Submitted by Anderson Silva (avargas@icict.fiocruz.br) on 2012-05-29T13:38:11Z No. of bitstreams: 1 juan_cs_arcila_ioc_bp_0018_2010.pdf: 3623203 bytes, checksum: 95b546b53817b404a7cd799e059899a1 (MD5) / Made available in DSpace on 2012-05-29T13:38:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 juan_cs_arcila_ioc_bp_0018_2010.pdf: 3623203 bytes, checksum: 95b546b53817b404a7cd799e059899a1 (MD5) Previous issue date: 2010 / CNPq e PEC-PG / Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Rio de Janeiro, RJ, Brasil. / As leishmanioses formam um grupo de doenças antropozoonóticas, endêmicas em 88 países e presentes em quase todos os estados brasileiros. O desenvolvimento de uma vacina contra das leishmanioses é altamente desejável já que a terapia e as características biológicas e ecoepidemiólogicas dos parasitos e seus vetores associados não facilitam o controle da doença. Kinetoplastid Membrane Protein-11 (KMP-11) é uma molécula candidata a vacina contra as leishmanioses. Utilizando ferramentas in vitro e in silico, foi avaliada a antigenicidade de 13 peptídeos sintéticos abrangendo a sequência inteira de KMP-11. Para os estudos in vitro foram usadas células mononucleares de sangue periférico (PBMC) de pacientes com leishmaniose cutânea (LC) do estado do Rio de Janeiro. Estas células foram empregadas para testar a antigenicidade dos 13 peptídeos individualmente e da proteína integral KMP-11 recombinante, através de ensaios de ELISA e ELISPOT. Na dosagem de citocinas por ELISA observamos que a proteína KMP-11 recombinante estimulou respostas de citocinas quase sempre superiores às induzidas pelos peptídeos isolados. No que se refere a IFN-, dois dos 13 peptídeos (P9 e P10) estimularam níveis desta citocina significativamente (p<0,05) mais baixos do que os observados com a proteína inteira. Dez peptídeos (P4, P5, P6, P7, P8, P9, P10, P11, P12 e P13) apresentaram níveis de IL-10 e TNF-α significativamente inferiores aos observados com a proteína inteira. KMP-11 mostrou-se um potente indutor de IL-10 em PBMC de pacientes com LC, confirmando resultados anteriormente publicados, mas também foi capaz de induzir a produção de IFN-γ e altos níveis de TNF-α, em níveis superiores aos dos peptídeos estudados. Na avaliação da razão IFN-γ/IL-10 observou-se um acentuado contraste entre a maioria dos peptídeos e a proteína KMP-11. As respostas a 11 dos 13 peptídeos mostraram um claro viés de resposta de tipo 1 (IFN-γ>IL-10), a exceção dos peptídeos P1 e P10 (IFN-γ<IL-10). Na resposta à proteína recombinante KMP-11 houve um forte predomínio da produção de IL-10 sobre a de IFN-γ. Observou-se uma grande variação na produção de citocinas estimuladas pelos peptídeos entre os pacientes envolvidos nas análises. Foi realizado um estudo in silico para predizer quais as sequências de KMP-11 que teriam maior potencial antigênico através do algoritmo SYFPEITHI, que revelou que os peptídeos estudados são promíscuos para a maioria dos alelos de HLA de classe I e II analisados. Para HLA de classe II, P4 mostrou scores significativamente maiores em relação a todos os outros peptídeos (p<0,05), exceto P10 e P12. Para HLA de classe I os valores de score para o peptídeo P1 foram significativamente mais altos que os valores dos peptídeos P4, P10 e P11 (p<0,05). Por outro lado, os valores de score para o peptídeo P11 foram significativamente mais baixos que os dos peptídeos P1, P2, P5, P6, P12 e P13 (p<0,05). Os peptídeos P3, P4 e P11 apresentaram valores negativos de score, indicando que eles contêm, dentro das respectivas sequências, aminoácidos que interferem ou que desfavorecem a interação e ligação com os diferentes alelos de HLA I. Adicionalmente, foram utilizadas as ferramentas PAPROC, MAPP e NetChop que possibilitaram predizer que sequências contidas em P1, P5 e P6 seriam produzidas naturalmente pela maquinaria proteolítica. O algoritmo PHYRE predisse que KMP-11 apresentava uma conformação de “grampo” com hélices-α ligadas por uma alça. Adicionalmente este programa predisse a estrutura tridimensional da proteína. O algoritmo PROTSCALE mostrou que KMP-11 possui três regiões de alta polaridade entre os aminoácidos 14-29, 34-36 e 44-71. o que estaria relacionado com a estrutura tridimensional já mencionada. Finalmente, a análise de nível de conservação de KMP-11 confirmou que esta molécula é bem conservada nos cinetoplastídeos, porém possibilitou discriminar as sequências dos genes codificadores da proteína no gênero Leishmania das existentes nos gênero Trypanosoma e Crithidia. Os resultados obtidos na análise bioinformática estavam, em parte, de acordo com os obtidos na parte experimental (imunológica) do presente estudo e em estudos anteriores sobre KMP-11. / Leishmaniases are a group of antropozoonotic diseases, endemic in 88 countries and present in almost all Brazilian states. The development of vaccines against leishmaniasis is highly desirable because neither the therapy nor the biological and ecoepidemiologic characteristics of parasites and their associated vectors facilitate the disease control. Kinetoplastid Membrane Protein-11 (KMP-11) is a vaccine candidate molecule against leishmaniasis. Using in vitro and in silico tools, we evaluated the antigenicity of 13 synthetic overlapping peptides covering the entire sequence of KMP-11. For the in vitro experiments we used peripheral blood mononuclear cells (PBMC) from patients with cutaneous leishmaniasis (LC) from Rio de Janeiro State. These cells were employed to test the antigenicity of the 13 peptides individually, using ELISA and ELISPOT. By using ELISA we observed that recombinant KMP-11 induced higher cytokine responses than most of the individual peptides. Concerning IFN-γ two peptides (P9 and P10) induced cytokine levels significantly lower (p<0.05) than the entire protein. Ten peptides (P4, P5, P6, P7, P8, P9, P10, P11, P12 e and P13) induced significantly lower IL-10 and TNF-α levels than those observed with the entire protein. KMP- 11 was a potent inducer of IL-10 production in PBMC cultures from LC patients, confirming previously published observations. It was also capable of inducing higher levels of IFN-γ and TNF-α as compared to the studied peptides. In the evaluation of the IFN-γ/IL-10 ratio, we observed a marked contrast between most of the peptides and KMP-11. The responses to 11 out of 13 peptides presented a clear type 1 bias (IFN-γ>IL-10), except P1 and P10, which showed a type 2 response (IFN-γ<IL-10). The response with the entire recombinant protein IL-10 production predominated over that of IFN-γ. High variability in cytokine production among the patients was observed. An in silico study was made to predict KMP-11 sequences with antigenic potential with the SYFPEITHI algorithm. This analysis has revealed that the studied peptides were promiscuous for most of the class I and class II HLA alleles analyzed. For class II HLA, P4 showed scores significantly higher than the other peptides (p<0.05), except those of P10 and P12. For class I HLA, the score values for P1 were significantly higher than those for P4, P10 and P11 (p<0.05). On the other hand, the score values for the P11 were significantly lower than those for P1, P2, P5, P6, P12 and P13 (p<0.05). The P3, P4 and P11 peptides showed negative score values, indicating that they contain amino acids that interfere with the binding to HLA I molecules. In addition to this, we used the PAPROC, MAPP and NetChop tools that have predicted that sequences contained in P1, P5 and P5 would be naturally produced by the proteolytic machinery. The PHYRE algorithm has predicted that KMP-11 has a "hairpin" conformation with two alpha-helixes joined together by a loop. Additionally this software has predicted the tridimensional structure of the protein. The PROTSCALE algorithm revealed three regions of high polarity in the KMP-11 molecule (at the positions 14-29, 34-36 and 44-71), what would be related to the tridimensional structure already mentioned. Finally, the analysis of KMP-11 conservation confirmed that this molecule is highly conserved in Kinetoplastidae, However, it was able to distinguish the sequences of the KMP-11-coding genes in the genus Leishmania from those existent in Trypanosoma and Crithidia. The results obtained in the bioinformatic analysis were partially in agreement with those obtained in the experimental (immunologic) part of the present study and in previous studies on KMP-11.

INTRODUÇÃO: As dermatoses bolhosas autoimunes são um grupo heterogêneo de afecções da pele e/ou mucosas associadas à produção de autoanticorpos dirigidos às moléculas de adesão epitelial. Podem ser classificadas em dermatoses bolhosas intraepidérmicas (pênfigos) ou subepidérmicas (penfigóides, epidermólise bolhosa adquirida). Nos últimos anos, a transição entre dermatoses bolhosas autoimunes ou coexistência de autoanticorpos de diferentes dermatoses têm sido relatadas em alguns pacientes e atribuída ao fenômeno de epitope spreading (ES): a diversificação de epítopos reconhecidos pelo sistema imune evocaria uma reação secundária a antígenos distintos e não relacionados aos da doença primária. Neste trabalho avaliamos a ocorrência de fenômenos de ES em pacientes portadores de pênfigo. CASUÍSTICA E MÉTODOS: Inicialmente, foi realizada análise de dados clínicos e laboratoriais (exame histopatológico, de imunofluorescência direta-IFD, indireta IFI e ELISA) de 351 pacientes portadores de pênfigos acompanhados no Ambulatório de dermatoses bolhosas autoimunes do Departamento de Dermatologia da Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo no período de dezembro de 2002 a dezembro de 2012. Foram selecionados pacientes com quadro sugestivo de conversão à dermatose bolhosa distinta da doença primária. RESULTADOS: Nove pacientes apresentaram sinais sugestivos de fenômeno de ES e foram incluídos no estudo: 8 com a conversão de Pênfigo vulgar (PV) a foliáceo (PF) 2,3% (grupo1) e um de PF a Epidermólise bolhosa adquirida (EBA) 0,3% (grupo 2). No grupo 1 o intervalo mediano para a conversão foi de 3,5 anos. Cinco pacientes apresentaram modificação histopatológica de clivagem intraepidérmica na camada suprabasal para clivagem na camada subcórnea durante a suspeita de ES; 2 apresentaram clivagem na camada epidérmica média durante a transição e um manteve clivagem suprabasal, apesar de quadro clínico sugestivo de PF. Todos os pacientes apresentavam depósitos intercelulares de IgG e/ou C3 durante o diagnóstico de PV e PF à IFD. Títulos de IFI variaram de 1:160 a 1:5120. Os valores de ELISA para Dsg1 variaram de 22 a 319; e para Dsg3 de 0.4 a 224 (positivo se > 20). A relação Dsg1/Dsg3 correspondeu à mudança PV-PF. No grupo 2, o ES para EBA ocorreu sete anos após o diagnóstico de inicial de PF. No momento da suspeita de ES o paciente apresentava-se em remissão clínica do quadro de pênfigo folíaceo. A avaliação laboratorial mostrou clivagem subepidérmica neutrofílica, IFD com IgG intercelular intraepidérmica e depósitos de IgM, IgA, IgG e C3 na zona da membrana basal. IFI com técnica de salt split skin revelou depósitos de IgG do lado dérmico. Ao immunobloting houve reconhecimento de colágeno VII e ELISA para Dsg1 foi positivo. CONCLUSÃO: A frequência de ES em pacientes portadores de pênfigo foi de 2,6%. Estudos serão necessários para elucidar a patogênese deste evento e sua importância na progressão dos pênfigos / BACKGROUND: Autoimmune bullous skin diseases represent a heterogeneous group of disorders of skin and mucosa associated with autoantibodies against distinct adhesion molecules. They can be classified, based on the level of loss of adhesion in intraepidermal and sub epidermal dermatosis. The shift from an autoimmune blistering disease to another has been recently described and attributed to the \"epitope spreading\" (ES) phenomena. It occurs when a primary inflammatory/autoimmune process releases \"hidden\" epitopes which are recognized by the lymphocytes and evoke a secondary reaction to antigens distinct from, and non-cross-reactive, with the disease causing-epitope. This study attempted to characterize the occurrence of ES in pemphigus patients. METHODS: We analyzed data from 351 pemphigus patients treated ambulatorially at the Department of Dermatology, Faculty of Medicine, University of São Paulo, from December 2002 to December 2012. A careful search for clinical and laboratorial (histopathology, direct-DIF and indirect-IIF immunofluorescence, ELISA) changes suggestive of shift to a secondary bullous disease was performed. RESULTS: Nine out of 351 patients presented clínical shift and were included in the study: eight from pemphigus vulgaris (PV) to foliaceus (PF) 2.3% (group 1) and one from PF to epidermolysis bullosa acquisita (EBA) 0.3% (group 2). In group 1, median interval of disease shift was 3.5 years. Of 8 patients with clinical PF, five showed change of histopathology pattern from suprabasilar cleavage to subcorneal acantholysis, two had cleavage within the middle epidermal layer, and one sustained the suprabasilar acantholysis. One shifted back to PV after clinical and histopatological changes of PF. All patients showed intercellular IgG and/or C3 deposits during PV and PF diagnosis by DIF. IIF titers varied from 1:160 to 1:5120. ELISA index for Dsg1 varied from 22 to 319; and for Dsg3 from 0.4 to 224 (positive if > 20). Dsg1/Dsg3 indexes corresponded to the clinical PV-PF changes. In group 2, onset of PF occurred at the age of 25, and ES to EBA 7 years later in the absence of PF lesions. Laboratory evaluation showed sub epidermal cleavage with neutrophils, IgG intercellular staining in the epidermis and IgM, IgA, IgG and C3 deposits at BMZ by DIF, IgG deposits by indirect salt-split, recognition of collagen VII by immunoblotting, and positive ELISA for Dsg1. CONCLUSIONS: Intermolecular ES occurred in 2.6% (9/351) of pemphigus patients. Futures studies will be necessary to elucidate the pathogenesis of this event and its significance in pemphigus progression

INTRODUÇÃO: As dermatoses bolhosas autoimunes são um grupo heterogêneo de afecções da pele e/ou mucosas associadas à produção de autoanticorpos dirigidos às moléculas de adesão epitelial. Podem ser classificadas em dermatoses bolhosas intraepidérmicas (pênfigos) ou subepidérmicas (penfigóides, epidermólise bolhosa adquirida). Nos últimos anos, a transição entre dermatoses bolhosas autoimunes ou coexistência de autoanticorpos de diferentes dermatoses têm sido relatadas em alguns pacientes e atribuída ao fenômeno de epitope spreading (ES): a diversificação de epítopos reconhecidos pelo sistema imune evocaria uma reação secundária a antígenos distintos e não relacionados aos da doença primária. Neste trabalho avaliamos a ocorrência de fenômenos de ES em pacientes portadores de pênfigo. CASUÍSTICA E MÉTODOS: Inicialmente, foi realizada análise de dados clínicos e laboratoriais (exame histopatológico, de imunofluorescência direta-IFD, indireta IFI e ELISA) de 351 pacientes portadores de pênfigos acompanhados no Ambulatório de dermatoses bolhosas autoimunes do Departamento de Dermatologia da Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo no período de dezembro de 2002 a dezembro de 2012. Foram selecionados pacientes com quadro sugestivo de conversão à dermatose bolhosa distinta da doença primária. RESULTADOS: Nove pacientes apresentaram sinais sugestivos de fenômeno de ES e foram incluídos no estudo: 8 com a conversão de Pênfigo vulgar (PV) a foliáceo (PF) 2,3% (grupo1) e um de PF a Epidermólise bolhosa adquirida (EBA) 0,3% (grupo 2). No grupo 1 o intervalo mediano para a conversão foi de 3,5 anos. Cinco pacientes apresentaram modificação histopatológica de clivagem intraepidérmica na camada suprabasal para clivagem na camada subcórnea durante a suspeita de ES; 2 apresentaram clivagem na camada epidérmica média durante a transição e um manteve clivagem suprabasal, apesar de quadro clínico sugestivo de PF. Todos os pacientes apresentavam depósitos intercelulares de IgG e/ou C3 durante o diagnóstico de PV e PF à IFD. Títulos de IFI variaram de 1:160 a 1:5120. Os valores de ELISA para Dsg1 variaram de 22 a 319; e para Dsg3 de 0.4 a 224 (positivo se > 20). A relação Dsg1/Dsg3 correspondeu à mudança PV-PF. No grupo 2, o ES para EBA ocorreu sete anos após o diagnóstico de inicial de PF. No momento da suspeita de ES o paciente apresentava-se em remissão clínica do quadro de pênfigo folíaceo. A avaliação laboratorial mostrou clivagem subepidérmica neutrofílica, IFD com IgG intercelular intraepidérmica e depósitos de IgM, IgA, IgG e C3 na zona da membrana basal. IFI com técnica de salt split skin revelou depósitos de IgG do lado dérmico. Ao immunobloting houve reconhecimento de colágeno VII e ELISA para Dsg1 foi positivo. CONCLUSÃO: A frequência de ES em pacientes portadores de pênfigo foi de 2,6%. Estudos serão necessários para elucidar a patogênese deste evento e sua importância na progressão dos pênfigos / BACKGROUND: Autoimmune bullous skin diseases represent a heterogeneous group of disorders of skin and mucosa associated with autoantibodies against distinct adhesion molecules. They can be classified, based on the level of loss of adhesion in intraepidermal and sub epidermal dermatosis. The shift from an autoimmune blistering disease to another has been recently described and attributed to the \"epitope spreading\" (ES) phenomena. It occurs when a primary inflammatory/autoimmune process releases \"hidden\" epitopes which are recognized by the lymphocytes and evoke a secondary reaction to antigens distinct from, and non-cross-reactive, with the disease causing-epitope. This study attempted to characterize the occurrence of ES in pemphigus patients. METHODS: We analyzed data from 351 pemphigus patients treated ambulatorially at the Department of Dermatology, Faculty of Medicine, University of São Paulo, from December 2002 to December 2012. A careful search for clinical and laboratorial (histopathology, direct-DIF and indirect-IIF immunofluorescence, ELISA) changes suggestive of shift to a secondary bullous disease was performed. RESULTS: Nine out of 351 patients presented clínical shift and were included in the study: eight from pemphigus vulgaris (PV) to foliaceus (PF) 2.3% (group 1) and one from PF to epidermolysis bullosa acquisita (EBA) 0.3% (group 2). In group 1, median interval of disease shift was 3.5 years. Of 8 patients with clinical PF, five showed change of histopathology pattern from suprabasilar cleavage to subcorneal acantholysis, two had cleavage within the middle epidermal layer, and one sustained the suprabasilar acantholysis. One shifted back to PV after clinical and histopatological changes of PF. All patients showed intercellular IgG and/or C3 deposits during PV and PF diagnosis by DIF. IIF titers varied from 1:160 to 1:5120. ELISA index for Dsg1 varied from 22 to 319; and for Dsg3 from 0.4 to 224 (positive if > 20). Dsg1/Dsg3 indexes corresponded to the clinical PV-PF changes. In group 2, onset of PF occurred at the age of 25, and ES to EBA 7 years later in the absence of PF lesions. Laboratory evaluation showed sub epidermal cleavage with neutrophils, IgG intercellular staining in the epidermis and IgM, IgA, IgG and C3 deposits at BMZ by DIF, IgG deposits by indirect salt-split, recognition of collagen VII by immunoblotting, and positive ELISA for Dsg1. CONCLUSIONS: Intermolecular ES occurred in 2.6% (9/351) of pemphigus patients. Futures studies will be necessary to elucidate the pathogenesis of this event and its significance in pemphigus progression