Submitted by Maryse Santos (maryseeu4@gmail.com) on 2016-09-02T15:42:43Z No. of bitstreams: 1 Dissertação Final Maria Edilene Martins de Almeida.pdf: 4031907 bytes, checksum: 86dfa7b109bb411632f68897be6de7c2 (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2016-09-15T20:16:42Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação Final Maria Edilene Martins de Almeida.pdf: 4031907 bytes, checksum: 86dfa7b109bb411632f68897be6de7c2 (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2016-09-16T12:10:36Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação Final Maria Edilene Martins de Almeida.pdf: 4031907 bytes, checksum: 86dfa7b109bb411632f68897be6de7c2 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-16T12:10:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação Final Maria Edilene Martins de Almeida.pdf: 4031907 bytes, checksum: 86dfa7b109bb411632f68897be6de7c2 (MD5) Previous issue date: 2013-04-25 / CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Introduction: Malaria is a public health issue distributed in tropical and subtropical regions worldwide. In Brazil, the disease still has a high number of cases in which Plasmodium vivax (P. vivax) is responsible for most of diagnosis. Lately, these cases have been performing so complicated that becomes a matter of concern because the species has a wide geographic distribution, and there is a need to control the infection. One alternative for infection control would be the development of a vaccine. However, a major problem for its development is the lack of understanding of the immune response against the antigen candidates. Among the candidate antigens, the Protein 1 Merozoite Surface (MSP-1) of Plasmodium has excelled, because studies show that antibodies against different regions of MSP-1 confer clinical protection in individuals living in endemic areas. The aim of this study was to characterize the humoral immune response against the recombinant antigen of conserved and variable regions of PvMSP-1 in individuals living in endemic areas in the state of Amazonas. Methods: For this purpose, we produced three recombinant proteins, two corresponding to the variable region (block 2) and the conserved (block ICB1) of PvMSP-1 (using sequences identified by previous workers, and selected by bioinformatics as epitopes B cell). The proteins were expressed and purified using synthetic genes optimized for expression in Escherichia coli. The serum reactivity from symptomatic and asymptomatic patients against the proteins was evaluated by ELISA, along with protein ICB2 PvMSP-5-1 (obtained in previous work. Results and Conclusion: The expression and purification of recombinant proteins were performed successfully. The serological analysis against recombinant antigens showed a higher level of antibodies against the protein ICB2-5 for both groups (Rio Pardo and Manaus). Regarding IgG antibody response against the three proteins (P1, P2 and P3), it was observed that the P2 protein was recognized in the serum of most patients symptomatic of Manaus and Rio Pardo, whereas P3 has been the most recognized in asymptomatic . The subclasses analysis showed that the IgG3 was the most prevalent against ICB2-5. The level of reactivity was low to subclasses for all proteins, but when the frequencies of serum IgG2 and IgG3 responders were assembled in silico (ICB2-5 + P1 + P2 + P3). These results recognition level overcame ICB2-5 alone, suggesting that the development of the repertoire of recombinant proteins corresponding to block 2 is capable to expand the spectrum of reactive serum. / Introdução: A malária é um problema de saúde pública amplamente distribuída nas regiões tropicais e subtropicais no mundo. No Brasil, a doença ainda apresenta elevados números de casos, no qual o Plasmodium vivax (P. vivax) é responsável pela maior parte de diagnóstico. Nos últimos anos, esses casos vêm se apresentando de forma complicada, tornando-se este um motivo de preocupação, pois está espécie apresenta ampla distribuição geográfica, dessa maneira torna-se necessário o controle da infecção. Uma das alternativas para controle da infecção seria o desenvolvimento de uma vacina. No entanto, um dos grandes problemas para seu desenvolvimento é a incompreensão das respostas imunológicas contra os antígenos candidatos. Dentre os antígenos candidatos, a “proteína 1” de superfície do merozoíto (MSP-1) de Plasmodium tem se destacado, pois estudos demonstram que anticorpos contra as diferentes regiões de MSP-1 conferem proteção clínica em indivíduos que residem em áreas endêmicas. O objetivo desta trabalho foi caracterizar a resposta imune humoral contra antígenos recombinantes de regiões variavéis e conservada da PvMSP-1 em indivíduos que residem em áreas endemicas no estado do Amazonas. Material e métodos: Para tanto, foram produzidas três proteínas recombinantes, duas correspondente a região variável (bloco 2) e uma da conservada (bloco do ICB1) da PvMSP-1 (utilizando sequencias identificadas em trabalhadores anteriores, e selecionadas por bioinformática como os epítopos de células B). Tais proteínas foram expressas e purificadas utilizando genes sintéticos otimizados para expressão em Escherichia coli. A reatividade de soros de pacientes sintomáticos e assintomáticos contra estas proteínas, juntamente com a proteína ICB2-5 de PvMSP-1 (obtida em trabalhos anteriores), foi avaliada por ELISA indireto. Resultados e Conclusão: A expressão e purificação das proteínas recombinantes foram realizadas com êxito. A análise sorológica contra os antígenos recombinantes demonstrou maior nível de anticorpos contra a proteína ICB2-5 para ambas as aéreas (Rio Pardo e Manaus). Em relação à resposta de anticorpos IgG contra às três proteínas (P1, P2 e P3), foi observado que a proteína P2 foi a mais reconhecida nos soros de pacientes sintomáticos de Manaus e Rio Pardo, enquanto que a P3 foi a mais reconhecida nos assintomáticos. Em análise a resposta de subclasses observou-se que o IgG3 foi o mais prevalente contra ICB2-5. Em relação às três proteínas o nível de reatividade foi baixo para as subclasses, porém quando as frequências de soros respondedores IgG3 e IgG2 foram reunidas in silico(ICB2- 5+P1+P2+P3). Estas superaram os resultados nos níveis de reconhecimento da ICB2-5 sozinha, sugerindo que o desenvolvimento de um repertório de proteínas recombinantes correspondentes ao Bloco 2 é capaz de expandir o espectro de soros reagentes.

A malária é um problema de saúde pública no Brasil e no mundo. Em 2016, o número de casos estimado pela Organização Mundial de Saúde foi de 216 milhões. Plasmodium falciparum é a espécie mais prevalente e responsável pelo maior número de mortes no mundo, sobretudo no continente africano. Por outro lado, o Plasmodium vivax é conhecido por sua ampla distribuição geográfica, sendo a espécie que predomina nas Américas, incluindo o Brasil. Nos últimos 20 anos, nosso grupo tem gerado e caracterizado diversas proteínas recombinantes baseadas em antígenos imunodominantes de P. vivax que podem servir como base para o desenvolvimento de uma vacina contra malária. Entre os antígenos de merozoítas, uma das principais proteínas em estudo pelo nosso grupo é o Antígeno 1 de Membrana Apical de P. vivax (PvAMA-1), caracterizado previamente como altamente imunogênico em infecções naturais e em camundongos imunizados, na presença de diferentes adjuvantes. O objetivo do presente estudo foi investigar o efeito da diversidade antigênica dessa proteína no reconhecimento por anticorpos específicos e na indução de imunidade contra o parasita. Para isso, foram geradas seis novas proteínas representando diferentes alelos descritos na natureza: PvAMA-1-Belem, PvAMA-1-Sal-I, PvAMA-1-Chesson-I, PvAMA-1-SK0814-apical, PvAMA-1-Indonesia-XIX e PvAMA-1-PNG_62_MU. As proteínas recombinantes foram expressas em leveduras Pichia pastoris e purificadas em duas etapas cromatográficas. Em seguida, as imunizações em camundongos C57BL/6 foram realizadas com as proteínas administradas de forma isolada, ou em combinação, na presença do adjuvante agonista de TLR3 (Poly I:C). Por ELISA, observamos que todas as formulações foram capazes de induzir anticorpos IgG contra as proteínas homólogas e heterólogas, o que sugere que a diversidade antigênica entre as formas alélicas não compromete o reconhecimento. Os dados gerados no presente trabalho sugerem que uma formulação contendo mistura de diferentes alelos representando a proteína AMA-1 pode ser explorada para o desenvolvimento de uma vacina de ampla cobertura contra o P. vivax. / Malaria is a public health problem in Brazil and throughout the world. In 2016, the World Health Organization estimated there were 216 million cases of malaria. Plasmodium falciparum is the most prevalent species and is responsible for the largest number of deaths, especially in the African continent. However, Plasmodium vivax is known for its wide geographic distribution, being the species that prevails in the Americas, including Brazil. In the last 20 years, our group has generated and characterized several recombinant proteins based on immunodominant antigens of P. vivax that can serve as a basis for the development of a malaria vaccine. Among the merozoite antigens, one of the main proteins studied by our group is P. vivax apical membrane antigen-1 (PvAMA-1), previously characterized as highly immunogenic in natural infections and immunized mice, in the presence of different adjuvants. The objective of this study was to investigate the effect of antigenic diversity of this protein in the recognition of specific antibodies and the induction of immunity against the parasite. For this, six new proteins were generated representing different alleles described in nature: PvAMA-1-Belem, PvAMA-1-Sal-i, PvAMA-1-Chesson-i, PvAMA-1-SK0814-apical, PvAMA-1-Indonesia-XIX, and PvAMA-1-PNG_62_MU. Recombinant proteins were expressed in Pichia pastoris yeast and purified by two chromatographic stages. Then, C57BL/6 mice were immunized with these proteins administered in isolation or in combination, in the presence of the TLR3 agonist adjuvant, Poly I:C. Using an enzyme-linked immunosorbent assay, we observed that all formulations induced IgG antibodies against homologous and heterologous proteins. This indicates that antigenic diversity between allele forms does not compromise recognition. This finding suggests that a formulation containing a mixture of different alleles representing the PvAMA-1 protein can be exploited for developing of a wide coverage vaccine against P. vivax.

O Antígeno 1 de Membrana Apical (AMA-1) é um dos mais promissores candidatos a vacina contra a fase sanguínea da malária. No presente estudo, geramos uma nova proteína recombinante baseada no ectodomínio de AMA-1 de P. vivax (PvAMA-1) a partir do gene sintético com códon otimizado para expressão secretada na levedura Pichia pastoris. Por ELISA, a proteína PvAMA-1 foi reconhecida por 62,5% dos soros de pacientes da Amazônia brasileira infectados por P. vivax. A imunogenicidade de PvAMA-1 foi avaliada em camundongos BALB/c, utilizando protocolos homólogos e heterólogos de indução e reforço com DNA plasmidial e/ou proteína recombinante, emulsificada em Adjuvante de Freund. Os resultados mostraram que a eficiência da imunização é dependente da presença da proteína emulsificada em adjuvante forte. As imunizações subseqüentes foram realizadas com a proteína recombinante emulsificada em diferentes adjuvantes: sais de alumínio (Alum), Monophosphoryl Lipid A (MPLA) de Bordetella pertussis, flagelina FliC de Salmonella Typhimurium, saponina Quil A e Adjuvante Incompleto de Freund (AIF). Os resultados demonstraram que as imunizações na presença de Quil A e AIF foram capazes de induzir altos títulos de anticorpos IgG e uma resposta de isotipos de IgG mais balanceada, caracterizando um padrão do tipo Th1/Th2. Títulos de anticorpos mais baixos, mas também expressivos, foram obtidos na presença de Alum, MPLA, Alum + MPLA e Alum + FliC. A análise da resposta proliferativa, por citometria de fluxo utilizando marcação com CFSE, mostrou que células esplênicas CD3+CD4+, assim como CD3+CD8+, de animais imunizados com PvAMA-1 na presença dos adjuvantes Alum, Alum + MPLA, Quil A e AIF foram capazes de proliferar especificamente in vitro. Por imunofluorescência, soros policlonais de camundongos imunizados com o antígeno na presença de MPLA e Quil A foram capazes de reconhecer a proteína nativa expressa em isolados de P. Vivax da Ásia. Visando futuros testes pré clínicos em primatas não humanos, a proteína PvAMA-1 foi produzida em boas práticas de laboratório (BPL) por uma companhia especializada e o potencial imunogênico da proteína foi confirmado em imunizações posteriores. Em conjunto, nossos resultados demonstram que PvAMA-1 é um antígeno promissor para ser explorado em protocolos de imunização contra malária vivax, individualmente, ou em combinação com outros antígenos. / The Apical Membrane Antigen 1 (AMA-1) is one of the most promissing vaccine candidates against the erythrocytic stage of malaria. In the present study we generated a new recombinant protein based on AMA-1 ectodomain of P. vivax (PvAMA-1) using a synthetic codon optimized gene for yeast secreted expression. By ELISA, the protein PvAMA-1 was recognized by 62,5% of the sera from Brazilian Amazonia patients infected by P. vivax. The immunogenicity of PvAMA-1 was evaluated in BALB/c mice using homologous and heterologous protocols of prime and boost with plasmidial DNA and/or recombinant protein emulsified in Freund adjuvant. The results showed that the efficiency of immunization is dependent on the presence of a strong adjuvant. The following immunizations were conducted using the protein emulsified in different adjuvants: aluminium salts (Alum), Monophosphoryl Lipid A (MPLA) of Bordetella pertussis, flagelin FliC of Salmonella Typhimurium, saponin Quil A and Incomplete Freund\'s Adjuvant (IFA). The results showed that immunizations in the presence of Quil A e IFA were able to induce high IgG titers and a more balanced IgG isotypes response, featuring a standard type Th1/Th2. Lower antibody titers, but also significant, were obtained in the presence of Alum, MPLA, Alum + MPLA and Alum + FliC. The proliferative cellular analysis, by flow cytometry using CFSE staining, showed that splenic cells CD3+CD4+, as well as CD3+CD8+ from immunized mice that received PvAMA-1 with Alum, Alum + MPLA, Quil A and IFA were specifically able to proliferate in vitro. By immunofluorescence, the polyclonal sera from mice immunized with the antigen in the presence of MPLA and Quil A were able to recognize native protein expressed in Asian P. vivax isolates. Aiming future pre-clinical assays in non-human primates, the protein PvAMA-1 was produced in good laboratory practices (GLP) conditions by a specialized company and its immunogenic efficiency was confirmed in later immunizations. Altogether, our results showed that PvAMA-1 is a promissor antigen to be explored in immunization protocols against vivax malaria, individually, or combined with other antigens.

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

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.

Orientador: Ricardo Luiz Dantas Machado / Banca: Ana Elizabete Silva / Banca: Karin Kirchgatter / Resumo: Plasmodium vivax é a espécie mais prevalente de malária no Brasil. O processo co-evolutivo parasita-hospedeiro pode ser visto como uma "ferramenta", na qual trocas genéticas adaptativas podem influenciar na diversidade da população. Objetivo: Investigar polimorfismos de genes envolvidos na resposta imune humoral visando identificar possíveis associações com a malária. Material e Métodos: a amostra foi constiuída por 103 pacientes com malária vivax não complicada e como grupo controle 97 indíviduos não-maláricos. A identificação dos SNPs -726T>C no gene CD40L, -1 C>T no gene CD40 e -871C>T no gene BLYS foram efetuadas pelo método de PCR-RFLP. As frequências genotípicas, alélicas e de indivíduos portadores de cada alelo foram estimadas por contagem direta. Também foram comparadas as frequências genotípicas observadas com as esperadas segundo o teorema de Hardy e Weinberg. Resultados: As freqüências genotípicas e alélicas para esses SNPs não diferiram estatisticamente entre pacientes e indivíduos do grupo controle. A combinação dos genótipos entre os genes CD40 e BLYS e entre CD40L e BLYS não revelou interação gênica na população estudada. Não foi observada associação entre resposta imune humoral e parasitemia nos indivíduos maláricos com os polimorfismos dos genes investigados. Ambos os genes se encontram em equilíbrio de Hardy e Weinberg. Conclusões: Os resultados deste estudo sugerem que as variantes genéticas analisadas nos genes CD40, CD40L e BLYS não afetam a funcionalidade das moléculas de modo que possa interferir na susceptibilidade a doença, mas estas variantes podem influenciar o curso clínico em vez de simplesmente aumentar ou diminuir a susceptibilidade / Abstract: Plasmodium vivax is the most prevalent malaria species in Brazil. The parasite-host coevolutionary process can be viewed as an 'arms race', in which adaptive genetic changes in one are eventually matched by alterations in the other. Objectives: following the candidate gene approach we analyzed the CD40, CD40L and BLYS genes that participate in B-cell co-stimulation, for associations with P. vivax malaria. Methods: the study sample included 97 patients and 103 controls. We extracted DNA using the extraction and purification commercial kit and identified the following SNPs: -1C>T in the CD40 gene, -726T>C in the CD40L gene and the -871C>T in the BLyS gene using PCR-RFLP. We analyzed the genotype and allele frequencies by direct counting. We also compared the observed with the expected genotype frequencies using the Hardy-Weinberg Equilibrium. Results: The allele and genotype frequencies for these SNPs did not differ statistically between patient and control groups. Gene-gene interactions were not observed between the CD40 and BLYS and between the CD40L and BLYS genes. Overall, the genes were in Hardy-Weinberg Equilibrium. Significant differences were not observed among the frequencies of antibody responses against P. vivax sporozoite and erythrocytic antigens and the CD40 and BLYS genotypes Conclusions: the results of this study show that, although the investigated CD40, CD40L and BLYS alleles differ functionally, this variation does not alter the functionality of the molecules in a way that would interfere in susceptibility to the disease. Significance: The variants of these genes may influence the clinical course rather than simply increase or decrease susceptibility / Mestre