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https://www.arca.fiocruz.br/handle/icict/67412
IDENTIFICAÇÃO E TESTE DE CANDIDATOS PARA O DESENVOLVIMENTO DE VACINAS BLOQUEADORAS DA TRANSMISSÃO DA LEISHMANIOSE
Leishmania
Vacina Bloqueadoras de Transmissão
Interação Parasita-vetor
Quitinase de Leishmania
Leishmania
Transmission blocking vaccine
Parasitevector interaction
Leishmania chitinase
Prevenção & controle
Desenvolvimento de Vacinas
Lutzomyia longipalpis
Parasitologia
Leishmania infantum
Fisiologia
Interações Hospedeiro-Parasita
Silva, Thais Lemos da | Date Issued:
2022
Author
Advisor
Affilliation
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Abstract in Portuguese
As leishmanioses são causadas por protozoários do gênero Leishmania e sua transmissão ocorre através da picada de fêmeas de flebotomíneos. Lutzomyia longipalpis é o principal vetor da leishmaniose visceral causada por Leishmania infantum chagasi nas Américas. Leishmaniose visceral é um sério problema de Saúde Pública no Brasil. Os mecanismos para controle da doença são falhos, tanto em relação ao inseto vetor, quanto aos tratamentos, e não existe uma vacina eficaz. O controle de doenças causadas por patógenos transmitidos por insetos depende muito da capacidade de conter o vetor, ou interferir na interação parasita-inseto. Uma abordagem inovadora é o uso de vacinas bloqueadoras de transmissão (VBTs) onde o propósito é impedir a transmissão vetorial através da interrupção do desenvolvimento do parasita no vetor. Utilizamos três métodos para investigar os candidatos selecionados para VBTs: 1- alimentação artificial com anticorpo anti-alvo mais o parasita; 2- Infecções de flebotomíneo com Leishmania knockdown ou nocaute para o gene alvo; 3- ensaio de transmissão vetorial artificial. Deste modo, examinamos a sobrevivência, metaciclogênese e capacidade infectiva do parasita no hospedeiro invertebrado com a finalidade de eleger alvos moleculares para desenvolvimento de VBTs. Selecionamos inicialmente uma quitinase de flebotomíneo cuja inativação no inseto reduz a infecção por Leishmania. Não vimos efeito do anticorpo anti-quitinase Llchit1 de flebotomíneo em infecção de L. i. chagasi em L. longipalpis. Escolhemos EF1-alfa, que participa da etapa de alongamento na tradução de proteínas e é secretada pelo parasita atuando na imunomodulação do hospedeiro vertebrado. L. i. chagasi EF1-alfa knockdown cresceu normalmente em cultura e dentro do vetor L. longipalpis Nesses mutantes foi também observada uma tendência ao aumento a microbiota do inseto e infectividade dos parasitas em macrófagos. Usamos L. i. chagasi GT2 knockdown que foi mais infectiva no inseto vetor e macrófago comparado à cepa controle selvagem. Vimos que L. amazonensis com a proteína responsiva a heme (LHR1) knockdown apresentou tendência a ser menos infectiva em L. longipalpis. L. amazonensis com a proteína reguladora de ferro (LIR1) nocaute e L. i. chagasi LIR nocaute foram capazes de infectar L. longipalpis assim como seus respectivos controles selvagens. L. i. chagasi quitinase nocaute foi capaz de infectar normalmente L. longipalpis, mas bloqueou a capacidade do inseto de transmitir os parasitas em um ensaio de transmissão vetorial. Pela primeira vez uma molécula de Leishmania é descrita como sendo capaz de interferir na capacidade vetorial do flebotomíneo. Neste trabalho estamos caracterizando genes de Leishmania importantes para a sobrevivência, estabelecimento e transmissão da infeção em L. longipalpis, o que contribui para um melhor entendimento da interação parasita-inseto e identificando alvos moleculares candidatos ao desenvolvimento de VBTs
Abstract
Leishmaniasis is caused by protozoa of the genus Leishmania and its transmission occurs through the bite of female sandflies. Lutzomyia longipalpis is the main vector of visceral leishmaniasis caused by Leishmania infantum chagasi in the Americas. Visceral leishmaniasis is a serious public health problem in Brazil. Mechanisms to control the disease are flawed, both in relation to the insect vector and treatments, and there is no effective vaccine. The control of insect-borne diseases depends very much on the ability to contain the vector or interfere with the parasite-insect interaction. An innovative approach is the use of transmission blocking vaccines (TBVs) where the purpose is to prevent vectorial transmission by interrupting the development of the parasite in the vector. We used three methods to investigate selected candidates for VBTs: 1- artificial feeding with anti-target antibody plus the parasite; 2- Sand fly infections with Leishmania knockdown or knockout for the target gene; 3- test of artificial vectorial transmission. Thus, we examined the survival, metacyclogenesis and infective capacity of the parasite in the invertebrate host in order to elect molecular targets for the development of VBTs. We initially selected a sandfly chitinase, which it is known that its inactivation in the insect reduces Leishmania infection. We saw no effect of sand fly antichitinase Llchit1 antibody on L. i. chagasi in L. longipalpis. We chose EF1-alpha, that participates in the elongation step of protein translation and is secreted by the parasite, acting in the immunomodulation of the vertebrate host. L.i. chagasi EF1-alpha knockdown grew normally in promastigote culture and within the L. longipalpis vector. In these mutants a tendency to increase the insect's microbiota and infectivity of the parasites in macrophages was also observed We use L .i. chagasi GT2 knockdown that was more infective in the insect vector and macrophage compared to the wild-type control strain. We saw that L. amazonensis Leishmania Heme Response 1 (LHR1) knockdown tended to be less infective in L. longipalpis. L. amazonensis and L. i. chagasi Leishmania Iron Regulator 1 (LIR) knockout were able to infect L. longipalpis as well as their respective wild controls. L. i. chagasi chitinase knockout was able to normally infect L. longipalpis, but it improved the insect's fitness and blocked the insect's ability to transmit the parasites in a vectorial transmission assay. For the first time, a Leishmania molecule is described as being able to interfere with the vectorial capacity of the sand fly. In this work we are characterizing Leishmania genes important for the survival, establishment, and transmission of the infection in L. longipalpis, which contributes to a better understanding of the parasite-insect interaction and identifying molecular targets candidates for the development of VBTs
Keywords in Portuguese
Lutzomyia LongipalpisLeishmania
Vacina Bloqueadoras de Transmissão
Interação Parasita-vetor
Quitinase de Leishmania
Keywords
Lutzomyia longipalpisLeishmania
Transmission blocking vaccine
Parasitevector interaction
Leishmania chitinase
DeCS
LeishmaniosePrevenção & controle
Desenvolvimento de Vacinas
Lutzomyia longipalpis
Parasitologia
Leishmania infantum
Fisiologia
Interações Hospedeiro-Parasita
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