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https://www.arca.fiocruz.br/handle/icict/60997
AVALIAÇÃO DA RESPOSTA IMUNE HUMORAL CONTRA AS PROTEÍNAS DE SUPERFÍCIE DO MEROZOÍTO DE LIGAÇÃO AO DUFFY 1 E 2 (MSPDBL-1 E A MSPDBL-2) DE PLASMODIUM FALCIPARUM EM POPULAÇÕES NATURALMENTE EXPOSTAS A MALÁRIA DE ÁREAS ENDÊMICAS DA AMAZÔNIA BRASILEIRA
Lima, Marília Guedes | Date Issued:
2022
Author
Advisor
Affilliation
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Abstract in Portuguese
A malária permanece um fardo tremendo para a saúde pública mundial, causando 627.000 mortes e gerando morbidade em mais de 241 milhões de indivíduos. Em humanos, a doença é causada por sete espécies de protozoários do gênero Plasmodium, sendo o P. falciparum a espécie responsável pelos casos graves e mortalidade. A infecção por essa espécie é preocupante no Brasil, principalmente após a descrição de isolados com susceptibilidade reduzida a derivados de artemisinina no Suriname e Guiana Francesa, alertando para o risco de surgimento e introdução de resistência a antimaláricos no Brasil. Nesse contexto, o desenvolvimento de uma vacina tem sido uma das principais estratégias para enfrentar esse problema. As Proteínas de Superfície do Merozoíto de Ligação ao Duffy 1 e 2 (MSPDBL-1 e a MSPDBL-2) são duas proteínas que se ligam diretamente a Proteína da Superfície do Merozoíto 1 (MSP-1) do parasito, formando um complexo na superfície do eritrócito através do seu Domínio de Ligação ao Duffy (DBL) facilitando a invasão do P. falciparum no eritrócito. Estudos mostraram que anticorpos contra MSPDBL-1 e MSPDBL-2 são capazes de inibir o crescimento do P. falciparum in vitro e estão associados com proteção contra a malária clínica, sugerindo um importante papel na imunidade antimalárica. No presente trabalho, nos propomos a avaliar o perfil da resposta imune humoral contra as proteínas MSPDBL-1 e MSPDBL-2 de P. falciparum e identificar e validar os epítopos imunodominantes dessas proteínas em indivíduos naturalmente expostos a malária, residentes em áreas endêmicas do Acre e Amazonas. Nosso trabalho foi realizado em Cruzeiro do Sul e Mâncio Lima, no Estado do Acre, Guajará, no Estado do Amazonas, Amazônia Brasileira. A pesquisa de anticorpos específicos para as proteínas foi realizada pela técnica de ELISA utilizando proteínas recombinantes correspondentes a região DBL de MSPDBL-1 e MSPDBL-2. Os epítopos lineares de células B foram identificados utilizando o software BcPreds e validados por ELISA, utilizando peptídeos sintéticos correspondentes aos epítopos identificados. Nossos dados mostraram que as proteínas MSPDBL-1 e MSPDBL-2 são amplamente reconhecidas por anticorpos naturalmente adquiridos em indivíduos residentes nas áreas estudadas e que esses anticorpos são principalmente citofílicos (IgG1 e IgG3), fato importante considerando que a aquisição de uma imunidade protetora está associada aos níveis de IgG1 e IgG3. A análise de predição identificou 3 epítopos de células B na região DBL da MSPDBL-1 (P1, P2 e P3) e 6 epítopos na região DBL da MSPDBL-2 (P4, P5, P6, P7, P8 e P9). A grande maioria dos indivíduos apresentou anticorpos que reconheciam pelo menos um dos epítopos identificados na predição. Os epítopos imunodominantes foram P3 da MSPDBL-1 e P4 e P5 da MSPDBL-2. Em conjunto, nossos dados indicam que MSPDBL-1 e MSPDBL-2 podem ser alvos de uma imunidade naturalmente adquirida.
Abstract
Malaria remains a tremendous burden on public health worldwide, causing 627,000 deaths and generating morbidity in more than 241 million individuals. In humans, the disease is caused by seven species of protozoan parasites of the genus Plasmodium, P. falciparum being the species responsible for the severe cases and mortality. The infection by this species is of concern in Brazil, especially after isolates with reduced susceptibility to artemisinin derivatives were described in Suriname and French Guiana, alerting to the risk of emergence and introduction of antimalarial drug resistance in Brazil. In this context, the development of a vaccine has been one of the main strategies to face this problem. Merozoite Surface Protein Duffy Binding-like -1 and -2 (MSPDBL-1 and MSPDBL-2) are two proteins that bind directly to MSP-1 on the surface of the parasite, forming a complex on the erythrocyte surface through its DBL domain facilitating the invasion of P. falciparum into the erythrocyte. Studies have shown that antibodies against Mspdbl-1 and Mspdbl-2 are able to inhibit P. falciparum growth in vitro and are associated with protection against clinical malaria, suggesting an important role in antimalarial immunity. In the present study, we propose to evaluate the humoral immune response profile against P. falciparum MSPDBL-1 and MSPDBL-2 proteins and to identify and validate the immunodominant epitopes of these proteins in individuals naturally exposed to malaria, residing in endemic areas of Acre and Amazonas. Our work was carried out in Cruzeiro do Sul and Mâncio Lima, in the State of Acre, and Guajará, in the State of Amazonas, Brazilian Amazon. The search for protein specific antibodies was performed by ELISA using recombinant proteins corresponding to the DBL region of MSPDBL-1 and MSPDBL-2. Linear B-cell epitopes were identified using BcPreds software and validated by ELISA using synthetic peptides corresponding to the identified epitopes. Our data showed that MSPDBL-1 and MSPDBL-2 proteins are widely recognized by naturally acquired antibodies in individuals residing in the studied areas and that these antibodies are mainly cytophilic (IgG1 and IgG3), an important fact considering that the acquisition of a protective immunity is associated with IgG1 and IgG3 levels. Prediction analysis identified 3 B-cell epitopes in the DBL region of MSPDBL-1 (P1, P2 and P3) and 6 epitopes in the DBL region of MSPDBL-2 (P4, P5, P6, P7, P8 and P9). Most individuals had antibodies that recognized at least one of the epitopes identified in the prediction. The immunodominant epitopes were P3 of MSPDBL-1 and P4 and P5 of MSPDBL-2. Taken together, our data indicate that MSPDBL-1 and MSPDBL-2 may be targets of naturally acquired immunity.
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