Desenvolvimento de novas estratégias vacinais contra o vírus Chikungunya utilizando a proteína estrutural 2 (E2).

Carvalho, Alexia Adrianne Venceslau Brito

doi:10.11606/D.42.2019.tde-12012024-175515

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Master's Dissertation

DOI

https://doi.org/10.11606/D.42.2019.tde-12012024-175515

Document

Master's Dissertation

Author

Carvalho, Alexia Adrianne Venceslau Brito (Catálogo USP)

Full name

Alexia Adrianne Venceslau Brito Carvalho

Institute/School/College

Instituto de Ciências Biomédicas

Knowledge Area

Biology of Host-Pathogen Interactions

Date of Defense

2019-11-29

Published

São Paulo, 2019

Supervisor

Ferreira, Luis Carlos de Souza (Catálogo USP)

Committee

Ferreira, Luis Carlos de Souza (President)
Astray, Renato Mancini
Boscardin, Silvia Beatriz
Botosso, Viviane Fongaro

Title in Portuguese

Desenvolvimento de novas estratégias vacinais contra o vírus Chikungunya utilizando a proteína estrutural 2 (E2).

Keywords in Portuguese

Arbovírus
Chikungunya vírus
Lipossomas
Monofosforil Lipídio A
MPLA
NMVs, MLVs
Vacina de subunidade

Abstract in Portuguese

O vírus Chikungunya (CHIKV), transmitido por mosquitos do gênero Aedes, é um arbovírus emergente responsável por causar a febre Chikungunya, uma doença considerada incapacitante. As manifestações clínicas típicas incluem febre alta, erupções cutâneas e artralgia, sendo que esta última pode se manifestar durante muitos meses após doença, causando severos impactos sobre o paciente. A proteína estrutural 2 (E2) é uma proteína do envelope responsável pela ligação do vírus aos receptores celulares, promovendo sua entrada na célula hospedeira por endocitose, o que a torna um importante determinante antigênico. Contudo, antígenos recombinantes baseados em proteínas possuem, de maneira geral, baixa imunogenicidade, o que pode ser solucionado com a associação do antígeno a nanopartículas e adjuvantes. Tendo em vista a falta de uma vacina licenciada contra o CHIKV, o objetivo desse trabalho foi desenvolver um novo antígeno com capacidade para induzir imunidade protetora para infecções pelo CHIKV a partir da proteína estrutural 2 (E2) combinado a um sistema de entrega baseado em Vesículas lipídicas Nanomultilamelares (NMVs). Para isso proteínas derivadas da E2 do CHIKV foram expressas em linhagens recombinantes de Escherichia coli BL21 (DE3). As proteínas recombinantes foram produzidas, principalmente, na fração insolúvel do extrato bacteriano. Das três construções avaliadas duas (E2 e E2.1) apresentaram solubilidade, rendimento satisfatório (9 a 14,5 mg de proteína por litro de cultura) e antigenicidade preservada. A proteína com maior rendimento (E2.1) foi escolhida para ensaios de imunização utilizando camundongos C57BL/6. As formulações empregaram o antígeno E2.1 combinado ao adjuvante monofosforil lipídeo A (MPLA) associado a NMVs. Os resultados mostraram que a formulação E2.1-NMV+MPLA foi capaz de induzir altos títulos de anticorpos IgG sérico E2.1-específicos e com perfil de subclasses equilibrado. Os anticorpos gerados mostraram capacidade de neutralização do CHIKV in vitro. Desta forma, os resultados obtidos no presente estudo revelam uma formulação promissora para o desenvolvimento de uma vacina de subunidade contra o CHIKV.

Title in English
Development of new vaccine strategies Against Chikungunya virus using structural protein 2 (E2).

Keywords in English
Arbovirus
Chikungunya vírus
Liposomes
MLVs, Monophosphoryl Lipid A
MPLA
NMVs
Subunit vaccine

Abstract in English

Chikungunya virus (CHIKV), transmitted by Aedes mosquitoes, is an emerging arbovirus responsible for causing Chikungunya fever, a disabling disease. As usual clinical symptoms are high fever, rash and arthralgia, which can persists for several months after the acute phase of the disease inflicting serious deleterious impacts on the health of the patient. The structural protein 2 (E2) is an envelope protein responsible for the binding of the virus to cellular receptors, promoting entry into the host cell by endocytosis and, thus, representing an important antigenic determinant. However, recombinant antigens based in purified proteins generally have low immunogenicity that can be overcame with the combination of the antigens with nanoparticles and adjuvants. Considering the lack of a licensed CHIKV vaccine, the aim of the present study was the development of a new antigen with the capability to induce protective immunity to infection using the envelope protein 2 (E2) in combination with a delivery system based on nanomultilamelar lipid vesicles (NMVs). For that purpose, proteins derived from CHIKV E2 were expressed in recombinant strains of Escherichia coli BL21 (DE3). The recombinant proteins were produced and accumulated mainly at the insoluble fraction of the bacterial extract. Two out of three constructs (E2 and E2.1) presented partial solubility, reasonable production yields (9 to 14.5 mg protein per liter culture) and preserved antigenicity. The protein with higher yield (E2.1) was chosen for immunization experiments using C57BL/6 mice. The tested vaccine formulations employed the E2.1 antigen in combination with monophosporyl lipid A (MPLA) and NMVs. The results obtained with E2.1-NMV + MPLA were capable to induce high antigen-specific serum IgG and balanced subclass profile. The anti- E2.1 antibodies were capable to neutralize CHIKV under in vitro conditions. Thus, the results obtained in the present study show a promising vaccine formulation that may contribute to the development of a subunit vaccine against CHIKV.

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Release Date
2026-01-11

Publishing Date
2024-01-16

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