O Vírus Zika é um arbovírus pertencente à família Flaviviridae e ao gênero Flavivirus, é constituído por RNA de cadeia simples senso positivo e foi primeiramente descrito em 1947 na floresta de Ziika, em Uganda. Este estudo, visa mapear os epitopos do Vírus Zika (ZIKV), experimento que nos permite avaliar e compreender a resposta imune do hospedeiro contra o vírus por meio da detecção de regiões imunodominantes nas proteínas virais. O processo de identificação dos epitopos de ZIKV foi realizado pela técnica de spot synthesis, que se baseia em arranjos de peptídeos relacionados às proteínas do ZIKV. Amostras de soro de pacientes residentes em áreas endêmicas de arboviroses, mães e bebês que apresentaram sintomatologia típica foram selecionadas e triadas pelo método de ELISA e PCR real time. Sequências de referência do vírus foram submetidas a análises in sílico, para a determinação das áreas de interação na superfície da proteína e suas características antigênicas, para efeito de comparação com a resposta observada pelas amostras. Os experimentos evidenciaram um alta antigenicidade nas proteínas estruturais do vírus, e em nas não-estruturais 1,3 e 5. / The Zika virus is an arbovirus belonging to the genus Flavivirus of the Flaviridae family. It consists of single-stranded positive-sense RNA and was first described in 1947 in the Ziika Forest in Uganda. This study aims to map the Zika virus (ZIKV) epitopes, in an experimental design that allows us to evaluate and understand the immune response of the host against the virus by detecting immunodominant regions in the viral proteins. The process of identification of the ZIKV epitopes was performed by the spot synthesis technique, which is based on peptide arrangements related to the ZIKV proteins. Serum samples from patients living in arboviruses endemic areas, mothers and infants presenting typical symptoms were selected and screened by ELISA and real time PCR. Reference sequences of the virus were submitted to in silico analyzes to determine the interaction areas on the surface of the protein and its antigenic characteristics, for comparison with the response observed by using serum samples. The experiments demonstrated a high antigenicity in the structural proteins of the virus, and in the non-structural proteins 1, 3 and 5.

A doença de Chagas, causada pelo parasita protozoário Trypanosoma cruzi, afeta milhões de pessoas, a maioria delas vivendo na América latina. Apesar dos avanços da medicina e da biotecnologia, ainda existem poucas opções de tratamento para indivíduos com a doença. Assim, é importante compreendermos os detalhes moleculares da infecção parasitária, para que novas alternativas terapêuticas e de diagnóstico possam ser desenvolvidas para esses pacientes. Neste trabalho estudamos esta doença em duas frentes, uma do ponto de vista do parasita, e a outra, da resposta do hospedeiro. Utilizando bioinformática, identifcamos um peptídeo conservado (denominado TS9) presente nas proteínas de superfície gp85/transsialidases do parasita. Este peptídeo é capaz de promover adesão celular e, na sua forma sintética, inibe a entrada do T. cruzi na célula hospedeira. Análise da estrutura proteica revelou que o peptídeo TS9 encontra-se num domínio do tipo laminina-G, lado-a-lado com o peptídeo FLY, outro peptídeo conservado desta grande família, previamente descrito pelo nosso grupo. Juntos, eles formam um sítio de adesão a citoqueratinas e proteínas de flamento intermediário. Na segunda parte, investigamos os antígenos e epítopos reconhecidos pelas imunoglobulinas de pacientes portadores da doença nas suas diferentes formas clínicas: assintomática e cardiomiopatias, leve ou grave. Criamos uma biblioteca de phage display contendo, virtualmente, todos os fragmentos proteicos existentes no T. cruzi, que foi varrida contra imunoglobulinas para a construção de um mapa da resposta humoral dos pacientes com a doença de Chagas. Nossos resultados mostram que a resposta dos pacientes é complexa, e mais de dois mil epítopos foram mapeados. Muitos deles, como os antígenos B13, SAPA e FRA já foram previamente descritos, validando nosso método. Porém, um grande número de novos epítopos, inclusive contra proteína descritas como hipotéticas ou sem função conhecida, também foram encontrados. Seus papéis na infecção e resposta imune da doença merecem, portanto, atenção. Em resumo, as abordagens e técnicas utilizadas nesta tese são inovadoras, e permitiram a identifcação de peptídeos e moléculas que poderão ser úteis para o desenvolvimento de novos métodos diagnósticos e terapêuticos para a doença de Chagas. / Chagas disease, caused by the protozoan parasite Trypanosoma cruzi, afects millions of people, most of them living in Latin America. Despite advances in medicine and biotechnology, there are still few treatment options for individuals with the disease. Thus, it is important to understand the molecular details of the parasitic infection, so that new therapeutic and diagnostic alternatives can be developed for these patients. In this work, we study this disease in two fronts, one from the point of view of the parasite, and the other, of the response of the host. Using bioinformatics, we identifed a conserved peptide (called TS9) present in the surface proteins gp85 / trans-sialidases of the parasite. This peptide is capable of promoting cell adhesion and, in its synthetic form, inhibits the entry of T. cruzi into the host cell. Analysis of the protein structure revealed that the TS9 peptide is in a laminin-G-like domain, side-by-side with the peptide FLY, another conserved peptide of this large family, previously described by our group. Together, they form an adhesion site to cytokeratins and intermediate flament proteins. In the second part, we investigated the antigens and epitopes recognized by the immunoglobulins of patients with the disease in their diferent clinical forms: asymptomatic and cardiomyopathies, mild or severe. We created a phage display library containing virtually all existing protein fragments in T. cruzi. This library was screened against immunoglobulins for the construction of a humoral response map of patients with Chagas disease. Our results show that the response of the patients is complex, and more than 2,000 epitopes have been mapped. Many of them, such as the B13, SAPA and FRA antigens have been previously described, validating our method. However, a large number of new epitopes, including many against proteins described as hypothetical or with no known function, were also found. Their roles in infection and immune response of the disease deserve, therefore, attention. In summary, the approaches and techniques used in this thesis are innovative and have allowed the identifcation of new peptides and molecules that may be useful for the development of new diagnostic and therapeutic methods for Chagas disease.

A doença de Chagas, causada pelo parasita protozoário Trypanosoma cruzi, afeta milhões de pessoas, a maioria delas vivendo na América latina. Apesar dos avanços da medicina e da biotecnologia, ainda existem poucas opções de tratamento para indivíduos com a doença. Assim, é importante compreendermos os detalhes moleculares da infecção parasitária, para que novas alternativas terapêuticas e de diagnóstico possam ser desenvolvidas para esses pacientes. Neste trabalho estudamos esta doença em duas frentes, uma do ponto de vista do parasita, e a outra, da resposta do hospedeiro. Utilizando bioinformática, identifcamos um peptídeo conservado (denominado TS9) presente nas proteínas de superfície gp85/transsialidases do parasita. Este peptídeo é capaz de promover adesão celular e, na sua forma sintética, inibe a entrada do T. cruzi na célula hospedeira. Análise da estrutura proteica revelou que o peptídeo TS9 encontra-se num domínio do tipo laminina-G, lado-a-lado com o peptídeo FLY, outro peptídeo conservado desta grande família, previamente descrito pelo nosso grupo. Juntos, eles formam um sítio de adesão a citoqueratinas e proteínas de flamento intermediário. Na segunda parte, investigamos os antígenos e epítopos reconhecidos pelas imunoglobulinas de pacientes portadores da doença nas suas diferentes formas clínicas: assintomática e cardiomiopatias, leve ou grave. Criamos uma biblioteca de phage display contendo, virtualmente, todos os fragmentos proteicos existentes no T. cruzi, que foi varrida contra imunoglobulinas para a construção de um mapa da resposta humoral dos pacientes com a doença de Chagas. Nossos resultados mostram que a resposta dos pacientes é complexa, e mais de dois mil epítopos foram mapeados. Muitos deles, como os antígenos B13, SAPA e FRA já foram previamente descritos, validando nosso método. Porém, um grande número de novos epítopos, inclusive contra proteína descritas como hipotéticas ou sem função conhecida, também foram encontrados. Seus papéis na infecção e resposta imune da doença merecem, portanto, atenção. Em resumo, as abordagens e técnicas utilizadas nesta tese são inovadoras, e permitiram a identifcação de peptídeos e moléculas que poderão ser úteis para o desenvolvimento de novos métodos diagnósticos e terapêuticos para a doença de Chagas. / Chagas disease, caused by the protozoan parasite Trypanosoma cruzi, afects millions of people, most of them living in Latin America. Despite advances in medicine and biotechnology, there are still few treatment options for individuals with the disease. Thus, it is important to understand the molecular details of the parasitic infection, so that new therapeutic and diagnostic alternatives can be developed for these patients. In this work, we study this disease in two fronts, one from the point of view of the parasite, and the other, of the response of the host. Using bioinformatics, we identifed a conserved peptide (called TS9) present in the surface proteins gp85 / trans-sialidases of the parasite. This peptide is capable of promoting cell adhesion and, in its synthetic form, inhibits the entry of T. cruzi into the host cell. Analysis of the protein structure revealed that the TS9 peptide is in a laminin-G-like domain, side-by-side with the peptide FLY, another conserved peptide of this large family, previously described by our group. Together, they form an adhesion site to cytokeratins and intermediate flament proteins. In the second part, we investigated the antigens and epitopes recognized by the immunoglobulins of patients with the disease in their diferent clinical forms: asymptomatic and cardiomyopathies, mild or severe. We created a phage display library containing virtually all existing protein fragments in T. cruzi. This library was screened against immunoglobulins for the construction of a humoral response map of patients with Chagas disease. Our results show that the response of the patients is complex, and more than 2,000 epitopes have been mapped. Many of them, such as the B13, SAPA and FRA antigens have been previously described, validating our method. However, a large number of new epitopes, including many against proteins described as hypothetical or with no known function, were also found. Their roles in infection and immune response of the disease deserve, therefore, attention. In summary, the approaches and techniques used in this thesis are innovative and have allowed the identifcation of new peptides and molecules that may be useful for the development of new diagnostic and therapeutic methods for Chagas disease.

Infecção persistente por tipos oncogênicos de papilomavírus humano (HPV) é considerada como o principal fator de risco para desenvolvimento de carcinoma invasivo do colo uterino (CCU) e de lesões intraepiteliais cervicais (SIL). Fatores genéticos do hospedeiro, como o polimorfismos de genes HLA (human leukocyte antigen), também têm sido implicados na suscetibilidade a estas patologias e à infecção por (HPV), como observado em diversos estudos caso-controle. Neste estudo investigou-se em uma coorte de mulheres (Ludwig-McGill cohort) se a variabilidade dos genes HLA-DRB1 e -DQB1 influenciam na história natural das infecções por HPV e no risco de SIL. A tipificação de DRB1 e DQB1 foi realizada em 620 amostras provenientes de um estudo epidemiológico prospectivo. A positividade para HPV foi testada em amostras da mesma paciente coletadas a cada 4 meses, obtidos durante o primeiro ano de seguimento, enquanto os resultados de citologia perfazem os 2 primeiros anos de seguimento. Infecções persistentes de curta ou longa duração foram definidas como 2 e 3 resultados consecutivos positivos para o mesmo tipo de HPV, respectivamente. As associações foram estimadas através de razões de chance e intervalos de confiança de 95%, ajustadas para potenciais fatores de confusão. Os resultados obtidos indicam que a prevalência da infecção por HPV e o risco de persistência variam dependendo do haplótipo HLA. O haplótipo DRB1*0301-DQB1*0201 mostrou-se protetor contra a infecção por HPV, e DRB1*1102-DQB1 *0301 contra infecções persistentes. Já os haplótipos DRB1*1601-DQB1*0502 e DRB1 *0807-DQB1*0402 foram fatores de risco para infecções persistentes por HPV. Não foi observada uma forte concordância entre risco de infecção por HPV e risco de SIL associados a determinado HLA, em parte porque o número de pacientes com SIL foi um fator limitante neste estudo. Um risco aumentado de SIL, independente da infecção por HPV, foi associado com DRB1*0301 e DR12. Portadoras de DR4 e DQB1*0601 tiveram uma maior probabilidade de desenvolver SIL e HSIL, respectivamente. Uma associação negativa entre o alelo DQB1*0301 e HSIL foi verificada. Análise do dimorfismo na posição 86 da cadeia β de HLA-DR mostrou que valina nesta posição tem um efeito protetor para prevalência e persistência de infecção por HPV, e maior risco de SIL no grupo com infecções transitórias por HPV. Em outra análise, investigamos a distribuição de grupos alélicos de DRB1 em uma série independente de amostras provenientes de pacientes com CCU. Observamos um risco diminuído de desenvolvimento de CCU associado a DR3. Por outro lado, DR4 e DR8/12 mostraram-se fatores de risco para o CCU nesta população. Estes resultados sugerem que o polimorfismo de HLA desempenha um papel na história natural das infecções por HPV, SIL e CCU. Também analisamos respostas linfoproliferativas em pacientes com CCU, contra peptídeos derivados de E6 e E7 de HPV16. As respostas positivas foram mais freqüentes contra peptídeos de E6 do que E7. Não observamos resposta contra um peptídeo ou região em particular. Parte desta diversidade nas respostas linfoproliferativas pode ser relacionada com o polimorfismo de genes HLA e seu papel na seleção de epítopos. / Persistent infection with oncogenic human papillomavirus (HPV) is the major risk factor for the development of malignant lesions in the uterine cervix. Host factors have also been implicated in the pathogenesis of these diseases. Associations between human leukocyte antigen (HLA) polymorphisms and cervical cancer, precursor lesions or HPV infections have been reported by case-control studies in several populations. This study investigated through cohort analysis if human leukocyte antigen (HLA)-DRB1 and DQB1 variability is related to human papillomavirus (HPV) infection and squamous intraepithelial lesions (SIL) prevalence and persistence. HLA-DRB1 and DQB1 genes were typed in 620 samples from the Ludwig-McGill cohort. HPV positivity was tested in specimens collected every 4 months during the first year of follow-up. Persistent and long-term infections were defined as at least 2 or 3 consecutive positive results for the same HPV type, respectively. Analysis of SIL included data obtained during the two first years of follow-up. The magnitudes of associations were estimated by unconditional logistic regression analysis adjusted for potential confounders. Certain HLA alleles and haplotypes were associated with HPV either HPV prevalence or persistence. The DRB1*0301-DQB1*0201 haplotype was associated with a lower risk for HPV infection and DRB1*1102-DQB1*0301 for HPV persistence. DRB1*1601-DQB1*0502 and DRB1*0807-DQB1*0402 were associated with a increased risk for persistent HPV infection. It was not observed a strong concordance between the associations verified for HPV prevalence/persistence and SIL, possibly due to the limited number of SIL specimens. A higher risk for SIL, independent of HPV infection, was observed for DRB1*0301 and DR12. DR4 and DQB1*0601 carriers showed a higher frequency of SIL and HSIL, respectively. A negative association between DQB1*0301 and HSIL was verified. Valine at position 86 of the DRβ chain was associated with reduced risks of HPV positivity and persistence, as compared to glycine carriers. However, valine carriers had a higher risk of SIL if transiently infected by HPV. We also analyzed an independent sample of patients with invasive cervical, and a protective effect was observed for DR3. On the other hand, DR4 and DR8/12 were associated with a higher risk for cervical cancer in this population. Our results suggest that HLA class II polymorphisms and pocket 1 profile are involved in clearance and maintenance of HPV infection and the risk of SIL and CCU, consistent with the hypothesis that genetic background is important in the natural history of HPV infections and associated lesions. We also analyzed lymphoproliferative responses against HPV16 E6 and E7 peptides, in patients with invasive cervical cancer. Lymphoproliferative responses were more frequent for E6 peptides than for E7 peptides. The responses were not restricted to a particular peptide, which is expected based on HLA variability observed among patients.

Infecção persistente por tipos oncogênicos de papilomavírus humano (HPV) é considerada como o principal fator de risco para desenvolvimento de carcinoma invasivo do colo uterino (CCU) e de lesões intraepiteliais cervicais (SIL). Fatores genéticos do hospedeiro, como o polimorfismos de genes HLA (human leukocyte antigen), também têm sido implicados na suscetibilidade a estas patologias e à infecção por (HPV), como observado em diversos estudos caso-controle. Neste estudo investigou-se em uma coorte de mulheres (Ludwig-McGill cohort) se a variabilidade dos genes HLA-DRB1 e -DQB1 influenciam na história natural das infecções por HPV e no risco de SIL. A tipificação de DRB1 e DQB1 foi realizada em 620 amostras provenientes de um estudo epidemiológico prospectivo. A positividade para HPV foi testada em amostras da mesma paciente coletadas a cada 4 meses, obtidos durante o primeiro ano de seguimento, enquanto os resultados de citologia perfazem os 2 primeiros anos de seguimento. Infecções persistentes de curta ou longa duração foram definidas como 2 e 3 resultados consecutivos positivos para o mesmo tipo de HPV, respectivamente. As associações foram estimadas através de razões de chance e intervalos de confiança de 95%, ajustadas para potenciais fatores de confusão. Os resultados obtidos indicam que a prevalência da infecção por HPV e o risco de persistência variam dependendo do haplótipo HLA. O haplótipo DRB1*0301-DQB1*0201 mostrou-se protetor contra a infecção por HPV, e DRB1*1102-DQB1 *0301 contra infecções persistentes. Já os haplótipos DRB1*1601-DQB1*0502 e DRB1 *0807-DQB1*0402 foram fatores de risco para infecções persistentes por HPV. Não foi observada uma forte concordância entre risco de infecção por HPV e risco de SIL associados a determinado HLA, em parte porque o número de pacientes com SIL foi um fator limitante neste estudo. Um risco aumentado de SIL, independente da infecção por HPV, foi associado com DRB1*0301 e DR12. Portadoras de DR4 e DQB1*0601 tiveram uma maior probabilidade de desenvolver SIL e HSIL, respectivamente. Uma associação negativa entre o alelo DQB1*0301 e HSIL foi verificada. Análise do dimorfismo na posição 86 da cadeia β de HLA-DR mostrou que valina nesta posição tem um efeito protetor para prevalência e persistência de infecção por HPV, e maior risco de SIL no grupo com infecções transitórias por HPV. Em outra análise, investigamos a distribuição de grupos alélicos de DRB1 em uma série independente de amostras provenientes de pacientes com CCU. Observamos um risco diminuído de desenvolvimento de CCU associado a DR3. Por outro lado, DR4 e DR8/12 mostraram-se fatores de risco para o CCU nesta população. Estes resultados sugerem que o polimorfismo de HLA desempenha um papel na história natural das infecções por HPV, SIL e CCU. Também analisamos respostas linfoproliferativas em pacientes com CCU, contra peptídeos derivados de E6 e E7 de HPV16. As respostas positivas foram mais freqüentes contra peptídeos de E6 do que E7. Não observamos resposta contra um peptídeo ou região em particular. Parte desta diversidade nas respostas linfoproliferativas pode ser relacionada com o polimorfismo de genes HLA e seu papel na seleção de epítopos. / Persistent infection with oncogenic human papillomavirus (HPV) is the major risk factor for the development of malignant lesions in the uterine cervix. Host factors have also been implicated in the pathogenesis of these diseases. Associations between human leukocyte antigen (HLA) polymorphisms and cervical cancer, precursor lesions or HPV infections have been reported by case-control studies in several populations. This study investigated through cohort analysis if human leukocyte antigen (HLA)-DRB1 and DQB1 variability is related to human papillomavirus (HPV) infection and squamous intraepithelial lesions (SIL) prevalence and persistence. HLA-DRB1 and DQB1 genes were typed in 620 samples from the Ludwig-McGill cohort. HPV positivity was tested in specimens collected every 4 months during the first year of follow-up. Persistent and long-term infections were defined as at least 2 or 3 consecutive positive results for the same HPV type, respectively. Analysis of SIL included data obtained during the two first years of follow-up. The magnitudes of associations were estimated by unconditional logistic regression analysis adjusted for potential confounders. Certain HLA alleles and haplotypes were associated with HPV either HPV prevalence or persistence. The DRB1*0301-DQB1*0201 haplotype was associated with a lower risk for HPV infection and DRB1*1102-DQB1*0301 for HPV persistence. DRB1*1601-DQB1*0502 and DRB1*0807-DQB1*0402 were associated with a increased risk for persistent HPV infection. It was not observed a strong concordance between the associations verified for HPV prevalence/persistence and SIL, possibly due to the limited number of SIL specimens. A higher risk for SIL, independent of HPV infection, was observed for DRB1*0301 and DR12. DR4 and DQB1*0601 carriers showed a higher frequency of SIL and HSIL, respectively. A negative association between DQB1*0301 and HSIL was verified. Valine at position 86 of the DRβ chain was associated with reduced risks of HPV positivity and persistence, as compared to glycine carriers. However, valine carriers had a higher risk of SIL if transiently infected by HPV. We also analyzed an independent sample of patients with invasive cervical, and a protective effect was observed for DR3. On the other hand, DR4 and DR8/12 were associated with a higher risk for cervical cancer in this population. Our results suggest that HLA class II polymorphisms and pocket 1 profile are involved in clearance and maintenance of HPV infection and the risk of SIL and CCU, consistent with the hypothesis that genetic background is important in the natural history of HPV infections and associated lesions. We also analyzed lymphoproliferative responses against HPV16 E6 and E7 peptides, in patients with invasive cervical cancer. Lymphoproliferative responses were more frequent for E6 peptides than for E7 peptides. The responses were not restricted to a particular peptide, which is expected based on HLA variability observed among patients.