A coqueluche é uma doença causada pela bactéria B. pertussis (Bp) ou B. parapertussis (Bpp). Está entre as maiores causas de morbidade do mundo, com estimativa de ocorrência de 16 milhões de casos e aproximadamente 195.000 mortes anuais. Estudos têm mostrado maiores incidências em adolescentes e adultos jovens, tendo como possível causa o declínio da imunidade vacinal, tornando-os susceptíveis e prováveis transmissores da doença para populações mais vulneráveis, o que explica o aumento de casos em crianças menores de 6 meses de idade, ainda não completamente imunizadas. Nesse contexto, o objetivo deste trabalho foi desenvolver um estudo epidemiológico presuntivo da circulação de Bp ou Bpp, baseado na resposta imune, em amostras de sangue de voluntários. Além disso, demonstrar, em um modelo murino, se a memória imunológica após a imunização com uma vacina celular de Bp (WCP) persiste na proteção contra coqueluche, e investigar se um reforço com WCP, vacina acelular (APV) ou uma nova candidata vacinal com menor teor de LPS (Plow) induz uma resposta protetora significativa em relação à ausência do reforço. Para isso, o estudo foi conduzido em duas etapas. Primeiro, avaliou-se a resposta imune humoral e celular de 1500 amostras de sangue de voluntários de seis faixas etárias (5-9; 10-14; 15-19; 20-39; 40-59; 60 anos). Soros de crianças de 5-9 anos apresentaram altos níveis de anticorpos IgG anti-Toxina pertussis (PT) e de citocinas de perfil de resposta Th1, em função do estímulo com WCP, além de menores níveis de IgG anti-Bpp, sugerindo a persistência da imunidade vacinal para Bp e a proteção cruzada da DTP para Bpp. Resultados similares em adolescentes de 10-14 anos sugerem um resquício da imunidade vacinal nesta faixa etária. Altos níveis de IgG anti-PT também foram observados na faixa etária de 15-19 anos e, segundo a literatura, é provável que a imunidade natural tenha se sobreposto à vacinal, indicando exposição recente devido à alta circulação da bactéria. Já soros de adultos e idosos apresentaram os menores níveis de IgG anti-PT, tornando-os mais susceptíveis ao contágio, sendo os adultos de 20-39 os mais prováveis transmissores. Na segunda etapa, foram definidos cinco grupos de camundongos BALB/c, quatro que receberam 15 duas doses quinzenais da vacina WCP, além de um grupo salina. Na 25ª semana, três grupos receberam um reforço com WCP, APV ou Plow e um grupo não recebeu o reforço. As análises de memória imunológica e de proteção indicaram que animais sem reforço vacinal apresentaram baixas frequências de linfócitos T (CD4 e CD8) e de células B. Em contrapartida, o reforço com APV ou Plow induziu uma maior resposta imune, mediada por linfócitos T e células B, com eliminação completa da bactéria no LBA e níveis estatisticamente inferiores de bactérias nos pulmões. Conclui-se que o reforço vacinal é indicado pelo menos aos adolescentes ou adultos jovens, maiores possíveis transmissores da bactéria, e que a vacina Plow pode ser uma boa alternativa, devido a sua baixa reatogenicidade e o seu baixo custo de produção em relação à APV.

Pertussis, also known as whooping cough, is an infectious disease caused by B. pertussis (Bp) or B. parapertussis (Bpp). It is among the main causes of morbidity worldwide, with an estimated incidence of 16 million cases with approximately 195,000 deaths/year. Studies have shown high occurrence in adolescents and young adults, which is attributed to the immunization wane received in childhood, making them susceptible and possible transmitters of pertussis to more vulnerable populations, and explaining the increase of cases in children under six months of age, who has not yet been fully immunized. In this context, we aimed to develop a presumptive epidemiological study of the circulation of Bp or Bpp, based on the immune response, in blood samples of healthy volunteers. Furthermore, to evaluate, in a murine model, if the immunological memory after immunization with a cellular Bp vaccine (WCP) persists in protection against pertussis, and to investigate whether a booster with WCP, acellular vaccine (APV), or a new vaccine candidate with low LPS content (Plow) induces an increased protective response compared to the absence of booster. For this, the study consisted of two phases. First, the humoral and cellular immune response of 1,500 blood samples of volunteers separated into six groups was evaluated (5-9; 10-14; 15-19; 20-39; 40-59; 60 years). Serum from children aged 5-9 years showed high levels of Pertussis Toxin (PT)-IgG and Th1 response profile cytokines as a result of the stimulation with WCP, in addition to lower levels of Bpp-IgG, suggesting persistence of vaccine-induced immunity to Bp and cross-protection of DTP against Bpp. Similar results in adolescents aged 10-14 years also suggest a residual vaccine immunity in this group. High levels of PT-IgG were also observed in the group aged 15-19-years. According to the literature, it is expected that natural immunity overcame the vaccination, indicating recent exposure to the bacterium due to its high circulation. Sera from adults and older people had the lowest PT-IgG levels, making them more susceptible to infection, with adults aged 20-39-years being probably the main transmitters. In the second phase of the study, five groups of BALB/c were defined: four received two doses of WCP vaccine with fifteen days interval 17 between the doses and the saline group (control). At week 25, three groups received a booster with WCP, APV, or Plow, and one group did not receive any booster. Immunological memory and protection assay indicated that animals without booster had lower T lymphocytes (CD4 and CD8) and B cells levels. In contrast, boosting with APV or Plow induced a higher and significant immune response, mediated by T- and B- cells, with complete clearance of Bp in BAL and significantly lower levels of the bacterium in the lungs. The conclusion is that the booster vaccine is indicated at least for adolescents or young adults, the main possible transmitters of the Bp, and that the Plow vaccine can be a good alternative due to its low reactogenicity and low production cost compared to APV.