Diagnosis of invasive candidiasis by enzyme-linked immunosorbent assay using the N-terminal fragment of Candida albicans hyphal wall protein I

Background: The diagnosis of invasive candidiasis is difficult because there are no specific clinical manifestations of the disease and colonization and infection are difficult to distinguish. In the last decade, much effort has been made to develop reliable tests for rapid diagnosis of invasive candidiasis, but none of them have found widespread clinical use. Results: Antibodies against a recombinant N-terminal fragment of the Candida albicans germ tube-specific antigen hyphal wall protein 1 (Hwp1) generated in Escherichia coli were detected by both immunoblotting and ELISA tests in a group of 36 hematological or Intensive Care Unit patients with invasive candidiasis and in a group of 45 control patients at high risk for the mycosis who did not have clinical or microbiological data to document invasive candidiasis. Results were compared with an immunofluorescence test to detect antibodies to C. albicans germ tubes (CAGT). The sensitivity, specificity, positive and negative predictive values of a diagnostic test based on the detection of antibodies against the N-terminal fragment of Hwp1 by immunoblotting were 27.8 %, 95.6 %, 83.3 % and 62.3 %, respectively. Detection of antibodies to the N-terminal fragment of Hwp1 by ELISA increased the sensitivity (88.9 %) and the negative predictive value (90.2 %) but slightly decreased the specificity (82.6 %) and positive predictive values (80 %). The kinetics of antibody response to the N-terminal fragment of Hwp1 by ELISA was very similar to that observed by detecting antibodies to CAGT. Conclusion: An ELISA test to detect antibodies against a recombinant N-terminal fragment of the C. albicans germ tube cell wall antigen Hwp1 allows the diagnosis of invasive candidiasis with similar results to those obtained by detecting antibodies to CAGT but without the need of treating the sera to adsorb the antibodies against the cell wall surface of the blastospore.

Developing A Microfluidic-Based System To Quantify Cell Capture Efficiency

Micro-fabrication technology has substantial potential for identifying molecular markers expressed on the surfaces of tissue cells and viruses. It has been found in several conceptual prototypes that cells with such markers are able to be captured by their antibodies immobilized on microchannel substrates and unbound cells are flushed out by a driven flow. The feasibility and reliability of such a microfluidic-based assay, however, remains to be further tested. In the current work, we developed a microfluidic-based system consisting of a microfluidic chip, an image grabbing unit, data acquisition and analysis software, as well as a supporting base. Specific binding of CD59-expressed or BSA-coupled human red blood cells (RBCs) to anti-CD59 or anti-BSA antibody-immobilized chip surfaces was quantified by capture efficiency and by the fraction of bound cells. Impacts of respective flow rate, cell concentration, antibody concentration and site density were tested systematically. The measured data indicated that the assay was robust. The robustness was further confirmed by capture efficiencies measured from an independent ELISA-based cell binding assay. These results demonstrated that the system developed provided a new platform to effectively quantify cellular surface markers effectively, which promoted the potential applications in both biological studies and clinical diagnoses.

Surface markers of regionalization in the vertebrate nervous system

In order to identify new molecules that might play a role in regional specification of the nervous system, we generated and characterized monoclonal antibodies (mAbs) that have positionally-restricted labeling patterns.

The FORSE-1 mAb was generated using a strategy designed to produce mAbs against neuronal cell surface antigens that might be regulated by regionally-restricted transcription factors in the developing central nervous system (CNS). FORSE-1 staining is enriched in the forebrain as compared to the rest of the CNS until E18. Between E11.5-E13.5, only certain areas of the forebrain are labeled. There is also a dorsoventrally-restricted region of labeling in the hindbrain and spinal cord. The mAb labels a large proteoglycan-like cell-surface antigen (>200 kD). The labeling pattern of FORSE-1 is conserved in various mammals and in chick.

To determine whether the FORSE-1 labeling pattern is similar to that of known transcription factors, the expression of BF-1 and Dlx-2 was compared with FORSE-1. There is a striking overlap between BF-1 and FORSE-1 in the telencephalon. In contrast, FORSE-1 and Dlx-2 have very different patterns of expression in the forebrain, suggesting that regulation by Dlx-2 alone cannot explain the distribution of FORSE-1. They do, however, share some sharp boundaries in the diencephalon. In addition, FORSE-1 identifies some previously unknown boundaries in the developing forebrain. Thus, FORSE-1 is a new cell surface marker that can be used to subdivide the embryonic forebrain into regions smaller than previously described, providing further complexity necessary for developmental patterning.

I also studied the expression of the cell surface protein CD9 in the developing and adult rat nervous system. CD9 is implicated in intercellular signaling and cell adhesion in the hematopoetic system. In the nervous system, CD9 may perform similar functions in early sympathetic ganglia, chromaffin cells, and motor neurons, all of which express the protein. The presence of CD9 on the surfaces of Schwann cells and axons at the appropriate time may allow the protein to participate in the cellular interactions involved in myelination.

Gene enrichment using antibodies to DNA/RNA hybrids : mapping the ribosomal DNA of slime mold and rat

A novel method for gene enrichment has been developed and applied to mapping the rRNA genes of two eucaryotic organisms. The method makes use of antibodies to DNA/RNA hybrids prepared by injecting rabbits with the synthetic hybrid poly(rA)•poly(dT). Antibodies which cross-react with non-hybrid nucleic acids were removed from the purified IgG fraction by adsorption on columns of DNA-Sepharose, oligo(dT)-cellulose, and poly(rA)-Sepharose. Subsequent purification of the specific DNA/RNA hybrid antibody was carried out on a column of oligo(dT)-cellulose to which poly(rA) was hybridized. Attachment of these antibodies to CNBr-activated Sepharose produced an affinity resin which specifically binds DNA/RNA hybrids.

In order to map the rDNA of the slime mold Dictyostelium discoideum, R-loops were formed using unsheared nuclear DNA and the 178 and 268 rRNAs of this organism. This mixture was passed through a column containing the affinity resin, and bound molecules containing R- loops were eluted by high salt. This purified rDN A was observed directly in the electron microscope. Evidence was obtained that there is a physical end to Dictyostelium rDN A molecules approximately 10 kilobase pairs (kbp) from the region which codes for the 268 rRNA. This finding is consistent with reports of other investigators that the rRNA genes exist as inverse repeats on extra-chromosomal molecules of DNA unattached to the remainder of the nuclear DNA in this organism.

The same general procedure was used to map the rRNA genes of the rat. Molecules of DNA which contained R-loops formed with the 188 and 288 rRNAs were enriched approximately 150- fold from total genomal rat DNA by two cycles of purification on the affinity column. Electron microscopic measurements of these molecules enabled the construction of an R-loop map of rat rDNA. Eleven of the observed molecules contained three or four R-loops or else two R-loops separated by a long spacer. These observations indicated that the rat rRNA genes are arranged as tandem repeats. The mean length of the repeating units was 37.2 kbp with a standard deviation of 1.3 kbp. These eleven molecules may represent repeating units of exactly the same length within the errors of the measurements, although a certain degree of length heterogeneity cannot be ruled out. If significantly shorter or longer repeating units exist, they are probably much less common than the 37.2 kbp unit.

The last section of the thesis describes the production of antibodies to non-histone chromosomal proteins which have been exposed to the ionic detergent sodium dodecyl sulfate (SDS). The presence of low concentrations of SDS did not seem to affect either production of antibodies or their general specificity. Also, a technique is described for the in situ immunofluorescent detection of protein antigens in polyacrylamide gels.

Model systems for the study of drug hypersensitivity

I. It was not possible to produce anti-tetracycline antibody in laboratory animals by any of the methods tried. Tetracycline protein conjugates were prepared and characterized. It was shown that previous reports of the detection of anti-tetracycline antibody by in vitro-methods were in error. Tetracycline precipitates non-specifically with serum proteins. The anaphylactic reaction reported was the result of misinterpretation, since the observations were inconsistent with the known mechanism of anaphylaxis and the supposed antibody would not sensitize guinea pig skin. The hemagglutination reaction was not reproducible and was extremely sensitive to minute amounts of microbial contamination. Both free tetracyclines and the conjugates were found to be poor antigens.

II. Anti-aspiryl antibodies were produced in rabbits using 3 protein carriers. The method of inhibition of precipitation was used to determine the specificity of the antibody produced. ε-Aminocaproate was found to be the most effective inhibitor of the haptens tested, indicating that the combining hapten of the protein is ε-aspiryl-lysyl. Free aspirin and salicylates were poor inhibitors and did not combine with the antibody to a significant extent. The ortho group was found to participate in the binding to antibody. The average binding constants were measured.

Normal rabbit serum was acetylated by aspirin under in vitro conditions, which are similar to physiological conditions. The extent of acetylation was determined by immunochemical tests. The acetylated serum proteins were shown to be potent antigens in rabbits. It was also shown that aspiryl proteins were partially acetylated. The relation of these results to human aspirin intolerance is discussed.

III. Aspirin did not induce contact sensitivity in guinea pigs when they were immunized by techniques that induce sensitivity with other reactive compounds. The acetylation mechanism is not relevant to this type of hypersensitivity, since sensitivity is not produced by potent acetylating agents like acetyl chloride and acetic anhydride. Aspiryl chloride, a totally artificial system, is a good sensitizer. Its specificity was examined.

IV. Protein conjugates were prepared with p-aminosalicylic acid and various carriers using azo, carbodiimide and mixed anhydride coupling. These antigens were injected into rabbits and guinea pigs and no anti-hapten IgG or IgM response was obtained. Delayed hypersensitivity was produced in guinea pigs by immunization with the conjugates, and its specificity was determined. Guinea pigs were not sensitized by either injections or topical application of p-amino-salicylic acid or p-aminosalicylate.

Progressive Decrease in the Potential Usefulness of Meningococcal Serogroup B Vaccine (4CMenB, Bexsero (R)) in Gipuzkoa, Northern Spain

The effectiveness of a vaccine is determined not only by the immunogenicity of its components, but especially by how widely it covers the disease-causing strains circulating in a given region. Because vaccine coverage varies over time, this study aimed to detect possible changes that could affect vaccine protection during a specific period in a southern European region. The 4CMenB vaccine is licensed for use in Europe, Canada, and Australia and is mainly directed against Neisseria meningitidis serogroup B. This vaccine contains four main immunogenic components: three recombinant proteins, FHbp, Nhba and NadA, and an outer membrane vesicle [PorA P1.4]. The allelic distribution of FHbp, Nhba, NadA, and PorA antigens in 82 invasive isolates (B and non-B serogroups) isolated from January 2008 to December 2013 were analyzed. 4CMenB was likely protective against 61.8% and 50% of serogroup B and non-B meningococci, respectively, in the entire period, but between 2012 and 2013, the predicted protection fell below 45% (42.1% for serogroup B isolates). The observed decreasing trend in the predicted protection during the 6 years of the study (X-2 for trend = 4.68, p=0.03) coincided with a progressive decrease of several clonal complexes (e. g., cc11, cc32 and cc41/44), which had one or more antigens against which the vaccine would offer protection.

Papel das hemaglutininas 67-72p de Corynebacterium diphtheriae na ligação a proteínas plasmáticas, superfícies celulares, invasão e indução de apoptose

Corynebacterium diphtheriae pode ser isolado tanto de quadros de difteria clássica, quanto de infecções sistêmicas, como endocardite. O fibrinogênio (Fbn) e a fibronectina (Fn) são glicoproteínas presentes na matriz extracelular de tecidos conjuntivos. A influência destas proteínas na patogênese das infecções locais e invasivas causadas por C. diphtheriae é objeto de estudo devido ao fato do bacilo diftérico poder ser encontrado em lesões nas quais o Fbn e a Fn são predominantes, incluindo a pseudomembrana diftérica e vegetações cardíacas presentes na endocardite infecciosa. São crescentes as evidências de que o C. diphtheriae pode, além de aderir, ser internalizado por células em cultura. No presente estudo, investigou-se a participação de C. diphtheriae e das proteínas de superfície 67-72p na aderência à Fn e ao Fbn de plasma humano e a eritrócitos. A aderência às células HEp-2 e internalização também foram analisadas. A participação de 67-72p nos mecanismos de morte celular foi avaliada através das colorações por Azul de Tripan e 46-diamidino-2-fenil indol (DAPI), pelo ensaio de redução utilizando dimetil-tiazol-difenil tetrazólio (MTT) e por citometria de fluxo. As 67-72p foram extraídas da superfície da amostra toxigênica C. diphtheriae subsp. mitis CDC-E8392 através de processos mecânicos e precipitação com sulfato de amônio saturado. Análises por SDS-PAGE e immunoblotting detectaram a presença das bandas protéicas de 67 e 72kDa nas amostras toxinogênicas e atoxinogênicas analisadas, as quais pertenciam aos biotipos fermentador e não fermentador de sacarose. C. diphtheriae foi capazes não só de formar agregados na presença de plasma de coelho, mas também de converter Fbn em fibrina independentemente da presença do gene tox. No entanto, a amostra atoxinogênica ATCC 27010 (tox-) foi menos aderente ao Fbn do que a homóloga ATCC 27012 (tox+). A interação bacteriana com eritrócitos foi inibida somente pela Fn. Ligações entre Fn e/ou Fbn com 67-72p foram demonstradas por dot blotting, ELISA e/ou ensaios utilizando fluorescência. As 67-72p foram capazes de inibir as interações bacterianas com o Fbn, indicando que 67-72p podem participar do processo de aderência do patógeno aos tecidos do hospedeiro. Através da microscopia óptica, demonstrou-se a ligação de 67-72p adsorvidas em microesferas de látex com células HEp-2. Anticorpos de coelho do tipo IgG anti 67-72p interferiram somente com a expressão do padrão de aderência do tipo difuso, normalmente apresentado pela amostra CDC-E8392. A Microscopia Eletrônica de Transmissão (MET) e a inibição da internalização bacteriana pela IgG anti 67-72p ou por 67-72p indicaram o papel de 67-72p como invasina. Alterações do citoesqueleto de células HEp-2 com acumulação de actina polimerizada, induzida por microesferas sensibilizadas com 67-72p, foi observada pelo fluorescent actin staining (FAS) test. Foi visualizado um aumento no número de bactérias viáveis no compartimento intracelular após tratamento de células HEp-2 ou dos microrganismos com Fn. A presença de partículas de látex adsorvidas com 67-72p no interior de vacúolos frouxos em células HEp-2 sugeriu que estas proteínas podem causar efeito citotóxico. A avaliação através das colorações com Azul de Tripan, DAPI e os ensaios de redução utilizando MTT demonstraram um decréscimo na viabilidade de células tratadas com 67-72p. As mudanças morfológicas observadas 3 horas após o início do tratamento com 67-72p incluíram vacuolização, fragmentação nuclear e formação de corpúsculos apoptóticos. A citometria de fluxo revelou um decréscimo de 15,13% no volume/tamanho de células tratadas com 67-72p. Além disso, o ensaio utilizando Iodeto de Propídio (IP) e Anexina V (AV)-FITIC demonstrou que havia 66,1% de células vivas (IP-/AV-), 16,6% de células em apoptose inicial (IP-/AV+) e 13,8% de células em apoptose tardia ou necrose secundária. Em conclusão, as 67-72p estão diretamente envolvidas na interação com Fn e Fbn. As proteínas não fimbriais 67-72p são hemaglutininas implicadas na aderência a células respiratórias e na internalização. Além disso, estas proteínas podem atuar como fatores de virulência em potencial para induzir apoptose de células epiteliais nos estágios iniciais da difteria e nas infecções invasivas causadas pelo C. diphtheriae

Impacto da exposição fetal ao HIV-1 na função das células T e das células dendríticas de neonatos não infectados

A síndrome da imunodeficiência adquirida (AIDS), causada pelo vírus da imunodeficiência humana (HIV), é uma das epidemias mais impactantes do milênio e, desde o início, o número de mulheres jovens infectadas vem aumentando vertiginosamente, principalmente nos países em desenvolvimento onde muitas destas engravidam precocemente. Apesar da grande maioria dos casos de AIDS pediátrico no mundo resultar da transmissão vertical, aproximadamente dois terços dos neonatos expostos ao HIV durante a vida fetal não são contaminados. Neste sentido, seguindo as recomendações do consenso brasileiro (Ministério da Saúde), toda criança cuja transmissão vertical tenha sido descartada laboratorialmente não necessita de acompanhamento ambulatorial particularizado. Entretanto, resultados anteriores obtidos pelo nosso grupo demonstraram que, gestantes infectadas pelo HIV-1 que não controlam a carga viral plasmática (CVP), apresentam níveis elevados de citocinas inflamatórias e, no presente estudo, resultados revelam que neonatos não-infectados nascidos dessas gestantes apresentam anormalidades imunofuncionais no compartimento das células T do cordão umbilical quando expostos in vitro a ativadores policlonais, mas não aos antígenos do HIV-1. Ademais, quando comparada a neonatos não expostos, a ativação in vitro das células T de neonatos expostos ao HIV-1 com anti-CD3/anti-CD28 induziu a produção de níveis elevados de IL-17 e reduzidos de IL-10. Interessantemente, essa tendência das células T em secretar IL-17 parece estar relacionada à liberação de níveis elevados de IL-23 pelas células dendríticas derivadas de monócitos do sangue do cordão umbilical estimuladas com lipopolissacarídeo bacteriano. Uma ausência de sensibilização uterina aos antígenos do HIV-1 sugere que essas alterações possam traduzir um efeito adverso da produção elevada de citocinas inflamatórias maternas sobre o sistema imune do neonato, o que pode desequilibrar os eventos envolvidos na maturação e homeostasia imune fetal e neonatal, favorecendo o predomínio de fenótipos Th anômalos, tal como Th17. Essa hiper-responsividade das células Th17 pode vir a comprometer não apenas a capacidade da criança em responder de forma adequada a diferentes estímulos antigênicos ao longo de sua vida, como também pode torná-la mais suscetível a desordens imunomediadas

Efeito da 1,10-fenantrolina e seus derivados complexados em metal na atividade proteolítica de Leishmania braziliensis

Leishmanioses são um grupo de doenças com um largo espectro de manifestações clínicas, as quais variam desde lesões cutâneas até o envolvimento visceral severo, podendo levar ao óbito. A leishmaniose é, ainda hoje, uma doença negligenciada, estando entre os agravos prioritários do programa de pesquisa sobre doenças da pobreza da Organização Mundial da Saúde (OMS). Além de não haver vacinas disponíveis, a terapia é baseada em medicamentos injetáveis que causam sérios efeitos colaterais, tornando o tratamento inviável para muitos países endêmicos. Drogas derivadas de metal representam um novo arsenal terapêutico antimicrobiano e anti-câncer. Os inibidores de peptidase/agentes quelantes tais como 1,10-fenantrolina e seus derivados, no estado livre de metal ou como ligantes com metais de transição, interferem com a função de vários sistemas biológicos. Em trabalhos anteriores, nosso grupo descreveu que o parasito L. braziliensis produziu moléculas gp63 sensíveis a 1,10-fenantrolina. No presente trabalho, demonstramos a distribuição celular da molécula gp63 em uma cepa virulenta de L. braziliensis por meio de análises bioquímicas e imuno-histoquímica. Depois disso, relatamos os efeitos inibitórios de três compostos derivados da 1,10-fenantrolina, 1,10-fenantrolina-5,6-diona (phendio), [Cu(phendio)2] e [Ag(phendio)2], nas atividades metalopeptidases celulares e extracelulares produzidas por promastigotas de L. braziliensis, bem como as suas ações sobre a viabilidade do parasita e na interação com as células de macrófagos murinos. As moléculas gp63 foram detectadas em compartimentos de parasitos, incluindo membrana citoplasmatica e bolsa flagelar. O tratamento de promastigotas de L. braziliensis durante 1 hora com 1,10-fenantrolina e seus derivados resultou numa inibição significativa da viabilidade celular e mostrou um mecanismo de ação irreversível. Estes inibidores de metalopeptidases induziram apoptose em promastigotas de L. braziliensis, demonstrada através da marcação com anexina/iodeto de propídio e ensaio TUNEL. O pré-tratamento de promastigotas com os inibidores de metalopeptidases induziram uma diminuição na expressão de moléculas de superfície gp63, assim como uma redução significativa no índice de associação com macrófagos. Em paralelo, macrófagos infectados com L. braziliensis e tratados com 1,10-fenantrolina e seus derivados promoveram uma potente redução sobre o número de amastigotas intracelulares. O tratamento de macrófagos com 1,10-fenantrolina e seus derivados não induziram o aumento de óxido nítrico. A ação combinatória sobre a capacidade de crescimento entre os compostos derivados da 1,10-fenantrolina e Glucantime, quando ambos foram utilizados em concentracões sub-inibidoras, também foi observada. In vivo os compostos derivados da 1,10-fenantrolina e seus drivados foram capazes de controlar o tamanho das lesões a partir da terceira semana de tratamento em relação ao controle não tratado em hamsters infectados quando administrado por via intraperitoneal. Os animais tratados com os compostos apresentaram maior resposta intradérmica (DTH) aos antígenos de L. braziliensis. Coletivamente, a 1,10-fenantrolina e seus derivados metálicos apresentam uma nova perspectiva de estudos para o desenvolvimento de novos fármacos anti-L. braziliensis

Avaliação do PRA e CD30s no transplante renal intervivos. Acompanhamento no 1 ano e após 6 anos em pacientes do Hospital Federal de Bonsucesso (Rio de Janeiro, Brasil)

O CD30 solúvel (CD30s) é uma glicoproteína transmembrana da família do fator de necrose tumoral expressa na superfície das células T. Quando este marcador é clivado ele torna-se solúvel, sendo detectado na circulação. Atualmente, o valor de CD30s pré-transplante vem sido demonstrado como um bom preditor de rejeição aguda (RA) e perda do enxerto. Poucos estudos foram realizados para sua avaliação no pós-transplante e sua correlação com sobrevida e TFG. Avaliar a eficácia da determinação dos marcadores laboratoriais CD30 solúvel (CD30s) e anticorpos reativos contra painel HLA (PRA) em seis meses, um ano e seis anos pós-transplante renal em receptores de doadores vivos, correlacionando estes marcadores com episódios de rejeição aguda, eventos infecciosos no pós-transplante, perda do enxerto e óbito do paciente transplantado. E, avaliar a correlação destes marcadores com a sobrevida do enxerto renal nestes períodos. Os pacientes estudados foram transplantados renais com doadores vivos no Hospital Federal de Bonsucesso (HFB) do Rio de Janeiro no ano de 2006 e do período de agosto de 2010 a maio de 2011, sendo uma extensão de um trabalho realizado previamente. CD30s e PRA foram analisados nas amostras coletadas no pré-transplante e com 7, 14, 21 dias, 1, 3, 6, 12 meses após o transplante e nos pacientes transplantados em 2006 amostras após 6 anos de transplante. A taxa de filtração glomerular (TFG) foi estimada utilizando MDRD e CKD-epi e 6 meses, 1 ano e 6 anos após o transplante. Os pacientes foram agrupados em 5 grupos: sem eventos, com perda do enxerto, óbito, rejeição aguda e pacientes com quadros infecciosos. Estes grupos foram avaliados com relação ao CD30s, PRA I e II e comparados dois a dois. O teste qui quadrado foi utilizado. Quando necessário aplicou-se a correção de Yates, o teste de Fisher, o teste de Kruskal-wallis. Foi considerado estatisticamente significante p<0,05. As análises foram feitas pelo programa EPI-Info (versão 3.5.3). Setenta e seis pacientes com doadores vivos foram incluídos no estudo 47 pacientes não tiveram nenhum evento (grupo 1), 7 pacientes perderam o enxerto (grupo 2), 3 pacientes faleceram (grupo 3), 11 pacientes ficaram no grupo de rejeição aguda (grupo 4) e oito pacientes tiveram infecção por CMV e herpes (grupo 5). Os pacientes do grupo de RA tiveram correlação positiva com os valores tanto de CD30s Pré-transplante (p=0,01), quanto do CD30s pós-transplante (p=0,002) e PRA I e II (p<0,001), respectivamente, quando comparados com pacientes sem eventos. A TFG tanto com MDRD e CKD-Epi não mostrou correlação com CD30s pré e pós-transplante e nem PRA I e II. A TFG com as duas fórmulas foi menor no grupo com RA comparado com o grupo sem evento após 6 anos de transplante (p=0,006). CD30s é um bom preditor de RA, assim como PRAI e II. E, também mais uma ferramenta que pode ser utilizada no acompanhamento pós-transplante Renal. A RA é um preditor isolado para diminuição de TFG no transplante.

A imunologia da infecção pelo HIV em pacientes com idade avançada: caracterização fenotípica e funcional da resposta imune mediada pela célula T CD4+

A proporção de idosos portadores da síndrome da imunodeficiência adquirida (aids) tem aumentado de maneira importante nos últimos anos e, até a presente data, existem poucos estudos que abordam a infecção nessa população especial. As particularidades imunológicas decorrentes do fenômeno da imunossenescência podem acarretar mudanças significativas na evolução da infecção pelo HIV, bem como na resposta ao tratamento. O objetivo maior desta Tese foi avaliar o impacto da idade na recuperação funcional do sistema imune de pacientes com aids acima de 55 anos, quando tratados adequadamente com terapia anti-retroviral, caracterizando a resultante imunológica da idade avançada e da infecção pelo HIV. Para tanto, foram estudados quatro grupos experimentais: indivíduos jovens saudáveis ou com aids, e indivíduos acima de 55 anos saudáveis ou com aids. Todos os pacientes com aids estavam recebendo terapia anti-retroviral, em sucesso terapêutico. No primeiro artigo apresentado, avaliamos resposta linfoproliferativa e produção de citocinas in vitro e resposta humoral in vivo mediante desafio antigênico com toxóide tetânico (TT) em indivíduos previamente vacinados contra o tétano. Os resultados mostraram deficiências imunológicas significativas relacionadas à idade avançada no que diz respeito a produção de IgG anti-TT, resposta linfoproliferativa e produção de IFN-. Em contrapartida, a produção de IL-10 foi significativamente maior nos indivíduos acima de 55 anos, infectados ou não pelo HIV. No segundo artigo, foram caracterizadas as subpopulações de células T mediante estímulo policlonal ou específico com antígenos do envelope do HIV (Env). Em culturas não-estimuladas de PBMC do grupo com aids e idade avançada, observamos frequência reduzida de células T naive e de memória central, associada a aumento de células T efetoras. Quando estimuladas policlonalmente, essas culturas apresentaram deficiência na produção de IFN- e hiperprodução de IL-10, como na resposta ao TT. Mediante estímulo específico com Env, a citometria de fluxo revelou frequência elevada de células T CD4+FoxP3-CD152+ com forte marcação intracelular para IL-10, indicando predomínio do fenótipo Tr-1, e não das células Treg clássicas. Interessantemente, em ambos os artigos, a replicação viral in vitro foi significativamente menor nos pacientes com aids acima de 55 anos, condizendo com a excelente resposta virológica desses pacientes ao tratamento antirretroviral. A neutralização da IL-10 com anticorpo anti-IL-10 nas culturas ativadas pelos peptídeos Env aumentou de forma significativa a replicação viral no sobrenadante. Tanto na resposta ao TT quanto aos peptídeos Env, o bloqueio da IL-10 aumentou os níveis de citocinas pró-inflamatórias, mas não melhorou a produção de IFN- dos pacientes acima de 55 anos com aids. Coletivamente, os achados dessa Tese revelam distúrbios em vários segmentos da resposta imune, particularmente no compartimento Th1, de pacientes acima 55 anos com aids e adequadamente tratados, sugerindo que, para esses pacientes, a reconstituição imune pós-tratamento não ocorre com a mesma eficácia que no jovem. Apesar do aumento da produção de IL-10 provavelmente contribuir, ao menos em parte, para o controle virológico, pode comprometer a resposta tanto ao próprio HIV, quanto a outros desafios antigênicos, a exemplo do toxóide tetânico. Sugere-se, portanto, a necessidade de recomendações específicas de manejo clínico para esse grupo de pacientes

Estudo estrutural e funcional das proteínas ligadoras de ácidos graxos (FABP- Fatty Acid Binding Proteins) de Fasciola hepatica

As proteínas ligadoras de ácidos graxos (Fatty Acid Binding Proteins, FABPs) de parasitos têm um papel importante no processo de infecção por estes organismos. Por este motivo, estas proteínas são antígenos candidatos para vacina contra a infecção por Schistosoma mansoni e Fasciola hepatica. No presente trabalho foram caracterizadas FABPs de F. hepatica e comparadas com a proteína Sm14 de S. mansoni, a FABP de parasito melhor caracterizada, mediante análise de sequências e estruturas modeladas. Também foram clonadas, expressas e purificadas as FABPs tipo 1 e tipo 3 de F. hepatica. Os resultados do presente estudo indicam que a FABP tipo 3 de F. hepatica é relacionada estrutural, imunológica e funcionalmente com a Sm14, um candidato vacinal amplamente estudado. Devido à importância da Sm14 como alvo para o desenvolvimento de vacina para a esquistossomose, as características apresentadas pela FhFABP3 de F. hepatica apontam esta proteína como um candidato importante também para o desenvolvimento de uma vacina contra a fasciolose

Development of nucleic acid vaccines: use of self-amplifying RNA in lipid nanoparticles

Self-amplifying RNA or RNA replicon is a form of nucleic acid-based vaccine derived from either positive-strand or negative-strand RNA viruses. The gene sequences encoding structural proteins in these RNA viruses are replaced by mRNA encoding antigens of interest as well as by RNA polymerase for replication and transcription. This kind of vaccine has been successfully assayed with many different antigens as vaccines candidates, and has been shown to be potent in several animal species, including mice, nonhuman primates, and humans. A key challenge to realizing the broad potential of self-amplifying vaccines is the need for safe and effective delivery methods. Ideally, an RNA nanocarrier should provide protection from blood nucleases and extended blood circulation, which ultimately would increase the possibility of reaching the target tissue. The delivery system must then be internalized by the target cell and, upon receptor-mediated endocytosis, must be able to escape from the endosomal compartment into the cell cytoplasm, where the RNA machinery is located, while avoiding degradation by lysosomal enzymes. Further, delivery systems for systemic administration ought to be well tolerated upon administration. They should be safe, enabling the multiadministration treatment modalities required for improved clinical outcomes and, from a developmental point of view, production of large batches with reproducible specifications is also desirable. In this review, the concept of self-amplifying RNA vaccines and the most promising lipid-based delivery systems are discussed.

Serological and Genetic Evidence for Altered Complement System Functionality in Systemic Lupus Erythematosus: Findings of the GAPAID Consortium

Systemic lupus erythematosus is a chronic autoimmune disease with multifactorial ethiopathogenesis. The complement system is involved in both the early and late stages of disease development and organ damage. To better understand autoantibody mediated complement consumption we examined ex vivo immune complex formation on autoantigen arrays. We recruited patients with SLE (n = 211), with other systemic autoimmune diseases (n = 65) and non-autoimmune control subjects (n = 149). Standard clinical and laboratory data were collected and serum complement levels were determined. The genotype of SNP rs1143679 in the ITGAM gene was also determined. Ex vivo formation of immune complexes, with respect to IgM, IgG, complement C4 and C3 binding, was examined using a functional immunoassay on autoantigen microarray comprising nucleic acids, proteins and lipids. Complement consumption of nucleic acids increased upon binding of IgM and IgG even when serum complement levels were decreased due to consumption in SLE patients. A negative correlation between serum complement levels and ex vivo complement deposition on nucleic acid autoantigens is demonstrated. On the contrary, complement deposition on tested protein and lipid autoantigens showed positive correlation with C4 levels. Genetic analysis revealed that the non-synonymous variant rs1143679 in complement receptor type 3 is associated with an increased production of anti-dsDNA IgG antibodies. Notwithstanding, homozygous carriers of the previously reported susceptible allele (AA) had lower levels of dsDNA specific IgM among SLE patients. Both the non-synonymous variant rs1143679 and the high ratio of nucleic acid specific IgG/IgM were associated with multiple organ involvement. In summary, secondary complement deficiency in SLE does not impair opsonization of nucleic-acid-containing autoantigens but does affect other antigens and potentially other complement dependent processes. Dysfunction of the receptor recognizing complement opsonized immune complexes promotes the development of class-switched autoantibodies targeting nucleic acids.

Análise da variabilidade gênica de antígenos de T. cruzi com aplicação para o diagnóstico sorológico da doença de Chagas

A doença de Chagas é uma zoonose causada pelo protozoário flagelado Trypanosoma cruzi. Estima-se que 8 milhões de pessoas estão infectadas com o T. cruzi em todo o mundo, principalmente na América Latina. Testes tradicionais de diagnóstico estão sendo gradualmente substituídos por métodos inovadores. A utilização de antígenos recombinantes foi proposta nos anos 90, e várias combinações foram testadas com soros de pacientes com diferentes formas clínicas de diferentes regiões da América Latina. Apesar do ganho em especificidade, estes testes apresentaram menor sensibilidade, frustrando expectativas. Este estudo objetivou analisar a variabilidade genética dos genes KMP11 e 1F8 que codificam antígenos comumente utilizados em diagnóstico experimental. Cepas de T. cruzi pertencentes a diferentes sub-grupos taxonômicos e de diferentes regiões foram analisadas para avaliar o impacto da variação antigênica em testes de diagnóstico. Maximizando a sensibilidade, evitar reatividade cruzada com epítopos de outros agentes patogênicos deve permitir a concepção de melhores testes rápidos. Num primeiro passo, DNA genômico foi extraído das seguintes cepas: Dm28c, Colombiana, Y, 3663, 4167, LL014 e CL Brener e foi realizada a amplificação dos genes 1F8 e KMP11 que codificam antígenos a partir destas cepas. Em seguida foram realizadas a clonagem, sequenciamento, expressão e detecção dos antígenos recombinantes. Na etapa final, análises de estruturas secundárias e terciárias, a última apenas para o antígeno 1F8, visualizaram as diferenças nas sequências de aminoácidos obtidas a partir de sequenciamento de DNA. Os resultados apresentados neste estudo mostram que o antígeno KMP11 de T. cruzi possui uma similaridade na sequência de aminoácidos muito elevada com o T. rangeli, mostrando a necessidade de um mapeamento antigênico desta proteína em todos os tripanosomatídeos que apresentaram alta similaridade com o antígeno de T. cruzi, como o T. rangeli, para verificar a presença de epítopos específicos de T. cruzi. O antígeno 1F8 pode ser uma ferramenta útil no diagnóstico da doença de Chagas e que será necessário aprofundar os conhecimentos sobre os determinantes antigênicos para futuramente elaborar poli-epítopos sintéticos adaptados de um maior número possível de antígenos, obtendo a maior especificidade e sensibilidade nos testes de diagnóstico sorológico e de teste rápido da doença de Chagas. Este estudo representa um passo crucial para a otimização de antígenos recombinantes para o diagnóstico da doença de Chagas.