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Tese de Doutorado
DOI
Documento
Autor
Nome completo
Andréa da Costa
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 2019
Orientador
Banca examinadora
Andrade Junior, Heitor Franco de (Presidente)
Sartori, Ana Marli Christovam
Hiramoto, Roberto Mitsuyoshi
Spencer, Patrick Jack
Título em português
Mecanismo de reconhecimento e processamento imune de antígenos aprimorados por radiação gama na toxoplasmose
Palavras-chave em português
Antígenos
Proteínas
Radiação ionizante
Receptores de antígenos
Toxoplasma gondii
Vacinas
Resumo em português
A toxoplasmose, causadas por protozoário Apicomplexa, Toxoplasma gondii, é amplamente disseminada e pouco sintomática. A infecção crônica mantém cistos residuais por toda a vida, mas protege da reinfecção. Neste cenário complexo, vacinas com cistos residuais não são factíveis e vacinas de subcomponentes resultam em baixa proteção. A radiação ionizante foi usada para aprimoramento de imunógenos tanto vivos ou de subcomponentes. O uso da radiação gama em extratos solúveis de taquizoítos de T. gondii foi eficiente na proteção de camundongos contra a infecção utilizando diferentes cepas, sem adjuvantes e de fácil conservação. O antígeno irradiado passa por alterações físicas sem adição de novas moléculas, com agregação de proteínas, quebras de cadeias e reações oxidativas, que podem melhorar seu direcionamento a receptores celulares em células apresentadoras de antígeno (APC). Os extratos irradiados apresentaram alterações estruturais mínimas afetando 60% das proteínas, mas com manutenção das características antigênicas e imunogênicas. O extrato irradiado a 1500Gy (STag 1500Gy) induziu maior proteção e maior resposta humoral que o extrato nativo (p<0.05), mais evidente na dose de 10?g/animal, com altos índices de anticorpos IgG específicos e maior maturação da afinidade de IgG específica, com eficiência similar ou inferior em doses maiores. Animais imunizados com STag 1500Gy apresentaram maiores proporções de linfócitos B e T CD4+ de memória, enquanto que a imunização com taquizoítos íntegros irradiados mostrou aumento de linfócitos T CD8+, ambas muito maiores que a induzida por STag nativo. Construímos STag marcados por via biossintética ou por acoplamento a diferentes marcadores não-oxidativos. STag3H 1500Gy apresentou captação maior e mais duradoura por macrófagos, sem degradação como STag3H nativo. O uso de STags fluorescentes, mostrou que a maior ligação do STag 1500Gy não é relacionada a susceptibilidade a proteases, dada a mesma sensibilidade dos extratos para as peptidases testadas, além de permanecer na célula por muito mais tempo. Na presença de bloqueadores de receptores Scavengers Dextran sulfato (SRA) e Probucol (CD36), a ligação e captação por macrófagos do STag 1500Gy foi mais afetada por inibidores de radicais oxidados (CD36) do que por inibidores de radicais negativos (SRA). Em macrófagos peritoneais de camundongos deficientes do receptor Scavenger CD36 (KOCD36-/-), observamos uma cinética inversa a que foi obtida em macrófagos normais, com menor incorporação do STag 1500Gy, fato comprovado tanto por ensaios quantitativos como por ensaios em células individuais por citometria de fluxo. Os animais KOCD36-/- não mostram produção significativa de IgG específica em todos os imunógenos usados, e foram altamente suscetíveis ao desafio com cepas viáveis de T. gondii agressivas ou cistogênicas. O transplante de macrófagos peritoneais normais "primados" com STag 1500Gy em animais KOCD36-/- mostrou aumento de IgG específica em soro de animais recipientes. A melhor imunogenicidade dos antígenos irradiados deve ser relacionada a captação de proteínas oxidadas via CD36, que dirige estes antígenos para via intracelular favorável à sua apresentação para resposta imune adaptativa. Nossos resultados mostram que a radiação ionizante foi capaz de modificar proteínas dos STag tornando seu processamento por células imunes mais eficiente, sem a adição de adjuvantes ao processo.
Título em inglês
Mechanism of recognition and immune processing of antigens enhanced by radiation gamma in toxoplasmosis
Palavras-chave em inglês
Antigens
Antigens receptors
Ionizant radiation
Proteins
Toxoplasma gondii
Vaccines
Resumo em inglês
Toxoplasmosis, caused by the protozoan Apicomplexa, Toxoplasma gondii, is widely disseminated and little symptomatic. Chronic infection maintains residual cysts throughout life, but protects from reinfection. In this complex scenario, vaccines with residual cysts are not feasible and vaccines of subcomponents result in low protection. Ionizing radiation was used for enhancement of either live or subcomponent immunogens. The use of gamma radiation in soluble extracts of T. gondii tachyzoites was efficient in protecting mice against infection using different strains, without adjuvants and easy management. The irradiated antigen undergoes physical changes without addition of new molecules, with protein aggregation, chain breaks and oxidative reactions, which can improve its targeting to cellular receptors in antigen-presenting cells (APCs). The irradiated extracts showed minimal structural alterations affecting 60% of the proteins, but with maintenance of the antigenic and immunogenic characteristics. The extracts irradiated at 1500Gy (STag 1500Gy) induced greater protection and higher humoral response than the native extract (p <0.05), more evident at a dose of 10?g/animal, with high specific IgG antibody levels and increased maturation of specific IgG affinity, with similar or lower efficiency at higher doses. Animals immunized with STag 1500Gy presented higher proportions of memory lymphocytes B and CD4+ while immunization with irradiated intact tachyzoites showed an increase in CD8+ lymphocytes, both much larger than that induced by native STag. We construct STag labeled by biosynthetic pathway or by coupling to different non-oxidative markers. STag3H 1500Gy showed greater and longer uptake by macrophages, with no degradation as STag3H native. The use of fluorescent STags showed that the greater binding of the STag 1500Gy is not related to the loss of protease susceptibility, given the same sensitivity of the extracts for peptidases, besides remaining in the cell for much longer time by fluorescence. In the presence of Scavengers receptor blockers Dextran sulfate (SRA) and Probucol (CD36), binding and uptake of STag 1500Gy in macrophages was more affected by oxidized radical (CD36) inhibitors than by negative radical inhibitors (SRA). In peritoneal macrophages of Scavenger receptor CD36 deficient mice (KOCD36-/-), we observed an inverse kinetics, with less incorporation of STag 1500Gy, as evidenced by both quantitative assays and individual cells by cytometry flow, compared to wild type macrophages. KOCD36-/- animals did not show significant production of specific IgG in all immunogens used, and were highly susceptible to challenge with viable strains of aggressive or cistogenic T. gondii strains. Transplantation of normal peritoneal macrophages "primed" with STag 1500Gy induced increase of specific IgG in sera from CD36-/-recipient animals. The best immunogenicity of the irradiated antigens should be related to the uptake of oxidized proteins via CD36 in APCs, which directs these antigens to the intracellular route favorable to their presentation for adaptive immune response. Our results show that ionizing radiation was able to modify STag proteins, making its processing by immune cells more efficient without the addition of adjuvants to the process.
 
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Data de Publicação
2019-06-11
 
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