_ Tehnica biologiei moleculare permite descoperirea de noi ținte pentru vaccinuri candidate împotriva schistosomiazei

Cercetătorii din Brazilia au folosit o tehnică inovatoare în biologia moleculară pentru a identifica ținte pentru vaccinuri candidate împotriva Schistosoma mansoni, parazitul care provoacă schistosomiaza.

Considerat. una dintre cele 17 boli tropicale neglijate (BNT) din lume, schistosomiaza afectează aproximativ 200 de milioane de oameni din 74 de țări, potrivit Organizației Mondiale a Sănătății (OMS). Se estimează că șase milioane sunt infectați în Brazilia, în principal în regiunea de nord-est și în statul Minas Gerais.

Oamenii de știință au folosit phage display, studiul interacțiunilor proteinelor folosind bacteriofagi, viruși care infectează bacteriile, pentru a detecta 99,6% din 119.747 de secvențe ADN care codifică proteinele cunoscute a fi exprimate în toate etapele ciclului de viață ale parazitului, realizând o acoperire cuprinzătoare a proteomului său.

Rezultatele studiului sunt raportate într-un articol din npj Vaccines.

Ele urmează celor dintr-un studiu anterior care a dezvăluit mecanismul prin care macacul Rhesus Macaca mulatta dezvoltă în mod natural un răspuns imunitar de durată împotriva schistosomiazei prin inhibarea anumitor gene ale parazitului, astfel încât acesta să nu se poată multiplica în organismul gazdă. Acest răspuns imunitar duce la auto-vindecare după primul contact cu S. mansoni și îi permite animalului să reacționeze mai rapid la o a doua infecție.

„Ecranul fagic nu a fost niciodată folosit în acest scop în cercetarea bolilor parazitare, care în mod normal implică preselectarea câtorva ținte pentru testarea vaccinurilor candidate.În acest studiu, am analizat 12.000 de proteine ​​de S. mansoni în același timp pentru a identifica care au fost vizate de anticorpii macacului, atât după infecția și reinfecția inițială, cât și după reinfecție. și autocura, o inovație cheie. Atât tehnica, cât și modelul pentru studiu au fost inovatoare", a spus Murilo Sena Amaral, cercetător la Laboratorul ciclului celular al Institutului Butantan.

Amaral este penultimul autor al lucrării articolul. Ultimul autor, în calitate de cercetător principal al studiului, este Sergio Verjovski-Almeida, de asemenea cercetător la Institutul Butantan și profesor la Institutul de Chimie al Universității din São Paulo (IQ-USP).

Cercetătorii au investigat răspunsul imun a zece macaci infectați cu S. mansoni în timpul etapelor de auto-vindecare și rezistență la reinfecție folosind o tehnică recent dezvoltată numită secvențierea imunoprecipitării fagilor pe bază de bibliotecă de peptide (PhIP-Seq).

Ei a construit o bibliotecă de afișare a fagilor care cuprindea 119.747 de secvențe ADN care codifică 11.641 de proteine ​​cunoscute din S. mansoni în toate etapele ciclului său de viață. Biblioteca a fost incubată cu anticorpi colectați de la macaci rhesus într-un studiu anterior în diferite momente în timpul procesului de auto-vindecare și rezistență la reinfecție. Scopul a fost izolarea și identificarea țintelor specifice ale răspunsului imun al animalului la parazit.

Screening-ul în bibliotecă cu anticorpi din faza incipientă a infecției cu parazit a identificat epitopi semnificativ îmbogățiți ai proteinelor extracelulare ale parazitului cunoscute a fi exprimate în tractul digestiv al gazdei, deplasându-se către proteinele intracelulare în timpul fazei târzii a curățării paraziților (eliberate din cauza morții acestuia). Epitopul se referă la ținta specifică de care se leagă un anticorp individual. Când un anticorp se leagă de o proteină, se leagă nu de întreaga proteină, ci de un segment cunoscut sub numele de epitop.

Peptidele îmbogățite au fost analizate cu instrumente bioinformatice pentru a identifica potențialii candidați pentru vaccinuri. Cei mai promițători candidați au fost testați într-un test pilot de vaccinare, în care șoarecii au fost imunizați cu un grup selectat de peptide afișate cu fagi îmbogățite cu PhIP-Seq. Rezultatul a fost o reducere semnificativă a poverii viermilor la șoarecii imunizați.

„Adeseori auziți argumentul că un vaccin împotriva schistosomiazei nu este fezabil, dar descoperirile noastre au dezvăluit o mare parte din răspunsul imun și au deschis perspective promițătoare pentru dezvoltarea unui vaccin eficient. Am lucrat cu cele 12.000 de proteine ​​cheie pentru toate etapele ciclului de viață al parazitului și au reușit să identifice cele mai reactive ținte”, a declarat Verjovski-Almeida pentru Agência FAPESP. Tehnica poate fi folosită pentru alte tipuri de paraziți, a adăugat el.

Într-un articol publicat în mai 2023, grupul a descris descoperirea unei modalități de „separare” a paraziților masculini și feminini, astfel încât să prevină reproducerea. și eliberarea ouălor. Împerecherea mascul-femeie, cu femela care trăiește în interiorul masculului, este esențială pentru supraviețuirea lor. Fără el, ei mor. În cadrul studiului, cercetătorii au arătat că separarea bărbat-femeie ar putea fi obținută prin tăcere ARN-uri lungi necodificatoare (lncRNAs), care sunt, prin urmare, o țintă promițătoare pentru tratamentul bolii.

Schistosomiaza este o boală parazitară asociată. cu o igienă precară și o lipsă de salubritate de bază. Se transmite atunci când o persoană infectată excretă în mediu fecale care conțin ouă de schistozom. Ouăle eclozează în apă dulce, eliberând larve care infectează melcii. Melcii sunt gazde intermediare, în timp ce oamenii sunt gazde definitive.

După patru săptămâni, larvele părăsesc melcul ca cercarie, stadiul de larvă care înotă liber. Când oamenii intră în contact cu apa contaminată, aceștia dobândesc boala prin penetrarea activă a pielii de către cercari.

În fluxul sanguin uman, cercaria progresează la stadiul de schistosomul, devenind în cele din urmă viermi adulți care se încadrează în venele intestinele. Primele simptome ale bolii apar la două până la șase săptămâni după infectare.

Boala este diagnosticată prin analiza de laborator a fecalelor. Cazurile simple pot fi tratate cu o singură doză de praziquantel, un medicament descoperit în anii 1970 și distribuit în Brazilia de către sistemul național de sănătate (Sistema Único de Saude, SUS). Cu toate acestea, nu asigură o protecție continuă. Pacienții care iau medicamentul pot fi reinfectați și există rapoarte de rezistență la medicamente pentru paraziți.

„Următorul pas este dezvoltarea unei formulări adecvate de vaccin care să conțină adjuvanți și un mecanism nou pentru livrarea acestor antigene, astfel încât să producă mai bine. protecție în gazdă. Avem câteva ținte cu niveluri de răspuns mai ridicate", a explicat Verjovski-Amaral. Institutul Butantan a solicitat un brevet pentru descoperirile grupului legate de posibile ținte ale vaccinurilor.

Fundația Oswaldo Cruz (FIOCRUZ), o ramură a Ministerului Sănătății brazilian, lucrează de ani de zile la ceea ce ar putea fi primul vaccin împotriva schistosomiazei. Numit Schistovac, este în stadiul de testare și conține o versiune modificată a proteinei Sm14 găsită în S. mansoni. Proteina joacă în mod normal un rol cheie în traficul de acizi grași, care sunt esențiali pentru funcțiile celulare ale parazitului. Versiunea modificată este concepută pentru a preveni proliferarea.

(Fluierul)