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Master's Dissertation
DOI
https://doi.org/10.11606/D.60.2022.tde-02032023-141856
Document
Author
Full name
Nicole Castro Silva Nicolela
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
Ribeirão Preto, 2022
Supervisor
Committee
Russo, Elisa Maria de Sousa (President)
Fuentes, Andrea Soares da Costa
Peroni, Luis Antonio
Title in Portuguese
Expressão de proteínas recombinantes de HTLV-1 e HTLV-2 em sistema heterólogo - Pichia pastoris e Escherichia coli
Keywords in Portuguese
Diagnóstico
Expressão recombinante
HTLV-1/2
Proteínas
Abstract in Portuguese
O vírus linfotrópico das células T humanas (HTLV) é um vírus relacionado a diversas doenças incapacitantes, sobretudo à leucemia/linfoma das células T do adulto (LLTA) e à paraparesia espástica tropical ou mielopatia associada ao HTLV (PET/MAH). A infecção por esse retrovírus constitui um grave problema de saúde pública, sendo muitos os esforços realizados na tentativa de conter sua disseminação. A existência de métodos diagnósticos precisos, rápidos e acessíveis é essencial para identificar a presença desse retrovírus nos pacientes e permitir uma melhor abordagem no tratamento e controle das infecções. A busca de melhores produtos diagnósticos, processos e menores custos deve ser constante. No Brasil, há uma escassez de métodos de detecção que sejam capazes de distinguir entre a infecção por HTLV-1 e 2. Assim, faz-se necessário o desenvolvimento de um sistema de diagnóstico diferencial de origem nacional, de modo a possibilitar mão de obra e custos reduzidos para tal finalidade. As gp21, p24 e gp46 do HTLV são proteínas e glicoproteínas do envelope e capsídeo virais utilizadas como antígenos de captura em testes diagnósticos, tendo em vista que os primeiros anticorpos produzidos pelo organismo infectado por esses retrovírus são específicos para essas proteínas. Neste trabalho, foram produzidas as proteínas recombinantes gp21, p24 e gp46 de HTLV-1 utilizando como sistema de expressão a bactéria E. coli BL21(DE3) com o vetor de expressão pET28a. A proteína gp46 de HTLV-2 também foi alvo de estudo neste trabalho, sendo realizados ensaios de sua expressão em P. pastoris, com o vetor pPICzαA, abordagem que não foi bem-sucedida, sendo substituída também pelo sistema de bactéria E. coli. Três cepas foram testadas para a expressão da gp46 de HTLV-2 utilizando o vetor pET28a_1081: Rosetta(DE3), C43(DE3) e ArcticExpress(DE3), sendo a última o sistema selecionado para expressão da proteína na forma solúvel. As proteínas foram detectadas por SDS-PAGE e Dot blotting. As proteínas gp21 de HTLV-1, gp46 de HTLV-2, e p24 de HTLV-1 foram purificadas por IMAC. A expressão da gp46 de HTLV-2 também foi confirmada por Western blotting. Foi realizada a padronização das condições de expressão dessas proteínas com o intuito de otimizar o rendimento de sua produção. Um ensaio piloto de ELISA in-house sanduíche foi realizado com soros de pacientes positivos para HTLV-1 ou 2, visando-se verificar a reatividade entre os soros e as proteínas recombinantes. O teste mostrou inespecificidade e são necessários aprimoramentos para que as proteínas possam ser empregadas em um teste diagnóstico preciso e diferencial.
Title in English
Expression of recombinant proteins of HTLV-1 and HTLV-2 in heterologous system - Pichia pastoris and Escherichia coli
Keywords in English
Diagnostic
HTLV-1/2
Proteins
Recombinant expression
Abstract in English
The human T-cell lymphotropic virus (HTLV) is a virus related to several disabling diseases, especially adult T-cell leukemia/lymphoma (ATL) and tropical spastic paraparesis or HTLV-associated myelopathy (TSP/HAM). Infection by this retrovirus is a serious public health problem, and many efforts have been made to contain its spread. Accurate, rapid, and affordable diagnostic methods are essential to identify the presence of this retrovirus in patients and to allow a better approach to treatment and infection control. The search for better diagnostic products, processes, and lower costs must be constant. In Brazil, there is a scarcity of detection methods that are able to distinguish between HTLV-1 and 2 infections. It is important to develop diagnosis system of national origin, to allow reduce labor and costs for this purpose. The HTLV gp21, p24 and gp46 are proteins and glycoproteins of the viral envelope and capsid which are used as capture antigens in diagnostic tests, considering that the first antibodies produced by the organism infected by these retroviruses are specific for these proteins. In this work the recombinant proteins gp21, p24 and gp46 of HTLV-1 were expressed using the bacteria E. coli BL21(DE3) and the expression vector pET28a. The gp46 protein from HTLV-2 was also the target of study in this work, and assays of its expression were performed in P. pastoris, with the expression vector pPICzαA, an approach that was not successful, being replaced also by the E. coli bacterium system. Three strains were tested for HTLV-2 gp46 expression using the pET28a-1081 expression vector: Rosetta(DE3), C43(DE3) and ArcticExpress(DE3), the last one being the system selected for protein expression in soluble form. The proteins were detected by SDS-PAGE and Dot blotting. HTLV-1 gp21, HTLV-2 gp46, and HTLV-1 p24 proteins were purified by IMAC. The expression of HTLV-2 gp46 was also confirmed by Western blotting. Standardization of the expression conditions of these proteins was performed in order to optimize the yield of their production. A pilot in-house sandwich ELISA test was carried out with sera from HTLV-1 or 2 positive patients, aiming to verify the reactivity between sera and recombinant proteins. The test showed nonspecificity and improvements are needed so that the proteins can be employed in an accurate and differential diagnostic test.
 
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Release Date
2024-11-09
Publishing Date
2023-03-20
 
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