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https://www.arca.fiocruz.br/handle/icict/69905
ALVOS ANTIGÊNICOS BASEADOS EM PROTEÍNA QUIMERA APLICÁVEL A DETECÇÃO DE INFECÇÕES DO VÍRUS OROPOUCHE (OROV)
Jesus, Bruna Eugenia Souza de | Date Issued:
2024
Advisor
Affilliation
Fundação Oswaldo Cruz. Fiocruz Rondônia. Programa de Pós-graduação em Biologia Experimental. Porto Velho, RO, Brasil.
Abstract in Portuguese
As arboviroses são doenças negligenciadas que podem causar epidemias, e as mudanças ambientais, como o aquecimento global, facilitam a disseminação de
vetores, bem como vírus Oropouche. Entre as principais arboviroses, se destacam a Dengue, Chikunguya e o Zika vírus. No Brasil, especialmente na Amazônia Ocidental, o vírus Oropouche (OROV) representa uma importante arbovirose devido a sua alta prevalência. Os sinais e sintomas se apresentam semelhantes às demais arboviroses, ocasionando possíveis subnotificações de casos. Logo, o diagnóstico diferencial é necessário para o correto perfil epidemiológico da Febre do Oropouche. Além disso é de fundamental importância acompanhar a evolução clínica, uma vez que essa doença pode desencadear sintomas hemorrágicos ou complicações neurológicas. Para isso, o presente estudo visa desenvolver e caracterizar uma proteína quimérica derivada da proteína do nucleocapsídeo (N) do vírus Oropouche, direcionada para a detecção de infecções causadas pelo OROV. Assim, foram selecionados peptídeos e construída uma proteína quimérica recombinante nomeada como OROV-NPqr. A análise linear permitiu identificar 9 epítopos, dos quais 3 foram selecionados com base nos maiores valores de score, disponibilizados no algoritmo Bepipred 2.0. A partir do alinhamento entre as sequências da proteína N do OROV e a proteína (N) do vírus Schmallenberg, com aproximadamente 70% de similaridade, foi realizada a análise estrutural. Na modelagem por homologia, foi possível a obtenção de proteínas conservadas em alça (loops) hélices-α e fitas-β. Também foi calculado o RMSD da sobreposição entre o Molde e o Alvo modelado (proteína N do vírus Oropouche) no USCF Chimera que resultou em 1,49Å. A padronização da expressão da proteína quimérica foi realizada em sistema microbiano utilizando as bactérias Escherichia coli cepas BL21(DE3) e SHuffle, em diferentes tempos de indução da expressão e concentrações de isopropil-β-D-thiogalactopiranosídeo (IPTG). A proteína quimérica foi purificada por cromatografia de afinidade por íons metálicos imobilizados (IMAC) e o perfil de expressão foi avaliado a partir eletroforese em gel SDS-PAGE. Ensaios de caracterização foram realizados a partir de testes imunoenzimáticos tipo ELISA e Westen Blot. Nas condições testadas na etapa de expressão, a proteína quimérica solúvel foi obtida a partir da cepa E.coli BL21(DE3) na concentração de 0,3 mM de IPTG, nas temperaturas de 15ºC e 20ºC, paralelamente a proteína insolúvel foi obtida à 37ºC. A presença da OROV-NPqr foi avaliada em eletroforese SDS-PAGE com a presença de proteína com peso molecular de aproximadamente 25 kDa. A caracterização da OROV-NPqr foi determinada por Western Blot, utilizando o anticorpo monoclonal anti-His-Tag com o reconhecimento do fragmento insolúvel com peso molecular compatível com a quimera. Por meio do teste imunoenzimático do tipo ELISA, foi possível detectar as concentrações de 0,5 μg e 1 μg da OROV NP-qr, pelo anticorpo anti-his-Tag. Como perspectiva serão realizados ensaios para avaliar a reatividade de anticorpos anti-OROV contra a quimera OROV-NPqr, com vistas à caracterização da proteína quanto a sua aplicação para a detecção diferencial da infecção provocada pelo vírus Oropouche.
Abstract
Arboviruses are neglected diseases that can cause epidemics, and environmental changes, such as global warming, facilitate the spread of vectors, such as the
Oropouche virus. Among the main arboviruses, Dengue, Chikungunya and Zika virus stand out. In Brazil, especially in the Western Amazon, the Oropouche virus (OROV) represents an important arbovirus due to its high prevalence. The signs and symptoms are similar to many arboviruses, leading to possible underreporting of cases. Therefore, differential diagnosis is necessary for the correct epidemiological profile of Oropouche fever. In addition, it is of fundamental importance to monitor the clinical evolution, since this disease can trigger hemorrhagic symptoms or neurological complications. To this end, the present study aims to develop and characterize a chimeric protein derived from the nucleocapsid (N) protein of the Oropouche virus, aimed at detecting infections caused by OROV. Thus, peptides were selected and a recombinant chimeric protein called OROV-NPqr was constructed. Linear analysis allowed the identification of 9 epitopes, of which 3 were selected based on the highest score values, available in the Bepipred 2.0 algorithm. From the alignment between the sequences of the OROV N protein and the Schmallenberg virus protein (N), with approximately 70% similarity, a structural analysis was performed. In homology modeling, it was possible to obtain conserved proteins in loops, α-helices and β-sheets. The RMSD of the overlap between the Template and the modeled Target (Oropouche virus N protein) in the USCF Chimera was also calculated, which was discovered at 1.49Å. The standardization of the chimeric protein expression was performed in a microbial system using Escherichia coli strains BL21(DE3) and SHuffle, at different expression induction times and isopropyl-β-D-thiogalactopyranoside (IPTG) concentrations. The chimeric protein was purified by immobilized metal ion layer chromatography (IMAC) and the expression profile was evaluated by SDS-PAGE gel electrophoresis. Characterization assays were performed using ELISA and Westen Blot immunoassays. Under the conditions tested in the expression step, the soluble chimeric protein was obtained from the E.coli BL21(DE3) strain at a concentration of 0,3 mM IPTG, at temperatures of 15 ºC and 20 ºC, while the insoluble protein was
obtained at 37 ºC. The presence of OROV-NPqr was evaluated by SDS-PAGE electrophoresis, with the presence of a protein with a molecular weight of
approximately 25 kDa. The characterization of OROV-NPqr was determined by Western Blot, using the anti-His-Tag monoclonal antibody with the recognition of the
insoluble fragment with a molecular weight compatible with the chimera. Through the ELISA type immunoenzymatic test, it was possible to detect concentrations of 0.5 μg and 1 μg of OROV-NPqr, by the anti-His-Tag antibody. As a perspective, tests will be performed to evaluate the reactivity of anti-OROV antibodies against the OROV- NPqr chimera, with a view to characterizing the protein regarding its application for the differential detection of infection caused by the Oropouche virus.
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