A infecção pelo vírus Zika (ZIKV) tem caráter agudo e autolimitado. Entretanto, parte dos indivíduos infectados apresentam manifestações neurológicas graves incluindo, a Síndrome de Guillain-Barrée e a Síndrome Congênita do Zika (CZS). Apesar de mais de 70 anos de estudo, não existem métodos terapêuticos ou profiláticos específicos para o ZIKV. Além disso, a elevada similaridade antigênica entre o ZIKV e outros arbovírus torna imprescindível o estabelecimento de ensaios sorológicos que permitam diferenciar efetivamente a infecção prévia por estes vírus. Neste contexto, o presente projeto teve por objetivo obter e avaliar a especificidade sorológica e potencial vacinal de formas recombinantes do domínio III da proteína do envelope (EDIII ZIKV) e da proteína não estrutural 1 do ZIKV (NS1 ZIKV). As proteínas recombinantes propostas foram expressas em sistema procarioto, purificadas e validadas quando à preservação da antigenicidade. Adicionalmente, um fragmento da proteína NS1 ZIKV, denominado ΔNS1 ZIKV, foi desenhado por análise computacional com base na reduzida homologia de sequência e estrutural comparada à região correspondente da NS1 de DENV1-4. Uma vez obtidas, as proteínas foram utilizadas como antígenos de fase sólida na padronização de protocolos de ELISA visando a detecção específica de anticorpos IgG anti-ZIKV. Os resultados obtidos demonstraram que a implementação da proteína ΔNS1 ZIKV, mas não da EDIII ZIKV, reduziu significativamente a detecção de anticorpos de reatividade cruzada direcionados a outros Flavivirus, em especial ao DENV. Além disso, a especificidade observada foi correlacionada com a presença de epítopos conformacionais termolábeis na ΔNS1 ZIKV. Diante dos resultados promissores, o protocolo de ELISA baseado na proteína ΔNS1 ZIKV (ELISA ZIKA-v IgG) foi adaptado e transposto para condições de um kit comercial em uma parceria público-privada. A validação do ELISA ZIKA-v IgG frente a painel de soro humano demonstrou especificidade e sensibilidade de 94,12% e 90,7%, respectivamente, para o qual a comercialização foi aprovada pela ANVISA. Além disso, formulações vacinais baseadas nas proteínas NS1 e EDIII ZIKV, em associação com diferentes adjuvantes (Alum, LT-B ou Poly [I:C]), foram testadas em modelo murino. Embora imunogênicas, as mesmas não foram capazes de conferir imunidade protetora frente ao ZIKV. Por fim, utilizamos de forma inédita uma estratégia de vacina de DNA (pgDNS1-ZIKV) baseada na expressão da proteína NS1 ZIKV geneticamente fusionada à glicoproteína D do vírus Herpes Simplex Tipo I (gD HSV-1). Interessantemente, esta abordagem foi capaz de melhorar a indução de respostas imunológicas humorais e celulares NS1-específicas, bem como aumentou a eficácia protetora frente à infecção pelo ZIKV. Assim, com o conhecimento gerado a partir desse trabalho esperamos contribuir para o melhoramento dos métodos de sorodiagnóstico e as estratégias vacinais baseadas em vacinas de DNA direcionadas ao ZIKV.

Zika virus (ZIKV) infection is acute and self-limited. However, some infected individuals have severe neurological manifestations, including Guillain-Barrée Syndrome and Congenital Zika Syndrome (CZS). Despite more than 70 years of studies, there are no specific therapeutic or prophylactic methods for ZIKV. In addition, the high antigenic similarity among ZIKV and other arboviruses makes it essential to establish serological tests that can effectively differentiating previous infection by these viruses. In this context, this project aimed to obtain and evaluate the serological specificity and vaccine potential of recombinant forms of the domain III envelope protein (ZIKV EDIII) and non-structural protein 1 of ZIKV (ZIKV NS1). Thus, the proposed recombinant proteins were expressed in a prokaryote system, purified and validated for preservation of antigenicity. Additionally, a fragment of the ZIKV NS1 protein, termed ZIKV ΔNS1, was designed by computational analysis based on sequence and structural homology compared to the corresponding region of NS1 of DENV1-4. The obtained proteins were used as solid phase antigens in the standardization of ELISA protocols aiming at the specific detection of IgG anti-ZIKV antibodies. The obtained results demonstrated that the implementation of the ΔNS1 ZIKV protein, but not the EDIII ZIKV, significantly reduced the detection of cross-reactive antibodies directed to other Flaviviruses, especially to DENV. Furthermore, the observed specificity was correlated with the presence of thermolabile conformational epitopes in the ZIKV ΔNS1. Given the promising results, the ELISA protocol based on the ZIKV ΔNS1 protein (ELISA ZIKA-v IgG) was adapted and transposed to conditions of a commercial kit in a public-private partnership. The validation of the ZIKA-v IgG ELISA against a human serum panel showed specificity and sensitivity of 94.12% and 90.7%, respectively, for which the marketing was approved by ANVISA. Furthermore, vaccine formulations based on ZIKV NS1 and EDIII proteins, in association with different adjuvants (Alum, LT-B or Poly [I:C]), were tested in a murine model. Although immunogenic, they were not able to provide protective immunity against ZIKV infection. Finally, we used a novel DNA vaccine strategy (pgDNS1-ZIKV) based on the expression of the ZIKV NS1 protein genetically fused to the glycoprotein D of the Herpes Simplex virus Type I (gD HSV-1). Interestingly, this approach was able to improve the induction of NS1-specific humoral and cellular immune responses, as well as increasing the protective efficacy against ZIKV infection. Thus, with the knowledge generated from this work, we hope to contribute to the improvement of serodiagnostic methods and vaccine strategies based on DNA vaccines for the ZIKV.