Theranostic applications of phage display to control leishmaniasis: selection of biomarkers for serodiagnostics, vaccination, and immunotherapy

AbstractPhage display is a high-throughput subtractive proteomic technology used for the generation and screening of large peptide and antibody libraries. It is based on the selection of phage-fused surface-exposed peptides that recognize specific ligands and demonstrate desired functionality for diagnostic and therapeutic purposes. Phage display has provided unmatched tools for controlling viral, bacterial, fungal, and parasitic infections, and allowed identification of new therapeutic targets to treat cancer, metabolic diseases, and other chronic conditions. This review presents recent advancements in serodiagnostics and prevention of leishmaniasis -an important tropical parasitic disease- achieved using phage display for the identification of novel antigens with improved sensitivity and specificity. Our focus is on theranostics of visceral leishmaniasis with the aim to develop biomarker candidates exhibiting both diagnostic and therapeutic potential to fight this important, yet neglected, tropical disease.

Comparative study of lymphocytes from individuals that were vaccinated and unvaccinated against the pandemic 2009-2011 H1N1 influenza virus in Southern Brazil

ABSTRACTINTRODUCTION:While no single factor is sufficient to guarantee the success of influenza vaccine programs, knowledge of the levels of immunity in local populations is critical. Here, we analyzed influenza immunity in a population from Southern Brazil, a region with weather conditions that are distinct from those in the rest of country, where influenza infections are endemic, and where greater than 50% of the population is vaccinated annually.METHODS:Peripheral blood mononuclear cells were isolated from 40 individuals. Of these, 20 had received the H1N1 vaccine, while the remaining 20 were unvaccinated against the disease. Cells were stimulated in vitro with the trivalent post-pandemic influenza vaccine or with conserved major histocompatibility complex I (MHC I) peptides derived from hemagglutinin and neuraminidase. Cell viability was then analyzed by [3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5- diphenyltetrazolium bromide)]-based colorimetric assay (MTT), and culture supernatants were assayed for helper T type 1 (Th1) and Th2-specific cytokine levels.RESULTS:Peripheral blood lymphocytes from vaccinated, but not unvaccinated, individuals exhibited significant proliferation in vitro in the presence of a cognate influenza antigen. After culturing with vaccine antigens, cells from vaccinated individuals produced similar levels of interleukin (IL)-10 and interferon (IFN)-γ, while those from unvaccinated individuals produced higher levels of IFN-γ than of IL-10.CONCLUSIONS:Our data indicate that peripheral blood lymphocytes from vaccinated individuals are stimulated upon encountering a cognate antigen, but did not support the hypothesis that cross-reactive responses related to previous infections can ameliorate the immune response. Moreover, monitoring IL-10 production in vaccinated individuals could comprise a valuable tool for predicting disease evolution.

Risk-benefit assessment of Bacillus Calmette-Guérin vaccination, anti-phenolic glycolipid I serology, and Mitsuda test response: 10-year follow-up of household contacts of leprosy patients

Abstract: INTRODUCTION: Despite multidrug therapy, leprosy remains a public health issue. The intradermal Bacillus Calmette-Guérin (BCG) vaccine, Mitsuda test (lepromin skin test), and anti-phenolic glycolipid I (PGL-I) serology are widely used in leprosy studies and have shown great epidemiological value. METHODS: This longitudinal study evaluated the relative risks and benefits of these three tools by comparing results observed in household contacts (HHCs) of leprosy patients who developed leprosy with those of HHCs who did not in a population of 2,992 individuals monitored during a 10-year period. RESULTS : Seventy-five (2.5%) new leprosy cases were diagnosed, including 28 (0.9%) co-prevalent cases. Therefore, for the risk-benefit assessment, 47 (1.6%) HHCs were considered as truly diagnosed during follow-up. The comparison between healthy and affected contacts demonstrated that not only did BCG vaccination increase protection, but boosters also increased to 95% relative risk (RR) reduction when results for having two or more scars were compared with having no scars [RR, 0.0459; 95% confidence interval (CI), 0.006-0.338]. Similarly, Mitsuda reactions >7mm in induration presented 7-fold greater protection against disease development compared to reactions of 0-3mm (RR, 0.1446; 95% CI, 0.0566-0.3696). In contrast, anti-PGL-I ELISA seropositivity indicated a 5-fold RR increase for disease outcome (RR, 5.688; 95% CI, 3.2412-9.9824). The combined effect of no BCG scars, Mitsuda reaction of <7mm, and seropositivity to anti-PGL-I increased the risk for leprosy onset 8-fold (RR, 8.109; 95% CI, 5.1167-12.8511). CONCLUSIONS: The adoption of these combined assays may impose measures for leprosy control strategies.

Prevalence and genotype distribution of human papillomavirus: implications for cancer screening and vaccination in Henan province, China

Abstract: INTRODUCTION: To provide information for cervical cancer screening and vaccination in Henan province, China, the distribution of human papillomavirus (HPV) was analyzed. METHODS: The HPV genotypes were detected using gene array and flow-through hybridization. RESULTS: Overall, 38.1% (1,536/4,033) of the women were human papillomavirus deoxyribonucleic acid (HPV DNA) positive. The prevalence of high-risk HPV types was 32.4%. HPV 16 was the most prevalent genotype (8.9%), followed by HPV 52 (5.8%) and HPV 58 (4.4%). CONCLUSIONS: The data support close surveillance of women for cervical cancer screening, and HPV prophylactic vaccines including HPV16, HPV 52, and HPV 58 might offer greater protection in this area.

Oropharyngeal colonization by Haemophilus influenzae in healthy children from Taubaté (São Paulo), prior to the Haemophilus influenzae type b vaccination program in Brazil

Haemophilus influenzae is one of the most important bacterial agents of otitis and sinusitis. H. influenzae type b (Hib) is one of the main causes of meningitis, pneumonia, and septicemia in nonvaccinated children under 6 years of age. The aims of this study were to determine the prevalence of H. influenzae and Hib oropharyngeal colonization prior to the onset of the Hib vaccination program in Brazil in previously healthy children and to assess the susceptibility profile of this microorganism to a selected group of antimicrobials that are used to treat acute respiratory infections. METHOD: Cultures of Haemophilus influenzae were made from oropharynx swabs from 987 children under 6 years of age who were enrolled in 29 day-care centers in Taubaté (a city of São Paulo state, Brazil) between July and December 1998. RESULTS: The prevalence of H. influenzae carriers was 17.4%, and only 5.5% of the strains were beta-lactamase producers. The prevalence of Hib carriers was high, 7.3% on average (range, 0.0 - 33.3%). CONCLUSIONS: The low prevalence of colonization by penicillin-resistant strains indicates that it is not necessary to substitute ampicilin or amoxicilin to effectively treat otitis and sinusitis caused by H. influenzae in Taubaté.

Vacunación en la Enfermedad de Chagas experimental: estudio de mediadores involucrados en la protección en ratones y aplicación de la vacuna en perros. Vaccination in experimental Chagas'disease: study of intermediates involved in the protection of mice and application of the vaccine in dogs.

La Enfermedad de Chagas es una de las principales endemias de América Latina donde existen cerca de 18 millones de infectados y 90 millones en riesgo. Entre el 25 y el 30 por ciento desarrolla patología cardíaca o digestiva en el período crónico. Se ha postulado que mecanismos autoinmunes, sumados a la acción directa del parásito, podrían estar involucrados en la patogenia de la enfermedad. El desarrollo de vacunas tradicionales en Enfermedad de Chagas es una meta difícil de alcanzar, por lo cual parece más factible abordar estrategias basadas en la inmunomodulación, para disminuir la carga parasitaria, minimizar las acciones deletéreas en el periodo agudo y prevenir el desarrollo de patología en la etapa crónica. Para ello es necesario avanzar en el conocimiento de los mecanismos involucrados en la protección y en la patogenia. Si se acepta la hipótesis autoinmune, una estrategia de vacunación con un tripanosoma antigénicamente similar al T. cruzi pero no patógeno podría evitar posibles mecanismos autoagresivos. En nuestro Laboratorio se ha empleado un modelo de vacunación en ratones utilizando como inmunógeno el Trypanosoma rangeli, no patógeno en humanos. Los ratones vacunados, infectados con T. cruzi, mostraron buena respuesta inmune celular y humoral, bajas parasitemias, ausencia de lesiones histológicas, y sobrevida cercana al 100 por ciento. Los controles no vacunados tuvieron una elevada mortalidad. Debido al ciclo biológico del parásito, la defensa efectiva contra el T. cruzi requiere una potente respuesta de anticuerpos contra las formas extracelulares y una eficaz respuesta celular contra los amastigotes intracelulares. En el modelo desarrollado en nuestro laboratorio la protección se asocia con un adecuado equilibrio entre respuesta TH1 y TH2, con leve predominio TH1, disminución de citoquinas (Ck) proinflamatorias e incremento de receptores solubles de Ck. El esquema de inmunización demostró asimismo su eficacia en cobayos y en perros mantenidos en el Laboratorio. Hipótesis de trabajo: - La vacunación con T. rangeli desencadena mecanismos inmunomodulatorios que protegen de la infección con T. cruzi, entre los cuales se encuentran eventos que actúan tempranamente en el sitio de inoculación y en los que están involucradas células y moléculas del sistema inmune innato. - La vacunación a perros constituye una nueva herramienta en la lucha contra la Enfermedad de Chagas. Objetivos: i) profundizar el estudio tendiente a dilucidar los mecanismos involucrados en la resistencia inducida por la inmunización con T. rangeli en ratones; ii) estudiar el efecto que tiene el estrés físico de los ratones sobre la eficacia de la vacunación y iii) analizar la inmunogenicidad de la vacuna en perros de zonas endémicas para Enfermedad de Chagas. Material y metodos: Los ratones y perros serán vacunados con tres dosis de epimastigotes de T. rangeli, fijados con glutaraldehido y los controles solo recibirán PBS. Los ratones seran desafiados con T. cruzi. Se estudiará en liquido peritoneal: a) poblaciones celulares por Citometria de flujo; b) cuantificación de los distintos tipos de inmunoglobulinas, de citoquinas y sus receptores solubles, por ELISA, c) ON y arginasa, por técnicas colorimetricas; d) est.udio de la interacción macrófago-parásito y de receptores celulares por Inmunofluorescencia. e) En perros, se realizarán estudios parasitológicos (xenodiagnostico) y serológicos en vacunados y controles, 12 y 24 meses post vacunación. Resultados esperados e importancia del proyecto: se espera conocer los principales eventos tempranos que participan en la eliminación de los parásitos en los animales vacunados, el efecto del stress sobre la vacunación y asimismo, la inmunogenicidad de la vacuna en perros de campo. Todo ello permitirá obtener información sobre la eficacia de la vacunación experimental y podría aportar una herramienta adicional contra la Enfermedad de Chagas, interfiriendo en la cadena epidemiológica en áreas endémicas.

Vacina contra o vírus da influenza e mortalidade por doenças cardiovasculares na cidade de São Paulo

FUNDAMENTO: A influência da vacinação contra o vírus da gripe na mortalidade por doenças cardiovasculares (DCV) é controversa. OBJETIVO: Analisar a mortalidade por DCV antes e depois do início da vacinação contra a gripe na cidade de São Paulo. MÉTODOS: Analisou-se a mortalidade por doenças isquêmicas do coração (DIC), doenças cerebrovasculares (DCbV) e por causas externas (CE) na população da região metropolitana de São Paulo com idade > 60 anos, antes e depois do programa de vacinação contra a gripe. As estimativas da população e os dados de mortalidade foram, respectivamente, obtidos do Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE; www.ibge.gov.br) e do Ministério da Saúde (www.datasus.gov.br) para o período entre 1980 e 2006. O risco de morte foi ajustado pelo método direto, em que se utilizou a população padrão (mundial) referente a 1960. RESULTADOS: As comparações entre as inclinações das linhas de regressão foram semelhantes para as DCbV (p = 0,931) e CE (p = 0,941), porém, para as DIC (p = 0,022), observou-se significativa redução da linha do período pós-vacina quando comparada com a linha do período pré-vacina. Mudança na tendência da mortalidade após 1996 foi significativa somente para as DIC (p = 0,022), permanecendo inalterada para as DCbV (p = 0,931) e CE (p = 0,941). CONCLUSÃO: A vacinação contra a gripe associou-se a significativa redução da mortalidade por DIC.

Pneumonia por Influenza A(H1N1) em paciente imunossuprimido após transplante cardíaco

O papel da resposta imunológica durante a infecção pelo vírus Influenza H1N1 não está totalmente estabelecido, mas acredita-se que atue de forma decisiva no agravamento do quadro e no aparecimento da síndrome de desconforto respiratório agudo. O papel de terapias imunomoduladoras no controle de infecções virais também não é consensual e faltam dados de literatura para se definir as indicações de seu uso. Neste relato de caso, apresentamos, segundo nosso conhecimento, pela primeira vez, o relato de um paciente transplantado cardíaco que apresentou infecção pelo vírus H1N1 e evoluiu de forma favorável, trazendo um questionamento sobre o real papel da terapia imunossupressora como fator de risco para a forma grave da doença.

Vacinação contra influenza e pneumococo na insuficiência cardíaca: uma recomendação pouco aplicada

FUNDAMENTO: A insuficiência cardíaca (IC) cursa com frequentes descompensações e admissões ao serviço de emergência. Vacinação contra Influenza (INF) e Pneumococo (PNM) são recomendadas nas diretrizes, entretanto, as infecções respiratórias são a terceira causa de hospitalização na IC. OBJETIVO: Avaliar a frequência da vacinação contra INF e PNM em pacientes com IC na rede pública. MÉTODOS: Em estudo observacional realizado em Teresópolis, região serrana fluminense, foram utilizadas três estratégias: (I) estudo das requisições para vacina contra INF e/ou PNM na Secretaria Municipal de Saúde, entre 2004 e 2006; (II) inquérito direto a 61 pacientes com IC atendidos na atenção básica sobre sua situação vacinal contra INF e PNM; (III) inquérito direto sobre situação vacinal contra INF e PNM a 81 pacientes com IC crônica descompensada atendidos na única emergência aberta à rede pública. RESULTADOS: Na estratégia I, a vacinação contra INF e/ou PNM foi de 15,3% daqueles com indicações por doenças cardiovasculares e respiratórias. A mediana do tempo entre a indicação e a vacinação foi de 32 dias. Na estratégia II, o percentual de vacinados contra INF, com idade > 60 anos, foi de 23,1%, e de 24,6% contra PMN em todas as idades. Na estratégia III, o percentual de pacientes vacinados contra INF foi de 35,8% e contra PNM foi de 2,5%. CONCLUSÃO: A taxa de vacinação contra INF e PNM em pacientes com IC é muito baixa e ainda menor naqueles descompensados atendidos em serviço de emergência.

Molecular biological analysis of dynamic interactions between influenza viruses and host cells : host cell proteomes and viral replication dynamics

Magdeburg, Univ., Fak. für Verfahrens- und Systemtechnik, Diss., 2011

Mathematische Modellierung von Influenza Virus Replikation in Säugerzellen

Virus dynamics, mathematical modeling, influenza virus, mammalian cells, vaccines, antiviral strategies

Downstream processing of influenza whole-virions for vaccine production

Magdeburg, Univ., Fak. für Verfahrens- und Systemtechnik, Diss., 2009

Etablierung und Anwendung einer analytischen Methode zur Untersuchung der N-Glykosylierung des Influenza-Virus Hämagglutinin

Magdeburg, Univ., Fak. für Verfahrens- und Systemtechnik, Diss., 2013