O P. vivax é a segunda espécie mais prevalente causadora de malária no mundo. Medidas de controle ineficientes exigem o desenvolvimento de novas estratégias de prevenção, como vacinas, novas drogas e novos inseticidas. O objetivo geral do trabalho foi gerar uma formulação vacinal universal com proteínas e adenovírus recombinantes capazes de induzir anticorpos contra as diferentes formas alélicas da proteína circumsporozoíta (CSP) do P. vivax. As proteínas foram produzidas em E. coli e purificadas por cromatografia de afinidade e troca iônica. A obtenção destas proteínas nos permitiu testar qual seria a melhor formulação vacinal para a indução de anticorpos contra as três formas alélicas da proteína CSP de P. vivax (PvCSP). Anticorpos específicos reconheceram esporozoítas do P. vivax por imunofluorescência. Por fim testamos o uso de dois adenovírus recombinantes, um símio e um humano, deficientes em replicação, expressando as três regiões imunodominantes da proteína PvCSP em fusão. Estes foram capazes de induzir resposta imune específica contra as proteínas PvCSP sendo testados em esquema de prime-boost heterólogo, onde camundongos foram primados com os adenovírus e nas doses-reforço receberam a mistura com as três proteínas recombinantes. / The Plasmodium vivax is the second most prevalent species of malaria in the world. Inefficient measures of control used today demand the development of new strategies for prevention, as vaccines, new drugs and new insecticides. The central objective of this thesis was to generate a universal vaccine formulation with proteins and recombinant adenoviral vectors representing the different allelic forms of the circumsporozoite protein (CSP) of the P. vivax. The recombinant proteins were expressed in E. coli and purified. These proteins allowed us to test which would be the best vaccine formulation for the induction of antibodies against the three allelic forms of CSP. The specific antibodies also recognized P. vivax sporozoites by immunofluorescence. Finally we test the use of two recombinant adenoviral vectors, a simian and a human, both replication deficient, expressing a protein containing the repeat regions of the CSP in fusion. These adenoviral vectors induced specific immune response against CSP and were successfully used in an immunization regimen of heterologous prime and boost where in the first dose the mice received recombinant adenoviral vector and in the subsequent doses, the mixture with three recombinant proteins.

Orientador: Fabio Trindade Maranhão Costa / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-20T06:24:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Lopes_StefanieCostaPinto_D.pdf: 63660430 bytes, checksum: 46ba12508eba9cd5aeed590ca748d9cd (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: Este trabalho de tese está dividido em dois capítulos. Abaixo descreveremos brevemente os achados de cada um deles. O primeiro capítulo entitulado Desenvolvimento de Drogas Experimentais trata da atividade antimalárica de um composto natural, a violaceína e suas formulações geradas com o auxílio da nanotecnologia. Neste sentido, a violaceína foi eficiente em eliminar in vitro formas sanguíneas de P. falciparum 3D7 e P. falciparum S20, sendo este último isolado resistente à cloroquina. Quando testada in vitro em isolados frescos de P. vivax, a violaceína não foi capaz de inibir o desenvolvimento parasitário. No entanto, acreditamos que novos ensaios são necessários para confirmar este dado, uma vez que o IC50 (concentração inibitória 50%) observado para cloroquina apresentou-se estranhamente elevado. Os experimentos in vivo utilizando camundongos infectados com Plasmodium chabaudi chabaudi AS revelaram uma potente atividade desta droga, inclusive quando o tratamento foi iniciado após o estabelecimento de infecção patente nos animais. Quando administrada em animais infectados com uma cepa murina letal (Plasmodium chabaudi chabaudi AJ), a violaceína protegeu 80% dos animais. Como a violaceína é um composto insolúvel em água, novas formulações com essa molécula foram feitas visando sua solubilidade e também potencializar sua atividade antimalárica. Neste sentido, tanto a violaceína encapsulada com co-polímero de ácido láctico e ácido glicólico quanto as formulações de violaceína com três diferentes nanotubos de carbono também foram capazes de inibir o crescimento parasitário in vitro contra P. falciparum, no entanto esta atividade não foi potencializada. Em síntese, este capítulo nos mostra que a violaceína apresenta capacidade de inibir o crescimento parasitário de Plasmodium sp., no entanto as suas formulações não foram capazes de potencializar a atividade antimalárica. O segundo capítulo entitulado Imunopatogênese na malária vivax trata da capacidade adesiva de eritrócitos infectados por P. vivax (Pv-EI) a diferentes receptores endoteliais e da capacidade deste parasita em formar rosetas. Uma vez que há uma baixa proporção de formas maduras principalmente esquizontes na circulação periférica de pacientes infectados por P. vivax, estabelecemos uma técnica de cultivo in vitro para obtenção destas formas maduras e investigamos a capacidade adesiva destas formas do parasita. Neste sentido, observamos que Pv- EI pós-amadurecimento apresentam maior capacidade adesiva em HLEC (células endoteliais de pulmão humano) que parasitas do mesmo isolado antes do amadurecimento. Quando avaliado os receptores envolvidos antes e após o amadurecimento, ensaios com células transfectadas ou uso de inibidores específicos, revelou a participação de ICAM-1 (molécula de adesão intercelular 1) e CD36 (cluster de diferenciação 36) na citoadesão deste parasita enquanto a participação de CSA (Condroitin Sulfato A) permanece a ser elucidada. Ao passo que ICAM-1 parece estar envolvida na citoadesão de todos os estágios do parasitas, o CD36 parece ser estritamente envolvido na citoadesão de formas maduras, essencialmente esquizontes. Além disso, a citoadesão de Pv-EI em HLEC foi potencializada na presença de soro do próprio paciente, sugerindo a existência no soro dos infectados de mediadores adesivos. Quando investigada a formação de rosetas por Pv-EI verificamos que a porcentagem de rosetas foi maior nas formas amadurecidas e também foi potencializada na presença de soro autólogo. Os dados aqui apresentados abrem perspectivas para novos estudos visando compreender o fenômeno patológico envolvido na malária vivax grave, incluindo a participação de mediadores plasmáticos e a identificação dos receptores celulares e dos ligantes parasitários envolvidos / Abstract: This thesis was divided into two chapters, and below we briefly describe the findings of each one. The first chapter entitled Experimental Drug Development investigates the antimalarial activity of a natural compound, violacein, and its formulations developed by nanotechnology. Violacein effectly killed in vitro blood stages of P. falciparum 3D7 and P. falciparum S20, a chloroquine resistant strain. When tested in vitro against P. vivax fresh isolates, violacein did not inhibit parasite development. However, further experiments are needed to confirm this finding, as chloroquine IC50 (inhibition concentratios 50%) was strangely high. The in vivo experiments using mice infected with Plasmodium chabaudi chabaudi AS revealed a potent activity of this drug, even when treatment was initiated after the establishment of patent infection in animals. When administered to lethal strain (Plasmodium chabaudi chabaudi AJ) infected mice, violacein protected 80% of animals. As violacein is insoluble in water, new formulations were developed to enhance its solubility and also its antimalarial activity. However, violacein encapsulated with PLGA (poly(lactic-co-glycolic acid)) and violacein formulations with three different carbon nanotubes did not enhanced violacein activity in vitro against P. falciparum. In summary, this chapter shows that violacein has the capacity to inhibit Plasmodium sp. growth; still their formulations were not able to potentiate violacein antimalarial activity. The second chapter entitled Immunopathogenesis of vivax malaria investigates the adhesive capacity of P. vivax infected erythrocytes (Pv-IE) in different endothelial cell receptors and the ability of this parasite to form rosettes. Since there are a low proportion of mature forms, especially schizonts, in peripheral circulation of malaria vivax patients, we established an in vitro technique to obtain these mature forms and investigate their adhesive capacity in endothelial cells. Here we showed that post-maturation Pv-IE presented more adhesive capacity in HLEC (human lung endothelial cells) than the same isolate before maturation. The search for receptors involved in cytoadhesion before and after maturation, using transfected cells or specific inhibitors, showed that ICAM-1 (intracellular adhesion molecule 1) and CD36 (cluster of differentiation 36) were involved in Pv-IE cytoadhesion whereas CSA (chondroitin sulfate A) involvement remains to be elucidated. While ICAM-1 seems to be involved in all stages of Pv-IE cytoadhesion, CD36 seems to be strictly involved in mature forms cytoadhesion, essentially schizonts. Furthermore, Pv-IE cytoadhesion in HLEC was enhanced in patient's serum presence, suggesting the existence of adhesive mediators in Pv-IE infected serum. Rosette formation by Pv- IE was also higher in mature forms and rosette formation was enhanced in autologous serum presence. These data collectively open new perspectives to study the pathological phenomenon involved in severe vivax malaria, including the involvement of plasma mediators and identification of cell receptors and parasite ligands involved in Pv-IE cytoadhesion / Doutorado / Imunologia / Doutor em Genetica e Biologia Molecular

A malária continua sendo um dos maiores problemas de saúde pública no mundo e apesar dos muitos esforços no combate a doença, as estratégias disponíveis hoje ainda não foram capazes de controlar com eficiência sua disseminação global. Por isso o desenvolvimento de uma vacina é de extrema importância. Devido a complexidade do ciclo do parasita, consideramos que uma formulação vacinal eficaz para a indução de resposta imune protetora contra o P. vivax deverá conter regiões de antígenos de vários estágios do parasita. Dentre os vários antígenos da fase sanguínea do plasmódio identificados, o Antígeno 1 de Membrana Apical (AMA1), a porção C-terminal da Proteína 1 de Superfície do Merozoíto (MSP119) e as proteínas da família MSP3 têm se mostrado promissores. Portanto, o objetivo deste estudo foi caracterizar a resposta imune celular induzida em camundongos pela imunização experimental com antígenos de P. vivax candidatos a vacina, tendo como foco principal a combinação das proteínas AMA1, MSP119 e MSP3β. Inicialmente, as imunizações experimentais com a combinação dos 3 antígenos foram realizadas na presença de Adjuvante Incompleto de Freund (AIF) em camundongos C57BL/6. Os camundongos imunizados não apresentaram respostas significativas com proliferação e secreção de IFN-γ por linfócitos T CD4+ e CD8+ após estimulação in vitro com as proteínas recombinantes ou peptídeos sintéticos baseados na proteína AMA1. Por outro lado, o adjuvante Poly (I:C) mostrou-se mais eficiente na indução de resposta proliferativa por linfócitos T CD4+, quando testado com a proteína MSP119-PADRE. Assim, selecionamos este adjuvante para dar continuidade às imunizações experimentais com a combinação de antígenos. Por ELISPOT, foi possível demonstrar que a co-administração dos 3 antígenos foi capaz de estimular células produtoras de IFN-γ em resposta à todos os antígenos testados. Também foi nosso objetivo avaliar a produção de IFN-γ após imunização de linhagens distintas de camundongos com uma proteína quimérica recentemente produzida em nosso laboratório (AMA1-MSP119). Em C57BL/6, a produção de IFN-γ foi significativamente maior no grupo imunizado com a proteína de fusão, quando comparado com o grupo que recebeu a co-adminstração dos dois antígenos, mostrando que a utilização de proteínas fusionadas pode solucionar possíveis problemas de competição antigênica. Em conjunto, nossos dados demonstram que a utilização de múltiplos antígenos fusionados, ou co-administrados, pode ser uma estratégia promissora de vacinação contra a malária. / Malaria remains as a major public health problem worldwide. In spite of the efforts for prevention, the strategies available today have not succeeded to control its global distribution. Therefore, the development of a vaccine is extremely important. Due to the complexity of the parasite cycle, we consider that an effective vaccine formulation to induce protective immune response against P. vivax should contain regions of antigens from several stages of the parasite. Among the different blood stage antigens of Plasmodium identified, the Apical Membrane Antigen 1 (AMA1), the C-terminal portion of the Merozoite Surface Protein 1 (MSP119) and MSP3 family proteins have shown promising results. Therefore, the aim of this study was to characterize the cellular immune response induced in mice by experimental immunization with antigens from P. vivax vaccine candidates, focusing mainly on the combination of proteins AMA1, MSP119 and MSP3β. Initially, the experimental immunizations with the combination of the three antigens were performed in the presence of Incomplete Freund\'s Adjuvant (IFA) in C57BL/6 mice. Immunized mice displayed no significant proliferative responses and secretion of IFN-γ by CD4+ and CD8+ T lymphocytes after in vitro stimulation with recombinant proteins or synthetic peptides based on the AMA1 protein. In contrast, Poly (I:C) adjuvant was more efficient inducing CD4+ T lymphocytes proliferative response to the MSP119-PADRE protein. Thus, we selected this adjuvant to continue the experimental immunizations with the different antigen combinations. The ELISPOT results demonstrated that co-administration of the 3 antigens stimulated IFN-γ producing cells in response to all antigens tested. We also assessed the production of IFN-γ after immunization of distinct mouse strains with a chimeric protein produced recently in our laboratory (AMA1-MSP119). In C57BL/6, IFN-γ production was significantly higher when we used spleen cells from mice immunized with the fusion protein, when compared with cells from mice that received the co-administration of two antigens, showing that the use of fused proteins can solve possible antigenic competition problems. Together, our data demonstrate that the use of multiple fused or co-administered antigens may be a promising strategy for malaria vaccination.

Nos últimos anos, estudamos vários aspectos da resposta imune naturalmente adquirida em indivíduos de diferentes áreas endêmicas da Região Amazônica expostos à malária. Para isso, utilizamos proteínas recombinantes baseadas em antígenos de formas sanguíneas de P. vivax, os quais têm sido considerados candidatos à vacina contra a malária vivax. No presente trabalho, nossos estudos imunoepidemiológicos concentraram-se em 396 indivíduos de uma comunidade rural da Amazônia ocidental brasileira, localizada no Estado do Acre, com o objetivo de realizar um estudo transversal e longitudinal da resposta de anticorpos contra um painel de proteínas recombinantes derivadas de merozoítos de P. vivax (MSP119, AMA-1, MSP3α e MSP3β). Para isso, os soros desses indivíduos foram testados por ELISA quanto ao reconhecimento das quatro proteínas recombinantes. As proporções de indivíduos na linha de base com anticorpos IgG contra MSP119, AMA- 1, MSP3α e MSP3β foram de 59,8%, 50,0%, 23,5% e 26,5%, respectivamente. Dentre esses indivíduos, apenas 10,9% tinham infecções por P. vivax, P. falciparum ou malária mista. No grupo de infectados por P. vivax, a proporção de respondedores foi maior para as proteínas recombinantes MSP119 e AMA-1, atingindo 78,6%, em ambos os casos. A proporção de indivíduos com anticorpos para cada uma das proteínas associou-se com o maior tempo de exposição à malária, exceto para a MSP3β. Além disso, a positividade foi mais alta nas áreas de maior risco de transmissão. Não observamos associações relevantes entre o genótipo do antígeno Duffy dos indivíduos e presença de anticorpos para as proteínas estudadas. No estudo longitudinal, observamos um aumento da prevalência de respondedores durante a parasitemia patente, sendo de 81,9%, 80,9%, 31,9% e 48,9% para a MSP119, AMA-1, MSP3α e MSP3β, respectivamente. Em conclusão, nossos resultados confirmam a alta antigenicidade dessas proteínas, o que pode ser de grande importância para futuros ensaios clínicos na região. / In recent years we studied various aspects of the naturally acquired immune response in individuals from different endemic areas of the Amazon region exposed to malaria. For this purpose we used recombinant proteins based on P. vivax blood stage antigens considered candidates for a vaccine against vivax malaria. In the present study, we focused on 396 individuals from a rural community in western Brazilian Amazon located at the state of Acre. We conducted a transversal and longitudinal study of the antibody response to a panel of recombinant proteins representing P. vivax merozoites surface antigens (MSP119, AMA-1, MSP3α and MSP3β). The sera of these individuals were tested by ELISA for the recognition of the four antigens mentioned above. The proportions of individuals at the baseline with IgG antibodies to MSP119, AMA-1, MSP3α and MSP3β were 59.8%, 50.0%, 23.5% and 26.5%, respectively. Among these individuals, 10.9% had patent malaria infections with either P. vivax or P. falciparum or both. Among individuals with patent P. vivax infection, the frequency of responders was high for MSP119 and AMA-1, (78.6% in both cases). Except in the case of MSP3β, the proportion of individuals with antibodies to each protein correlated with the time of malaria exposure. Also, the positivity was higher in areas of higher transmission levels. No relevant association was found between the Duffy genotypes and presence of antibodies to the different antigen. In longitudinal study, we observed an increased prevalence of responders during patent parasitemia, 81.9% 80.9% 31.9% and 48.9% to MSP119, AMA-1, MSP3α and MSP3β, respectively. In conclusion, our results confirm the high antigenicity of these proteins, which can be of great importance for future clinical trials in the region.

O avanço no desenvolvimento de uma vacina contra o Plasmodium vivax exige a identificação de antígenos capazes de induzir uma resposta imune protetora contra a malária. O presente estudo avalia o potencial da proteína-3 da superfície de merozoítos de P. vivax (PvMSP-3), como candidata a vacina. As proteínas recombinantes representando a região C-terminal da MSP-3α e diferentes regiões (N e C-terminal e proteína inteira) da MSP-3β de P. vivax foram utilizadas como antígeno. A imunogenicidade destas proteínas recombinantes foi avaliada em camundongos BALB/c, utilizando adjuvantes agonistas de TLR (flagelina FliC de Salmonella Typhimurium e CpG ODN) ou adjuvantes convencionais, tais como hidróxido de alumínio, saponinas, TiterMax Gold e adjuvante incompleto de Freund. Os títulos de anticorpos IgG foram determinados por ELISA utilizando soros de camundongos coletados duas semanas após cada dose de imunização. Nossos resultados demonstraram que a MSP-3α e a MSP-3β foram capazes de induzir altos títulos de anticorpos em camundongos na presença de diferentes adjuvantes, incluindo agonistas de TLR. Dentre as formulações testadas, aquelas contendo os adjuvantes CPG ODN 1826, Quil A, TiterMax e adjuvante incompleto de Freund foram mais imunogênicas e, portanto, mais promissoras para os ensaios pré-clínicos em primatas não-humanos. Usando camundongos TLR-4 KO, nós demonstramos que a proteína MSP-3β tem uma propriedade adjuvante intrínseca que é independente do TLR4 e que a contaminação por LPS na proteína purificada não desempenha qualquer papel no nosso sistema. / The advance in the development of a vaccine against Plasmodium vivax requires the identification of immunodominant antigens able to induce a protective immune response against malaria. The present study evaluates the potential of the Merozoite Surface Protein 3 of P. vivax (PvMSP-3) as vaccine candidate. Recombinant proteins representing the C-terminal region of MSP-3α and different regions of MSP-3β (N and C-terminal and full-length protein) of P. vivax were used as antigen. The immunogenicity of these recombinants was evaluated in BALB/c mice using as adjuvant TLR agonists (FliC flagellin of Salmonella Typhimurium and CpG motif-containing DNA) or conventional adjuvants such as Aluminum hidroxide, Saponins, TiterMax Gold and Incomplete Freund\'s Adjuvant. The IgG antibodies were determined by ELISA in sera from mice two weeks after each immunizing dose. Our results demonstrated that MSP-3α and MSP-3β were able to induce high antibody titres in mice in the presence of different adjuvants, including TLR agonists. Among the tested formulations, the adjuvants CPG ODN 1826, Quil A, TiterMax and Incomplete Freund\'s Adjuvant were more immunogenic, therefore more promising for pre-clinical trials in non-human primates. Using TLR-4 KO mice, we demonstrated that the MSP-3β protein has an intrinsic adjuvant property that is independent of TLR4 and that contaminating LPS in the purified protein did not play any role in our system.

Se presenta el caso de una mujer de 19 años con 29 semanas de gestación, procedente de Llumpe (Ancash) con antecedentes de viajes a las localidades de Chanchamayo (Junín) y Rinconada (Ancash). Ingresó al Hospital de Chacas (Ancash) por presentar mal estado general, deshidratación, dificultad respiratoria, ictericia, sensación de alza térmica y dolor abdominal, tuvo reporte de: hemoparásitos 60% en frotis sanguíneo. Fue transferida al Hospital Ramos Guardia (Huaraz) donde presentó mayor dificultad respiratoria, coluria, hematuria, disminución del débito urinario y reporte de Plasmodium (+), luego fue transferida al Hospital Cayetano Heredia (Lima) donde ingresó a la Unidad de Cuidados Intensivos (UCI), con evolución a falla multiorgánica, óbito fetal y muerte. Recibió indicación de ventilación mecánica, tratamiento con clindamicina y quinina, que no recibió por falta de disponibilidad. La evolución de la enfermedad fue tórpida, cursando con falla orgánica múltiple y muerte. Se confirmó infección por Plasmodium vivax. Destacamos la importancia de mejorar nuestras capacidades de diagnóstico y manejo para brindar un tratamiento adecuado y oportuno. / This is the case of a 19-year-old woman, with 29 weeks of pregnancy, from Llumpe (Ancash, Peru) with a history of traveling to the towns of Chanchamayo (Junín, Peru) and Rinconada (Ancash, Peru). She was admitted to the Chacas Hospital (Chacas, Ancash, Peru) with a general poor condition, dehydration, respiratory distress, jaundice, apparent elevation of body temperature, and abdominal pain. A microscopic examination of blood films revealed a 60% of hemoparasites. She was transferred to the Ramos Guardia Hospital (Huaraz, Peru) where presented more difficulty to breath, choluria, haematuria and decreased urine output, also a positive test for Malaria parasites (Plasmodium). Then, she was transferred to the Cayetano Heredia Hospital (Lima, Peru), admitted to the intensive care unit (ICU) where she suffered multiple organ failure and death. The product was stillborn. She had indication of mechanical ventilation, and antibiotic treatment with clindamycin and quinine which did not received by unavailability. The disease evolution was torpid. Plasmodium vivax infection was confirmed. We emphasize the importance of improving our diagnostic capabilities and management to provide adequate and timely treatment.

Plasmodium vivax é o parasita causador de malária humana com maior distribuição global, responsável pela redução da qualidade de vida de milhões de pessoas ao redor do mundo. O objetivo geral do trabalho foi contribuir, através de metodologias estatísticas e de bioinformática, para o entendimento do mecanismo de escape da eliminação pelo baço do hospedeiro utilizado por P. vivax. Para isso, primeiramente realizou-se a análise estatística de um experimento de transcritômica, através de microarrays. Esse experimento foi conduzido previamente pelo grupo de colaboradores do presente estudo, utilizando um modelo animal, Aotus lemurinus griseimembra, com o objetivo de identificar genes de P. vivax expressos somente em parasitas retirados de macacos que possuíam o baço intacto. Em uma segunda fase, foi projetado um tiling array contendo todos os éxons e as regiões 5UTR e 3UTR disponíveis do genoma de P. vivax, que será utilizado para a realização de mais investigações a respeito da influência da presença do baço na expressão gênica de P. vivax. Na última etapa, foi conduzida uma melhoria na anotação funcional do genoma de P. vivax, através de uma metodologia automática, com o objetivo de adicionar informações para auxiliar na interpretação biológica dos resultados obtidos anteriormente e em estudos futuros. / Plasmodium vivax is the parasite that causes the human malaria type with the largest global distribution and it is responsible for quality of life impairment of millions of people around the world. The general purpose of this study was contribute to understand the mechanism used by P. vivax to scape from the host spleen elimination, through statistical methodologies and bioinformatics. First of all, we carried out statistical analysis of a microarray experiment conducted earlier by the collaborators of this study, using Aotus lemurinus griseimembra as model organism, in order to identify genes of P. vivax expressed only in parasites extracted from monkeys with intact spleen. In the second step, we designed a tiling array containing 5\'UTR, 3\'UTR and all the exons of the P. vivax genome, which will be used to perform more experiments to investigate the role of the spleen on the parasite gene expression. In the last step, we add information to the functional annotation of P. vivax genome, through an automated methodology, to improve the biological interpretation of the results previously obtained and in future studies.

Consistent efficacy in human clinical trials has been achieved by two leading malaria vaccine candidates encoding either the P. falciparum circumsporozoite (CSP) or thrombospondin-related adhesion (TRAP) proteins. However, protection in humans relies on high antibody (Ab) titers or potent T cells, respectively, when these antigens are used individually. Therefore, a concurrent induction of both anti-CSP antibodies and TRAP-specific T cells may further improve the protective efficacy associated with these immunogens. This thesis investigates the protective potential associated with CSP and TRAP combination vaccines by employing a pre-clinical Plasmodium berghei (P. berghei) mouse malaria challenge model. Depletion of CD4⁺ and CD8⁺ T cells indicated that protection by the CSP antigen relied solely on antibodies while TRAP protected through CD8⁺ T cell responses. Moreover, the administration of relatively small amount of anti-CSP monoclonal antibodies (mAb) substantially enhanced the sub-optimal protection elicited by TRAP. A way to maximize both, anti-CSP antibodies by adenovirus/protein (Ad-P) prime-boost vaccinations and anti-TRAP T cell responses using adenovirus/modified vaccinia strain Ankara (Ad-M), was explored. Combination of the two approaches stimulated optimal humoral and cellular responses that afforded sterile protection in the C57BL/6 animal model. Additional analyses of the effector functions of Abs indicated that the efficacy of this vaccine relied on a two-stage attack against the parasite: anti-CS antibodies reduced the number of sporozoites reaching the liver, thus decreasing the number of infected hepatocytes required to be eliminated by the dual action of natural killer (NK) cells and CD8⁺ T cells. These proof-of-concept studies using a wild-type (wt) P. berghei challenge model allowed progression towards the development of human malaria Plasmodium vivax (P. vivax) vaccines using PvCSP and PvTRAP antigens. The immunogenicity of PvCSP and PvTRAP-based vaccine candidates was assessed in multiple mouse strains. Additionally, transgenic (tg) P. berghei parasites expressing P. vivax genes were generated and used to demonstrate the protective efficacy of Ad-P PvCSP and Ad-M PvTRAP vaccines.

Orientador: Fabiano Antonio Cadioli / Coorientador: Luiz Carlos Marques / Banca: Marcos Rogério André / Banca: Letícia Andreza Yonezawa / Resumo: Infecções pelo hemoprotozoário T. vivax causam grandes prejuízos à pecuária da África e Américas Central e do Sul. Surtos devido a este protozoário têm ocorrido com frequência cada vez maior no Brasil. O conhecimento das alterações que ocorrem durante a evolução desta enfermidade podem ser de grande valia. Para tanto foram estudados os sinais clínicos, parasitemia, alterações hematológicas, bioquímicas, sorológicas e anatomopatológicas de três bovinos naturalmente infectados (grupo N) e outros três experimentalmente infectados (grupo E) pelo T. vivax. com média de peso de 500 kg e 548 kg, respectivamente. O período pré-patente foi de dois a três dias (grupo E). Animais do grupo N apresentaram perda de peso intensa (140 Kg). No grupo E observou-se constante diminuição da contagem global de eritrócitos, teor de hemoglobina e volume globular (VG). O leucograma revelou alterações mais evidentes para o grupo E, com leucopenia por neutropenia e linfopenia durante a fase aguda da enfermidade. O grupo N apresentou um quadro de leucocitose por neutrofilia. Foram observados diminuição do colesterol total, colesterol ligado ao HDL, albumina, aspartato aminotransferase (AST), lactato desidrogenase (LDH) e aumento da glicose, globulinas, proteínas e fosfatase alcalina (FA) para o grupo E. Os animais do grupo E mostraram-se positivos tanto para Reação de Imunofluorescência Indireta (RIFI) quanto para o ensaio de imunoabsorção enzimático (ELISA), fato que não ocorreu no grupo N, sendo este positivo para RIFI e alternando entre períodos positivos e negativos frente ao ELISA. No proteinograma, os bovinos do grupo E apresentaram inicialmente um incremento de ceruloplasmina, com posterior redução; valores elevados de transferrina praticamente por todo o período experimental; e um aumento inicial de haptoglobina com posterior redução. O grupo N apresentou valores baixos de ceruloplasmina, transferrina e ... / Abstract: Infections by T. vivax cause great losses to livestock in Africa and Central and South America. Outbreaks due to this parasite have been occurred with increasing frequency in Brazil. Knowledge of changes that occur during the development of disease can be of great value. In order to evaluate clinical signs, parasitemia, hematologic, biochemical, serological and pathological changes caused by T. vivax, three naturally (group N) and three experimentally (group E) infected bovines by T. vivax, with an average weight of 500 and 548 kg, respectively, were studied. The observed prepatent period was two to three days (group E). Animals of group N showed severe weight loss (140 kg). Reduction of erythrocyte numbers, hemoglobin concentration and PCV were observed in group E. WBC showed pronounced changes for group E, such as severe neutropenia and lymphopenia during the acute phase of the illness. Group N showed leukocytosis by neutrophilia. Decrease in total cholesterol, HDL cholesterol, albumin, aspartate aminotransferase (AST), lactate dehydrogenase (LDH), and increased in glucose, globulin, protein, and alkaline phosphatase (ALP) were observed in group E. Animals from group E were positive for both Immunofluorescence Assay (IFA) and for the Enzyme Linked Immunosorbent Assay (ELISA), which did not occur in group N that was positive in IFAT and alternating between positive and negative periods in ELISA. Proteinogram of group E showed initially an increase of ceruloplasmin, which was later reduced, high values of transferrin almost the entire experimental period. On the hand, haptoglobin showed an initial increase with subsequent reduction in group E. In group N, low levels of ceruloplasmin, transferrin and haptoglobin were observed. Histopathological examination showed alterations mainly in were liver, spleen, heart, lung, lymph node, kidney and central nervous system. Changes mainly consisted in mononuclear inflammatory infiltrate in liver ... / Mestre

Orientador: Marcos Rogério André / Resumo: Micoplasmas hemotrópicos (hemoplasmas) são bactérias Gram-negativas que parasitam a superfície de eritrócitos de uma ampla variedade de mamíferos. Mycoplasma wenyonii e ‘Candidatus Mycoplasma haemobos’ são espécies de hemoplasmas relatadas em bovinos, podendo causar anemia hemolítica e redução na produção de carne e leite e, consequentemente, prejuízos econômicos. O presente estudo teve como objetivo investigar a ocorrência de hemoplasmas em bovinos de corte no Pantanal brasileiro, área endêmica para tripanossomíase bovina na América do Sul. Adicionalmente, objetivou-se caracterizar molecularmente os genótipos de hemoplasmas encontrados. Para tal, amostras de sangue e soro de 400 bovinos de corte foram colhidas em cinco propriedades do município de Corumbá, sub-região da Nhecolândia, estado de Mato Grosso do Sul, centro-oeste brasileiro. As amostras de sangue foram submetidas à extração de DNA e a ensaios de PCR convencional para hemoplasmas baseados no gene 16S rRNA. As sequências obtidas foram submetidas a inferências filogenéticas, análises de distância e de diversidade genotípica. O Ensaio Imunoenzimático Indireto (iELISA) mostrou a presença de anticorpos IgG anti-Trypanosoma vivax em 89,75% dos animais amostrados, confirmando a endemicidade para o referido agente na região sob estudo. Dentre as 400 amostras de sangue de bovinos testadas, 2,25% (9/400) mostraram-se positivas na cPCR para hemoplasmas. A análise filogenética das sequências obtidas confirmou a presença de DN... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Hemotrophic mycoplasmas (haemoplasmas) are Gram-negative bacteria that parasitize the surface of erythrocytes of a wide variety of mammals. Mycoplasma wenyonii and 'Candidatus Mycoplasma haemobos' are hemoplasma species reported in cattle, which can cause hemolytic anemia and reduction in meat and milk production and, consequently, economic losses. The present study aimed to investigate the occurrence of haemoplasmas in beef cattle in the Brazilian Pantanal, an area endemic for bovine trypanosomiasis in South America. In addition, the work aimed to characterize molecularly the genotypes of haemoplasmas found. For this purpose, blood and serum samples of 400 beef cattle were collected from five properties in the municipality of Corumbá, sub-region of Nhecolândia, in the state of Mato Grosso do Sul, central-western Brazil. Blood samples were subjected to DNA extraction and cPCR assays for haemoplasmas based on 16S rRNA gene. The sequences obtained were submitted to phylogenetic inferences, distance analysis and genotype diversity. The Indirect Immunoenzymatic Assay (iELISA) showed the presence of anti-Trypanosoma vivax IgG antibodies in 89.75% of the animals sampled, confirming the endemicity for this agent in the studied region. Among the 400 bovine blood samples tested, 2.25% (9/400) were positive in cPCR for haemoplasmas. Phylogenetic analysis of the sequences obtained confirmed the presence of DNA 'C. M. haemobos' and M. wenyonii in 0.5% (2/400) and 1.75% (7/400) animals, r... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre