A origem das doenças autoimunes é multifatorial, sendo que envolve condições ambientais e predisposição genética, dificultando sua identificação. Muitos pesquisadores têm estudado a associação entre agentes infecciosos e autoimunidade, a qual pode ser disparada pelo processo conhecido por mimetismo molecular. Neste caso, respostas imunes cruzadas envolvendo antígenos próprios têm sido documentadas. O presente projeto tem como objetivo a busca in silico por associações entre epítopos de microrganismos e autoantígenos humanos. Iniciaram-se as análises pela identificação de semelhanças de sequências de aminoácidos entre epítopos de microrganismos e autoantígenos humanos por meio do alinhamento local de sequências efetuado pelo programa BLASTP. As sequências de epítopos dos microrganismos e autoantígenos humanos foram previamente adquiridas nos bancos de dados Immune Epitope Database and Analysis Resource (IEDB) e no Genbank, respectivamente. Foram também realizadas modelagens de estruturas proteicas para o antígeno e o autoantígeno que obtiveram melhores valores de alinhamento, com base no valor do E-value, por meio dos programas Modeller e Rosetta. Por fim, a predição de epítopos foi executada, pelo uso dos softwares NetMHC e NetMHCII, para avaliar a possibilidade de epítopos de microrganismos e de autoantígenos humanos se associarem aos mesmos alelos de HLA. Como resultado, foram encontradas similaridades tanto de sequências proteicas quanto de afinidade a 4 tipos de alelos de HLA entre um epítopo do antígeno LSA-1 de Plasmodium falciparum e o autoantígeno de miosina, o que sugere uma associação entre eles, atingindo o objetivo deste trabalho. / The origin of autoimmune diseases is multifactorial. It involves environmental conditions and genetic predisposition that difficulties its identification. Several researchers have studied the association between infectious agents and autoimmunity, which can be initiated by a process named molecular mimicry. In this case, cross immune responses involving self antigens have been documented. This project aims to search in silico for associations between microorganisms epitopes and human autoantigens. The first step was the identification of similarities in amino acid sequences between microorganisms epitopes and human autoantigens by use of sequence local alignment performed by the program blastp. The sequences of the microorganisms epitope and the human autoantigens had been previously acquired in the Immune Epitope Database and Analysis Resource (IEDB) and Genbank, respectively. The modeling of protein structures for the antigen and autoantigen was also carried out to show the best alignment values, based on the E-value, using the programs Modeller and Rosetta. Finally, the prediction of epitopes was performed by use of NetMHC and NetMHCII softwares to evaluate the possibility of microorganisms epitopes and human autoantigens join the same HLA alleles. Similarities of protein sequences was found for both. It was possible to observe affinity of 4 HLA alleles between an epitope from LSA-1 Plasmodium falciparum antigen and the myosin, suggesting an association between them, reaching the goal of this work.

A origem das doenças autoimunes é multifatorial, sendo que envolve condições ambientais e predisposição genética, dificultando sua identificação. Muitos pesquisadores têm estudado a associação entre agentes infecciosos e autoimunidade, a qual pode ser disparada pelo processo conhecido por mimetismo molecular. Neste caso, respostas imunes cruzadas envolvendo antígenos próprios têm sido documentadas. O presente projeto tem como objetivo a busca in silico por associações entre epítopos de microrganismos e autoantígenos humanos. Iniciaram-se as análises pela identificação de semelhanças de sequências de aminoácidos entre epítopos de microrganismos e autoantígenos humanos por meio do alinhamento local de sequências efetuado pelo programa BLASTP. As sequências de epítopos dos microrganismos e autoantígenos humanos foram previamente adquiridas nos bancos de dados Immune Epitope Database and Analysis Resource (IEDB) e no Genbank, respectivamente. Foram também realizadas modelagens de estruturas proteicas para o antígeno e o autoantígeno que obtiveram melhores valores de alinhamento, com base no valor do E-value, por meio dos programas Modeller e Rosetta. Por fim, a predição de epítopos foi executada, pelo uso dos softwares NetMHC e NetMHCII, para avaliar a possibilidade de epítopos de microrganismos e de autoantígenos humanos se associarem aos mesmos alelos de HLA. Como resultado, foram encontradas similaridades tanto de sequências proteicas quanto de afinidade a 4 tipos de alelos de HLA entre um epítopo do antígeno LSA-1 de Plasmodium falciparum e o autoantígeno de miosina, o que sugere uma associação entre eles, atingindo o objetivo deste trabalho. / The origin of autoimmune diseases is multifactorial. It involves environmental conditions and genetic predisposition that difficulties its identification. Several researchers have studied the association between infectious agents and autoimmunity, which can be initiated by a process named molecular mimicry. In this case, cross immune responses involving self antigens have been documented. This project aims to search in silico for associations between microorganisms epitopes and human autoantigens. The first step was the identification of similarities in amino acid sequences between microorganisms epitopes and human autoantigens by use of sequence local alignment performed by the program blastp. The sequences of the microorganisms epitope and the human autoantigens had been previously acquired in the Immune Epitope Database and Analysis Resource (IEDB) and Genbank, respectively. The modeling of protein structures for the antigen and autoantigen was also carried out to show the best alignment values, based on the E-value, using the programs Modeller and Rosetta. Finally, the prediction of epitopes was performed by use of NetMHC and NetMHCII softwares to evaluate the possibility of microorganisms epitopes and human autoantigens join the same HLA alleles. Similarities of protein sequences was found for both. It was possible to observe affinity of 4 HLA alleles between an epitope from LSA-1 Plasmodium falciparum antigen and the myosin, suggesting an association between them, reaching the goal of this work.

Pacientes com doença reumática cardíaca (DRC) desenvolvem lesões valvares mediadas por linfócitos T CD4+, capazes de reconhecer cruzadamente proteínas cardíacas e estreptocócicas pelo mecanismo de mimetismo molecular. Neste trabalho empregamos uma biblioteca peptídica de Phage Display para identificar auto-antígenos cardíacos capazes de serem reconhecidos por duas linhagens intralesionais de linfócitos T e um clone derivado de uma das linhagens isolados de pacientes com DRC. A análise dos peptídeos dos fagos em banco de dados de proteínas revelou novos epitopos da miosina cardíaca, laminina, vimentina e outras proteínas coiled-coil, provavelmente involvidos no processo auto-imune da DRC. Outras moléculas inflamatórias como citocinas, integrinas e fatores de crescimento também foram identificadas / Rheumatic heart disease (RHD) patients develop valvar lesions with CD4+ T lymphocytes infiltrating the heart. Molecular mimicry between streptococcal and cardiac proteins recognized by these T cells may explain these auto-aggressive lesions. In the present work we used a Phage Display peptide library to identify cardiac antigens which could be recognized by two heart infiltrate T cell lines and by a T cell clone derived from one of the lines which were isolated from RHD patients. Using the protein data bank to analyse the phage peptides, we observed that many sequences showed homology with cardiac myosin, laminin, vimentin and other coiled-coil proteins, suggesting the involvement of these proteins in the autoimmune process of RHD. Other inflammatory molecules such as cytokines and integrins were also identified

Pacientes com doença reumática cardíaca (DRC) desenvolvem lesões valvares mediadas por linfócitos T CD4+, capazes de reconhecer cruzadamente proteínas cardíacas e estreptocócicas pelo mecanismo de mimetismo molecular. Neste trabalho empregamos uma biblioteca peptídica de Phage Display para identificar auto-antígenos cardíacos capazes de serem reconhecidos por duas linhagens intralesionais de linfócitos T e um clone derivado de uma das linhagens isolados de pacientes com DRC. A análise dos peptídeos dos fagos em banco de dados de proteínas revelou novos epitopos da miosina cardíaca, laminina, vimentina e outras proteínas coiled-coil, provavelmente involvidos no processo auto-imune da DRC. Outras moléculas inflamatórias como citocinas, integrinas e fatores de crescimento também foram identificadas / Rheumatic heart disease (RHD) patients develop valvar lesions with CD4+ T lymphocytes infiltrating the heart. Molecular mimicry between streptococcal and cardiac proteins recognized by these T cells may explain these auto-aggressive lesions. In the present work we used a Phage Display peptide library to identify cardiac antigens which could be recognized by two heart infiltrate T cell lines and by a T cell clone derived from one of the lines which were isolated from RHD patients. Using the protein data bank to analyse the phage peptides, we observed that many sequences showed homology with cardiac myosin, laminin, vimentin and other coiled-coil proteins, suggesting the involvement of these proteins in the autoimmune process of RHD. Other inflammatory molecules such as cytokines and integrins were also identified

A febre reumática é um bom exemplo de uma doença auto-imune deflagrada por um processo infeccioso. Num prazo de uma a quatro semanas após a resolução de uma faringite não tratada por cepas reumatogênicas de S. pyogenes, o organismo de um hospedeiro susceptível desencadeia uma resposta imune contra grandes articulações, coração, tecidos subcutâneos e cérebro. Acredita-se que elementos presentes na bactéria e reconhecidos durante a infecção na orofaringe, sejam confundidos com estruturas próprias do organismo, num processo denominado mimetismo molecular. Entre as proteínas envolvidas na reação cruzada, encontram-se a miosina cardíaca, pelo lado do hospedeiro, e a proteína M do microorganismo invasor. Esta última (proteína M) tem sido extensamente estudad. É a base da classificação das cepas de S. pyogenes e importante fator de virulência. Também tem sido explorada como imunógeno em várias estratégias vacinais. O estudo desta patologia tem sido dificultado pela ausência de um modelo animal que reproduza aspectos fundamentais da patologia humana, entre estes as lesões cardíacas. Uma das razões é o fato de que animais não contraem infecção pelo S. pyogenes. Portanto, produzimos a proteína M1 recombinante e mostramos que a imunização de 28 ratos Lewis por um período de 21 dias ou 14 ratos por 41 dias, com esta proteína foi capaz de induzir resposta inflamatória na maioria dos animais com intensidade variável. Células similares aos nódulos de Aschoff e células de Anitschkow, sugestivas das lesões patognomônicas da febre reumática foram observadas em dias e também de um em quatro dos animais controles que receberam PBS e adjuvantes. Estes resultados sugerem a presença de células auto-reativas no miocárdio dos animais imunizados. Em conclusão, o uso de proteína M1 recombinante como imunógeno em modelo animal de ratos Lewis é capaz de desencadear reação inflamatória em miocárdio e tecido valvular e lesões similares às da febre reumática. O modelo do rato Lewis é até o momento o que apresenta maior semelhança com a doença humana e pode ajudar a esclarecer a imunopatologia da febre reumática. Além disso, certamente será importante para a avaliação do potencial de proteção e de segurança em modelos de vacinas contra o S. pyogenes. / Rheumatic fever is a good example of an autoimmune disease triggered by an infectious process. One to four weeks after the resolution of a non treated pharyngitis caused by rheumatogenic strains of S. pyogenes, the susceptible host unravels an immune response targeting joints, heart, conective tissues and brain. It is thought that molecules present in the bacteria and recognized during the infection at the pharynx are confounded with the organism self structure in a process called ?molecular mimicry?. Amongst the proteins involved in the cross reaction, it may be found cardiac myosin, on the host side, and M protein on the invading organism?s side. The latter (Mprotein) has been extensively studied. It is the basis of the S. pyogenes strains classification, and also an important virulence factor. It has also been explored as an immunogen in several vaccine strategies. The nderstanding of this disease has been hampered by the absence of an animal model that reproduces fundamental aspects of the human pathology, specially cardiac lesions. One of the reasons is the fact that animals do not get infected by S. pyogenes. Hence we have produced the recombinant M1 protein and shown that either the immunization of 28 Lewis rats for a period of 21 days or 14 rats for a period of 41 days, was capable of inducing an inflammatory response in most of the animals with variable intensity. Aschoff nodules-like or Anitschkow-like cells resembling rheumatic fever pathognomonic lesions were seen in 50% of the animals immunized subcutaneously and sacrificed on day 21. We have observed an humoral and cellular response (spleen and lymph node derived cells) specifically targeting M1 protein and the amino (M1AB) and carboxy (M1C) terminus of the protein. However, cross reactions with cardiac myosin were not observer. We have derived T lymphocyte lineages obtained from myocardium infiltrating mononuclear cells from 6 of the 10 animals immunized with M1ABC protein subcutaneously and sacrificed on day 41 and also from one out of four PBS - adjuvant immunized animals. These results suggest the presence of autoreactive cells in the myocardium of the immunized animals. In conclusion, the use of the M1 protein as an immunogen on the Lewis rat model is capable of triggering an inflammatory reaction in the myocardium and valvular tissue and it can produce rheumatic fever like lesions. The Lewis rat model is up to this moment the one to present the highest similarity with human disease. Besides, it will certainly be important on the evaluation of the protection and safety of S. pyogenes vaccines.

A febre reumática é um bom exemplo de uma doença auto-imune deflagrada por um processo infeccioso. Num prazo de uma a quatro semanas após a resolução de uma faringite não tratada por cepas reumatogênicas de S. pyogenes, o organismo de um hospedeiro susceptível desencadeia uma resposta imune contra grandes articulações, coração, tecidos subcutâneos e cérebro. Acredita-se que elementos presentes na bactéria e reconhecidos durante a infecção na orofaringe, sejam confundidos com estruturas próprias do organismo, num processo denominado mimetismo molecular. Entre as proteínas envolvidas na reação cruzada, encontram-se a miosina cardíaca, pelo lado do hospedeiro, e a proteína M do microorganismo invasor. Esta última (proteína M) tem sido extensamente estudad. É a base da classificação das cepas de S. pyogenes e importante fator de virulência. Também tem sido explorada como imunógeno em várias estratégias vacinais. O estudo desta patologia tem sido dificultado pela ausência de um modelo animal que reproduza aspectos fundamentais da patologia humana, entre estes as lesões cardíacas. Uma das razões é o fato de que animais não contraem infecção pelo S. pyogenes. Portanto, produzimos a proteína M1 recombinante e mostramos que a imunização de 28 ratos Lewis por um período de 21 dias ou 14 ratos por 41 dias, com esta proteína foi capaz de induzir resposta inflamatória na maioria dos animais com intensidade variável. Células similares aos nódulos de Aschoff e células de Anitschkow, sugestivas das lesões patognomônicas da febre reumática foram observadas em dias e também de um em quatro dos animais controles que receberam PBS e adjuvantes. Estes resultados sugerem a presença de células auto-reativas no miocárdio dos animais imunizados. Em conclusão, o uso de proteína M1 recombinante como imunógeno em modelo animal de ratos Lewis é capaz de desencadear reação inflamatória em miocárdio e tecido valvular e lesões similares às da febre reumática. O modelo do rato Lewis é até o momento o que apresenta maior semelhança com a doença humana e pode ajudar a esclarecer a imunopatologia da febre reumática. Além disso, certamente será importante para a avaliação do potencial de proteção e de segurança em modelos de vacinas contra o S. pyogenes. / Rheumatic fever is a good example of an autoimmune disease triggered by an infectious process. One to four weeks after the resolution of a non treated pharyngitis caused by rheumatogenic strains of S. pyogenes, the susceptible host unravels an immune response targeting joints, heart, conective tissues and brain. It is thought that molecules present in the bacteria and recognized during the infection at the pharynx are confounded with the organism self structure in a process called ?molecular mimicry?. Amongst the proteins involved in the cross reaction, it may be found cardiac myosin, on the host side, and M protein on the invading organism?s side. The latter (Mprotein) has been extensively studied. It is the basis of the S. pyogenes strains classification, and also an important virulence factor. It has also been explored as an immunogen in several vaccine strategies. The nderstanding of this disease has been hampered by the absence of an animal model that reproduces fundamental aspects of the human pathology, specially cardiac lesions. One of the reasons is the fact that animals do not get infected by S. pyogenes. Hence we have produced the recombinant M1 protein and shown that either the immunization of 28 Lewis rats for a period of 21 days or 14 rats for a period of 41 days, was capable of inducing an inflammatory response in most of the animals with variable intensity. Aschoff nodules-like or Anitschkow-like cells resembling rheumatic fever pathognomonic lesions were seen in 50% of the animals immunized subcutaneously and sacrificed on day 21. We have observed an humoral and cellular response (spleen and lymph node derived cells) specifically targeting M1 protein and the amino (M1AB) and carboxy (M1C) terminus of the protein. However, cross reactions with cardiac myosin were not observer. We have derived T lymphocyte lineages obtained from myocardium infiltrating mononuclear cells from 6 of the 10 animals immunized with M1ABC protein subcutaneously and sacrificed on day 41 and also from one out of four PBS - adjuvant immunized animals. These results suggest the presence of autoreactive cells in the myocardium of the immunized animals. In conclusion, the use of the M1 protein as an immunogen on the Lewis rat model is capable of triggering an inflammatory reaction in the myocardium and valvular tissue and it can produce rheumatic fever like lesions. The Lewis rat model is up to this moment the one to present the highest similarity with human disease. Besides, it will certainly be important on the evaluation of the protection and safety of S. pyogenes vaccines.

As Hsp60 acham-se conservadas em todos os organismos, participando da estruturação de proteínas e em processos crônico-degenerativos. Foi avaliada a ação das Hsp65r WT e sua mutante K409A de M. leprae no envelhecimento. Análises do Tempo Médio de Sobrevida (TMS), titulação dos isótipos, ensaios de avidez e análises histopatológicas foram realizadas em camundongos das linhagens HIII e LIII inoculados intraperitonealmente aos 120 ou 270 dias de vida com 2.5µg/mL das Hsp65r. Verificou-se redução no TMS de fêmeas HIII, envelhecidas e adultas, inoculadas com WT. A inoculação da Hsp65r WT em fêmeas LIII envelhecidas resultou no aumento do TMS. A dosagem dos anticorpos não revelou alterações marcantes na produção dos isótipos, e a avidez de IgG foi menor nas fêmeas HIII envelhecidas inoculadas com WT. A análise histopatológica mostrou inflamação nos rins de fêmeas HIII velhas tratadas com Hsp65r WT. Os resultados indicaram a interferência da Hsp65r WT na imunidade durante o processo de senescência de fêmeas envelhecidas constitutivamente boas produtoras de anticorpos. / The Hsp60 are conserved in all organisms, involved in proteins folding and chronic-degenerative processes. We evaluated the action of M. leprae rHsp65 WT and its mutant K409A in aging. Analyses of mean survival time (MST), antibody titration, avidity assays and histopathological examinations were performed in mice from HIII and LIII lines intraperitoneally inoculated at 120 or 270 days of life with 2.5µg/mL of rHsp65. There was a decrease in MST in adult and aged HIII females mice inoculated with WT protein. WT rHsp65 treatment in aged LIII females resulted in the increase of MST. The antibodies titration showed no marked changes in the production of isotypes and IgG avidity was lower in aged HIII females inoculated with WT. Histopathology showed inflammation in the kidneys of old HIII females treated with WT rHsp65. The results indicated the interference of WT rHsp65 in immunity during the senescence of aged females from HIII line constitutively producing good antibodies.

As Hsp60 acham-se conservadas em todos os organismos, participando da estruturação de proteínas e em processos crônico-degenerativos. Foi avaliada a ação das Hsp65r WT e sua mutante K409A de M. leprae no envelhecimento. Análises do Tempo Médio de Sobrevida (TMS), titulação dos isótipos, ensaios de avidez e análises histopatológicas foram realizadas em camundongos das linhagens HIII e LIII inoculados intraperitonealmente aos 120 ou 270 dias de vida com 2.5µg/mL das Hsp65r. Verificou-se redução no TMS de fêmeas HIII, envelhecidas e adultas, inoculadas com WT. A inoculação da Hsp65r WT em fêmeas LIII envelhecidas resultou no aumento do TMS. A dosagem dos anticorpos não revelou alterações marcantes na produção dos isótipos, e a avidez de IgG foi menor nas fêmeas HIII envelhecidas inoculadas com WT. A análise histopatológica mostrou inflamação nos rins de fêmeas HIII velhas tratadas com Hsp65r WT. Os resultados indicaram a interferência da Hsp65r WT na imunidade durante o processo de senescência de fêmeas envelhecidas constitutivamente boas produtoras de anticorpos. / The Hsp60 are conserved in all organisms, involved in proteins folding and chronic-degenerative processes. We evaluated the action of M. leprae rHsp65 WT and its mutant K409A in aging. Analyses of mean survival time (MST), antibody titration, avidity assays and histopathological examinations were performed in mice from HIII and LIII lines intraperitoneally inoculated at 120 or 270 days of life with 2.5µg/mL of rHsp65. There was a decrease in MST in adult and aged HIII females mice inoculated with WT protein. WT rHsp65 treatment in aged LIII females resulted in the increase of MST. The antibodies titration showed no marked changes in the production of isotypes and IgG avidity was lower in aged HIII females inoculated with WT. Histopathology showed inflammation in the kidneys of old HIII females treated with WT rHsp65. The results indicated the interference of WT rHsp65 in immunity during the senescence of aged females from HIII line constitutively producing good antibodies.