analisadas quanto ao potencial citotóxico in vitro e o efeito depósito in vivo. A imunidade protetora da vacina foi determinada após imunização de camundongos imunocompetentes da linhagem C57BL/6 com a NMVNS1-MPLA. Os animais imunizados tiveram a produção de IgG total e de subclasses (IgG1/IgG2c,) determinada por ELISA. Também foi analisado o impacto da compartimentalização do antígeno nas camadas lipídicas interna (I) e externa (E) das NMVs. Nas condições testadas, a formulação contendo o antígeno nas duas camadas lipídicas (NMVNS1-MPLA I/E) induziu maiores títulos de IgG anti-NS1 sérico, bem como altos títulos de (IgG1 e IgG2c). Os anticorpos gerados nos animais imunizados reconheceram eficientemente o dímero de NS1 presente nas membranas de células infectadas pelo ZIKV e induziram a redução da viremia induzida em condições experimentais. Em conjunto, os resultados demonstram que vacinas de subunidade baseadas em NMVs representam uma abordagem promissora para a potencialização de resposta imune humoral contra antígenos virais e abre perspectivas para o desenvolvimento de vacinas de subunidades contra a infecção pelo ZIKV.Zika fever appears on the WHO list as one of the diseases that require attention due to the risk of new epidemic outbreaks with the capacity to affect global public health. The lack of effective treatments and vaccines reinforces the emergency character of the threat. Therefore, vaccine studies that demonstrate safety and efficacy in preventing the disease are a worldwide priority. Vaccine strategies based on recombinant proteins are known to be safe and were the subject of the present study. The use of nanoparticles as an antigen delivery system is a promising strategy, but still little explored for disease prevention. The present work had as main objective to develop vaccination a strategy against the Zika virus (ZIKV) composed of nanomultilamellar lipid vesicles, the NMVs. The nanoparticles were combined with a recombinant ZIKV antigen with the ability to elicit immune responses with potential to protect against infection under experimental conditions. The work consisted in obtaining recombinant antigens from ZIKV and dengue virus (DENV) with a focus on the protein NS1-ZIKV, a fragment of the C-terminal portion of the NS1 protein. The choice of this antigen took into account the vaccine and diagnostic interest, with a reduction in the risk of adverse effects and an increase in specificity, respectively. Expression conditions were established in Escherichia coli strains and purification of antigens by affinity chromatography. The antigenicity of NS1-ZIKV has been confirmed in assays with serum from mice infected with ZIKV. The antigen was combined with the NMVs in conjunction with an adjuvant derived from bacterial lipid A (MPLA), followed by characterization of the physical and chemical properties of the nanoparticles, including charge, size and percentage of incorporation and release of the antigen under different conditions. The loaded NMVs were also analyzed for cytotoxic potential in vitro and deposition effect in vivo. The protective immunity of the vaccine was determined after immunization of immunocompetent mice of the C57BL / 6 strain with NMVNS1-MPLA. The immunized animals had the production of total IgG and subclasses (IgG1/IgG2c) determined by ELISA. The impact of antigen compartmentalization on the internal (I) and external (E) lipid layers of the NMVs was also analyzed. Under the conditions tested, the formulation containing the antigen in the two lipid layers (NMVNS1-MPLA I/E) induced higher titers of serum anti-NS1 IgG, as well as high titers of (IgG1 and IgG2c). The antibodies generated in the immunized animals efficiently recognized the NS1 dimer present in the membranes of cells infected by ZIKV and induced the reduction of the induced viremia under experimental conditions. Taken together, the results demonstrate that subunit vaccines based on NMVs represent a promising approach for enhancing the humoral immune response against viral antigens and opens up prospects for the development of subunit vaccines against ZIKV infection.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPFerreira, Luis Carlos de SouzaJesus, Monica Josiane Rodrigues de2021-03-04info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/42/42135/tde-06092024-182327/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPLiberar o conteúdo para acesso público.info:eu-repo/semantics/openAccesspor2024-09-10T15:50:02Zoai:teses.usp.br:tde-06092024-182327Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212024-09-10T15:50:02Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false |
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