Este trabalho observacional teve como objetivo investigar os fatores associados com o desenvolvimento da malária ao longo da gestação e as implicações da infecção por Plasmodium no momento do parto e da malária clínica ao longo da gestação para o crescimento fetal e para o nível de hemoglobina materna no parto, em uma região de alta endemicidade para a doença, onde há cocirculação de P. falciparum e P. vivax, na Amazônia Brasileira. Ao todo 1.180 gestantes participaram das análises de fatores associados ao desenvolvimento de malária gestacional e 1.140 - as gestantes que tiveram filhos nascidos vivos não gêmeos - participaram das análises da associação entre ocorrência de malária gestacional e os desfechos gestacionais abordados neste estudo. A prevalência de malária clínica antenatal, diagnosticada por microscopia de gota espessa, foi de 8,0%, sendo 74,6% dos casos notificados como P. vivax; a prevalência de infecção por Plasmodium no momento do parto, diagnosticada por qPCR, foi de 7,5% - ao todo 12,5% das gestantes que participaram deste estudo tiveram malária clínica antenatal ou infecção por Plasmodium no parto. A grande maioria (89,9%) das infecções por Plasmodium no parto foram assintomáticas. Morar em área rural foi o principal fator associado à malária gestacional na população deste estudo. No que se refere ao impacto da malária para os desfechos de crescimento fetal e nível de hemoglobina no parto, observou-se que malária antenatal provocou redução média de 0,36 (intervalo de confiança [IC] 95%, - 0,57 - -0,14 p = <0,01) no escore z de peso ao nascer, de 0,31 (IC 95%, - 0,54 - -0,08, p = 0,01) no escore z de comprimento ao nascer, e de 0,34 g/100 mL (IC 95%, -0,62 - -0,05 p = 0,02) na concentração de hemoglobina no momento do parto. Foi observado que um único caso de malária vivax antenatal foi suficiente para afetar negativamente o crescimento fetal e a concentração de hemoglobina materna. Quando foram analisados somente os casos de malária vivax repetidas, o efeito negativo foi ainda mais pronunciado. Entre as 637 amostras de cordão umbilical que tiveram diagnóstico molecular feito, 4 (0,6%) foram positivas para P. vivax e 2 (0,3%) para P. falciparum, totalizando uma prevalência de 0,9% de malária congênita na população de estudo. Apenas um dos casos de malária congênita apresentou sintomas. Foram observadas falhas de notificação no banco de dados do sistema de Informação Epidemiológica (SIVEP Malária), e há indicação de falhas no tratamento de malária na gestação no Brasil. Os resultados deste estudo confirmam que a malária vivax na gestação pode ter implicações graves para a saúde materno-fetal. No âmbito local os resultados deste estudo evidenciam a malária na gestação como problema de saúde pública nas regiões endêmicas do Brasil. / The main objectives of this observational study were to investigate the associations between malaria in pregnancy (MiP) and sociodemographic and biological variables of mothers and estimate its impact on birth weight and length and maternal hemoglobin in 1,180 women from Juruá Valley, the main malaria hotspot in Brazil. Antenatal malaria episodes, 74.6% of them due to Plasmodium vivax, were microscopically diagnosed in 8.0% of the women and were associated with an average reduction in birth weight z-scores of 0.36 (95% confidence interval [CI] -0.57 - -0.14 p = <0.01) and in birth length z-scores of 0.31 (CI 95%, - 0.54 - -0.08, p = 0.01), compared with malaria-free pregnancies. Affected mothers had a mean decrease in hemoglobin concentration at delivery of 0.34 g/100 mL (CI 95%, -0.62 - -0.05 p = 0.02). Although repeated antenatal vivax infections were associated with poorer birth outcomes, even a single vivax malaria episode was associated with a significant reduction in birth weight and length and maternal hemoglobin. Overall, 7.5% women had the parasites DNA found in peripheral blood at delivery. Most (83.1%) of these 89 perinatal infections were due to P. vivax and only 7.9% of them progressed to symptomatic disease after delivery. P. vivax and P. falciparum DNA was found in 0.6% and 0.3% of 637 cord blood samples examined, respectively, but only one newborn developed clinical neonatal malaria. Living in rural areas was the main factor associated with gestational malaria in the study population. Moreover, we found further evidence that health-care providers often fail to comply with the countrys malaria treatment guidelines for pregnant women in Brazil. We retrospectively found that Primaquine was prescribed for more than half of the antenatal P. vivax infections diagnosed during the study, not only in the first trimester (when the pregnancy status might be unknown) but also in infections correctly reported as MiP. Our results further challenge the notion that vivax malaria is relatively benign during pregnancy and call for better strategies for its prevention.

A malária, doença causada pelo protozoário do gênero Plasmodium, está entre as doenças que mais causam mortes os países subdesenvolvidosn. O hospedeiro é infectado por meio da picada do mosquito do gênero Anopheles, que introduz o parasita durante a hematofagia. As formas mais graves são causadas pelo Plasmodium vivax e o Plasmodium falciparum. As regiões mais afetadas por estas formas são África Subsaariana, Ásia, América Central e Sul. Desde o começo do século XXI, a Organização Mundial de Saúde (OMS) busca erradicar a doença, porém o P.falciparum se mostrou resistente aos fármacos antimaláricos existentes, dificultando a eficácia do tratamento. Isto, entre outros fatores, como mortalidade e alto índice de infecção, tornam necessárias novas pesquisas para a descoberta de novos fármacos mais seguros e eficazes contra a malária. Estudos têm mostrado como um alvo promissor para a criação de novos antimaláricos, a cisteína protease falcipaína, a qual se apresenta em três isoformas no parasita, sendo elas, falcipaína 1, 2 e 3. A falcipaína 2 está ligada com a hidrólise da hemoglobina, e seus inibidores vem sendo estudados como alternativas na busca de agentes antimaláricos. Derivados de semicarbazona, tais como o nitrofural e o hidroximetilnitrofural demonstraram atividade inibitória de cisteíno proteases parasitárias. Utilizando estratégias modernas de planejamento de fármacos e por meio da integração entre técnicas computacionais e experimentais, realizou-se o planejamento, síntese e avaliação biológica de compostos derivados dos ditiocarbazatos e tiossemicarbazonas, bioisosteros de semicarbazona, como inibidores da cisteíno protease falcipaína 2, no intuito de obter novos antimaláricos. Aplicaram-se técnicas de modelagem molecular em três séries de compostos (A, B e C), sendo a A e B derivados dos ditiocarbazatos e a C das tiossemicarbazonas. Estes estudos sugerem, três compostos da série A, quatro na série B e três na C com maior potencial para inibição da falcipaína 2. Isso devido aos resultados teóricos indicarem condições favoráveis ao ataque nucleofílico da cisteína 42 catalítica da falcipaína 2 às tiocarbonilass presentes nos compostos planejados. Estes derivados foram sintetizados, analisados por espectroscopia de ressonância magnética de 1H e 13C, espectroscopia de IV, ponto de fusão e pureza caracterizando sua formação. Após a obtenção, os compostos foram enviados para ensaios biológicos frente ao parasita P. falciparum. Os compostos testados não apresentaram inibição, porém é sabido que muitos inibidores enzimáticos não são ativos contra o parasita mesmo tendo alta potência contra a enzima, isto devido às barreiras a serem ultrapassadas até chegar ao alvo bioquímico, deste modo faz-se necessário ensaios contra a enzima para validar nossa hipótese. / Malaria, a disease caused by the protozoan of the genus Plasmodium, is among the most deadly diseases in poor countries. The host is infected through the bite of the mosquito of the genus ,i>Anopheles, which introduces the parasite during hematophagy. The most severe forms are caused by Plasmodium vivax and Plasmodium falciparum. The regions most affected by these forms are Sub-Saharan Africa, Asia, Central and South America. Since the beginning of the 21st century, the World Health Organization (WHO) has sought to eradicate the disease, but P. falciparum has been resistant to antimalarial drugs treatment. Among other factors, such as mortality and high infection rates, new research is needed to find new, safer and more effective drugs against malaria. Studies have shown as a promising target for the creation of new antimalarial drugs, the cysteine protease falcipain, which is present in three isoforms in the parasite: falcipain 1, 2 and 3. Falcipain 2 is linked to the hydrolysis of hemoglobin, and its inhibitors have been studied as alternatives in the search for antimalarial agents. Derivatives of semicarbazone such as nitrofural and hydroxymethylnitrofural demonstrated inhibitory activity of parasitic cysteine proteases. Using modern strategies for drug design and the integration of computational and experimental techniques, the design, synthesis and biological evaluation of compounds derived from dithiocarbazates and thiossemicarbazones, semicarbazone biosynthesis as inhibitors of cysteine protease falcipain 2 were carried out in order to new antimalarials. Molecular modeling studies were performed in three series of compounds (A, B and C), with A and B being derived from dithiocarbazates and C from thiossemicarbazones. These studies suggest three compounds in the A series, four in the B series, and three in the C group with the greatest potential for inhibition of falcipain 2. This is due to the theoretical results indicating favorable conditions for the nucleophilic attack of the catalytic cysteine of falcipain 2 on thionyls present in the compounds planned. These derivatives were synthesized, analyzed by 1H and 13C magnetic resonance spectroscopy, IR spectroscopy and melting point, characterizing their formation. After being obtained, the compounds were sent for biological assays against the P. falciparum parasite. The compounds tested did not show inhibition, but it is known that many enzyme inhibitors are not active against the parasite even though they have high potency against the enzyme, this is due to the barriers to be overcome until reaching the biochemical target, thus enzyme to validate our hypothesis.

In der vorliegenden Arbeit haben wir unter Nutzung bioinformatischer Methoden eine innovative Strategie zur Eindämmung der Malaria entwickelt. Die genetische Modifikationsstrategie beinhaltet sowohl Manipulationen aufseiten des gefährlichsten Erregers, Plasmodium falciparum, als auch des Hauptvektors, Anopheles gambiae. In den Genomen beider Spezies wurden eine Reihe neuer konkreter targets identifiziert. Auch bereits beschriebene targets und Ansätze wurden in die Strategie einbezogen bzw. weiter ausgestaltet. Bezüglich der Vektormoskitos wird die Verbreitung eines gegenüber Plasmodien resistenten Genotyps angestrebt. Es werden einerseits effiziente natürliche und künstliche Resistenzgene diskutiert und andererseits eine bekannte Strategie zur Fixierung natürlicher Resistenzallele in natürlichen Populationen verbessert. Auf der Seite der Plasmodien erweiterten wir einen bereits von A. Burt (2003) beschriebenen Eradikationsansatz um weitere targets. Aus ethischen und evolutionsbiologischen Erwägungen bevorzugen wir jedoch eine alternative Strategie, welche die Etablierung von in ihrer Virulenz gemilderten Parasiten zum Ziel hat. Der attenuierte Genotyp wird unter anderem durch komplexe Pathway-Remodellierungen beschrieben (Löwe, Sauerborn, Schirmer, Dandekar, A refined genome engineering strategy against parasites and vectors, Manuskript beim Journal „Genome Biology“ eingereicht). Da sich Mutanten in der Natur gegen Wildtyp-Organismen kaum durchsetzen können, werden zwei drive-Systeme beschrieben, welche für die Implementierung der genetischen Manipulationsstrategie entwickelt wurden. Beide Konstrukte wurden zur Patentierung angemeldet (Patentanmeldung U30010 DPMA bzw. Aktenzeichen 102006029354.1). Zusätzlich zur deutschen wurde für eines der beiden Konstrukte eine PCT-Anmeldung eingereicht, welche in Zukunft einen internationalen Patentschutz ermöglichen soll. Es werden Kalkulationen vorgelegt, welche die Verbreitungstendenzen der Konstrukte in natürlichen Populationen vorhersagen. Die Beschreibung der entwickelten Konstrukte beschränkt sich nicht auf das primäre Anwendungsgebiet der Arbeit (Malaria), sondern beinhaltet auch andere Anwendungsgebiete, vor allem im Bereich der Medizin und Molekularbiologie. / Background: Gene drive strategies are an important alternative to control tropical diseases such as malaria. Results: Here we introduce a new gene drive strategy based on gene conversion constructs. We identify a gene drive strategy both for plasmodia and for anopheles including design of an inducible modification vector. Our constructs are based on group II introns or homing endonuclease genes. They include besides the intron to modify vector or parasite genome sites inducible promoters for gene activation. We thus separate gene modification from activation of the modified gene. Moreover, we provide a detailed list of suitable targets in vector and plasmodia for the modification strategy. Finally, we discuss the control effect of an eradication strategy versus a mild strategy of the gene construct for vector and parasite populations. Conclusions: A new eukaryotic vector and parasite control strategy using gene drive systems is presented and discussed.

A dissertation submitted to the Faculty of Medicine University of the Witwatersrand, Johannesburg For the degree of Master of Science in Medicine / Chloroquine-resistant Plasmodium falciparum accumulate significantly less chloroquine than susceptical parasites, and this is thought to be the basis of their resistance ( Fitch, 1970 ). Martin et. al ( 1987 ), recently demonstrated that in the presence of verapamil, a calcium channel blocker, chloroquine-resistant P falciparum becomes chloroquine-sensitive, with an increase in the chloroquine accumulation.The mechanism of such reversal has yet to be elucidated / IT2018

O Antígeno 1 de Membrana Apical (AMA-1) tem sido sugerido como candidato a compor uma vacina contra estágios assexuados sanguíneos de Plasmodium. Recentemente nosso grupo identificou o domínio II (DII) de AMA-1 de Plasmodium vivax (PvAMA-1) como uma região altamente reconhecida por anticorpos IgG de indivíduos brasileiros infectados por P. vivax. No presente estudo avaliamos as propriedades imunogênicas da proteína recombinante DII, produzida a partir de Escherichia coli. Grupos de 6 camundongos fêmeas BALB/c foram imunizados quatro vezes com 10 &#181;g dessa proteína na presença de diferentes formulações de adjuvantes [Adjuvante Completo/Incompleto de Freund (ACF/AIF), MPL-TDM, TiterMax, Hidróxido de Alumínio (Alum), Quil A, QS-21 e CpG-ODN 1826], individualmente, ou em combinação (Alum + QS-21 ou Alum + CpG-ODN 1826)). Nosso objetivo foi avaliar comparativamente a resposta de anticorpos (IgM, IgG e isotipos de IgG), induzida pelos diferentes esquemas de imunizações, visando futuros estudos pré-clínicos em primatas não humanos. Os títulos de anticorpos IgG contra (o ectodomínio) PvAMA-1 foram determinados por ELISA, duas semanas após cada imunização. A presença de IgM e dos isotipos de IgG também foi avaliada após o final do esquema de imunizações. Nossos resultados demonstraram que a proteína recombinante DII foi altamente imunogênica em camundongos BALB/c quando administrada na presença dos adjuvantes testados. Altos títulos de IgG1, IgG2a e IgG2b foram observados na maioria dos grupos (com exceção do adjuvante Alum), sugerindo uma resposta mista Th1/Th2. Finalmente, demonstramos que anticorpos monoclonais e policlonais anti-DII reconheceram a proteína nativa expressa na superfície de merozoítas de P. vivax, por imunofluorescência. Em conclusão, nossos resultados mostraram que a proteína recombinante o domínio II de PvAMA-1 (DII) foi imunogênico em camundongos BALB/c quando administrado na presença das diferentes formulações de adjuvantes testadas, sugerindo que esse antígeno possa ser utilizado como uma vacina de subunidade contra a malária vivax. / The Apical Membrane Antigen 1 (AMA-1) has been considered a malaria vaccine candidate against asexual blood stages of Plasmodium. Recently, we identified the domain II (DII) of Plasmodium vivax AMA-1 (PvAMA-1) as a region highly recognized by IgG antibodies from Brazilian individuals infected by P. vivax. In the present study, we evaluated the immunogenic properties of a bacterial recombinant PvAMA-1 DII. Groups of 6 female BALB/c were immunized four times with 10 &#181;g of recombinant protein in the presence of different adjuvant formulations [Complete/Incomplete Freunds Adjuvant (CFA/IFA), MPL-TDM, TiterMax, Aluminum hydroxide (Alum), Quil A, QS-21, CpG-ODN 1826] separately or in combination (Alum + QS-21 or Alum + CpG-ODN 1826). Our goal was to compare the antibody response (IgM, IgG and IgG subclass) induced by different protocols of immunization aiming at future pre-clinical studies in non-human primates. The IgG antibody titers against PvAMA-1 were determined by ELISA two weeks after each immunizing dose. The presence of IgM and IgG subclass were evaluated after the end of immunizations schedule. We found that the recombinant DII was highly immunogenic in BALB/c mice when administered in the presence of all adjuvant tested. High titers of IgG1, IgG2a and IgG2b were observed in all groups (except for Alum adjuvant), suggesting a mixed Th1/Th2 response. Finally, we demonstrated that monoclonal and polyclonal antibodies against DII recognized the native protein expressed on the P. vivax merozoite surface parasites by immunofluorescence. Together, our data demonstrated that the recombinant PvAMA-1(DII) was immunogenic in mice when administered in different adjuvant formulations, suggesting that this protein can be used as part of a sub-unit vaccine against malaria vivax.

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-3&#945; e diferentes regiões (N e C-terminal e proteína inteira) da MSP-3&#946; 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-3&#945; e a MSP-3&#946; 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-3&#946; 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-3&#945; and different regions of MSP-3&#946; (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-3&#945; and MSP-3&#946; 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-3&#946; 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.

A malária asociada à gavidez pode gerar complicações para a mãe e para o feto. Receptores do tipo Toll (TLR) TLR2, TLR4 e TLR9, podem reconhecer componentes do Plasmódio. Estes receptores sinalizam via proteína MyD88. Contudo existem poucos dados sobre os TLR na malária placentária. Assim, o objetivo desse trabalho foi estudar o papel dos TLR2, 4, 9 e da MyD88 na malária placentária. Dentre fêmeas C57BL/6, TLR2-/-, TLR9-/- e MyD88-/-, a linhagem MyD88-/- apresentou maiores níveis de parasitemia, sobrevivência e cuidado parental, e ainda placentas de fêmeas MyD88-/- infectadas, ao contrario das TLR2-/- e TLR9-/-, não tiveram diminuição do espaço vascular em relação aos controles. Animais C57BL/6 infectados apresentaram aumento do mRNA de IL1-<font face=\"Symbol\">b e IL-6 na placenta, o que não ocorreu nos MyD88-/-. Gestantes C57BL/6 e MyD88-/- infectadas tiveram mais esplenócitos, com expansão preferencial de linfócitos B (CD19+). Também foi evidenciado nos animais C57BL/6 infectados um aumento da expressão do marcador de ativação CD69 nos linfócitos TCD8+. Em conjunto, estes resultados sugerem que a sinalização via MyD88 é importante para o desenvolvimento da malária placentaria e esta pode estar relacionada com a resposta inflamatória exacerbada induzida pelo parasita. / Pregnancy associated malaria can lead to complications both for the mother and the fetus. Toll like receptors (TLR) TLR2, TLR4 and TLR9 can recognize components of the Plasmodium sp. These receptors signal through the MyD88 protein. However there are few data on TLR in placental malaria. Thus, The objective of this work was to study the role of TLR2, 4, 9 and MyD88 in placental malaria. Among female mice C57BL/6, TLR2-/-, TLR9-/- and MyD88-/-, the lineage MyD88-/- showed higher levels of parasitemia, survival and parental care, and still placentas of MyD88-/- infected female, differently of TLR2-/- and TLR9-/-, had no decrease in the vascular space compared to controls. Animals C57BL/6 infected showed increased mRNA for IL1-<font face=\"Symbol\">b and IL-6 in the placenta, which did not occur in MyD88-/-. Pregnant infected C57BL/6 and MyD88-/- had more splenocytes, with preferential expansion of B lymphocytes (CD19+). in infected C57BL/6 was also demonstrated an increased expression of the activation marker CD69 on CD8+ T lymphocytes. Together, these results suggest that signaling through MyD88 is important for the development of placental malaria and this may be related with an increased inflammatory response induced by the parasite.

Plasmodium malariae é responsável por uma baixa porcentagem de casos clínicos de malária, mas tem uma distribuição global ampla e fragmentada. Humanos podem abrigar o parasita por anos sem produzir sintomas significantes, o que dificulta o diagnóstico e consequente controle da doença. Por esta razão, a incorporação de antígenos de P. malariae nas estratégias em curso para produção de uma vacina é altamente recomendada. Embora a proteína de superfície do merozoíto1 (MSP1) de P. vivax e P. falciparum sejam amplamente estudadas como candidatos a vacinas, potencializando a resposta imune em camundongos e macacos, a MSP1 de P. malariae tem sido negligenciada. Portanto, este estudo visou caracterizar a imunogenicidade de proteínas recombinantes da MSP1 de P. malariae em camundongos BALB/c. Cinco regiões da PmMSP1 (N-terminal, F1; repetições em tandem, F2; central, F3 e C-terminal, F4 e PmMSP119) foram clonadas em vetor pGEX-3Y e expressas em Escherichia coli em fusão com GST. As proteínas recombinantes foram produzidas por fermentação e purificadas, fornecendo um alto rendimento de antígenos solúveis. Essas proteínas recombinantes e GST sozinha (grupo controle) foram usadas para imunizar, pela via intraperitoneal, seis grupos de camundongos BALB/c em 3 doses com intervalos de 14 dias. A especificidade e as subclasses dos anticorpos foram avaliadas por enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA), utilizando as proteínas recombinantes como antígenos. A resposta imune celular foi analisada pelo ensaio de linfoproliferação e os níveis de citocinas Th1/Th2 nos sobrenadantes de culturas de esplenócitos foram detectados por citometria. Nossos resultados demonstraram que as regiões F1, F2, F3, F4 e PmMSP119 são imunogênicas em camundongos com a capacidade de produzir respostas imunes humorais e celulares, como mostrado pelos altos títulos de anticorpos (1/809,000) e pela proliferação de linfócitos. As respostas imunes induzidas alcançaram níveis máximos após três doses imunizantes permanecendo altas por 70 dias. Os anticorpos induzidos após imunização com as regiões F1, F2, F3 e F4 mostraram afinidades similares aos antígenos alvo, mas anticorpos induzidos após imunização com PmMSP119 mostraram uma afinidade mais alta com o antígeno alvo. Análise das subclasses de IgG mostrou que todas as proteínas recombinantes induziram padrões similares de anticorpos onde IgG1, IgG2a e IgG2b foram mais predominantes, caracterizando uma resposta mista de Th1/Th2. Além disso, a imunização dos camundongos com as proteínas recombinantes e estimulação com os mesmos antígenos promoveu produção de IL-4. Os níveis das citocinas Th1/Th2 não mostraram diferenças significativas quando comparados entre os grupos. A proliferação dos linfócitos estimulados com F2, F3 e PmMSP119, foi maior que aquela dos estimulados com F1, F4 e GST. Ainda, todos os soros dos animais imunizados com as cinco proteínas recombinantes de PmMSP1, que foram positivos por ELISA, mostraram reatividade com esquizontes de P. brasilianum nos ensaios de imunofluorescência (IFA). As proteínas recombinantes de PmMSP1 reagiram com anticorpos IgG nas amostras de soro de indivíduos expostos a P. malariae com alta especificidade comparado a amostras de soro de indivíduos com doenças não relacionadas. Entretanto, as regiões F1 e F2 e PmMSP119 foram reconhecidas por soros de pacientes com P. malariae com os títulos mais altos e não apresentaram reconhecimento em soros de pacientes com P. falciparum e P. vivax. Esses dados reforçam a utilidade destas proteínas como marcadores diagnósticos de P. malariae em estudos epidemiológicos ou no diagnóstico diferencial da malária causada por esta espécie. No entanto, a região F4 foi reconhecida igualmente em soros homólogos ou heterólogos e, portanto, poderia ser útil para testes pointof- care para o diagnóstico de malária. A imunização com as diferentes proteínas recombinantes de PmMSP1 promove uma resposta imune humoral significante, com altos e específicos níveis de IgG, além de uma distribuição de subclasses balanceada, fornecendo evidências de potenciais candidatos a uma vacina contra P. malariae. / Plasmodium malariae is responsible for a low percentage of clinical malaria cases and has a patchy distribution in the world. Humans can host the parasite for years without presenting significant symptoms, which turns its diagnosis and control a difficult task. For this reason, the incorporation of P. malariae antigens in vaccination strategies is highly recommended. Although the merozoite surface protein 1 (MSP1) of P. vivax and P. falciparum are widely studied as vaccine candidates, potentiating the immune response in mice and monkeys, P. malariae MSP1 has been neglected. Herein we invested in the characterization of the immunogenicity of recombinant proteins of P. malariae MSP1 in BALB/c mice. Five regions of PmMSP1 (N-terminus, F1; tandem repeat, F2; central region, F3 and C-terminus, F4 and PmMSP119) were cloned into vector pGEX-3Y and expressed in Escherichia coli in fusion with GST. Recombinant proteins were produced by fermentation and purified, providing a high yield of soluble antigens. These recombinant proteins and GST alone (control group) were used to immunize, via the intra-peritoneal route, six groups of BALB/c mice in three doses at 14-day intervals. The specificity and subtyping of the antibodies were evaluated by enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA), using the recombinant proteins as antigens. Cellular immune responses were analyzed by lymphoproliferation assays and the Th1/Th2 cytokine levels in the supernatant of splenocyte cultures were detected by cytometry. Our results demonstrated that F1, F2, F3, F4 regions and PmMSP119 are immunogenic in mice with the capacity to elicit humoral and cellular immune responses, as denoted by high antibody titers (1/809,000) and the proliferation of lymphocytes. The induced immune responses reached maximum levels after three doses remaining high for 70 days. Antibodies induced after immunization with F1, F2, F3 and F4 regions showed similar affinities to the target antigens, but antibodies induced after immunization with PmMSP119 showed a higher affinity to the target antigen. Analysis of IgG subclasses showed that all the recombinant proteins induced similar antibody subclass patterns where IgG1, IgG2a and IgG2b were most predominant, characterizing a Th1/Th2 mixed response. Furthermore, immunization of mice with the recombinant proteins upon stimulation with the same antigen secreted IL-4. The levels of Th1/Th2 cytokines did not show significant differences when compared among groups. The proliferation of the stimulated lymphocytes, with F2, F3 and PmMSP119, was greater than those stimulated with F1, F4 or GST. Additionally, all sera from mice immunized with the five PmMSP1 recombinant proteins, which were positive by ELISA, showed reactivity with P. brasilianum schizonts by immunofluorescence assays (IFA). The PmMSP1 recombinant proteins reacted with IgG antibodies in serum samples from individuals exposed to P. malariae infections with a high specificity compared to serum samples from individuals with unrelated diseases. However, the F1 and F2 regions and PmMSP119 showed the highest titers in addition to no recognition by sera from P. falciparum and P. vivax infections. These data strengthen the usefulness of these proteins as diagnostic markers of P. malariae in epidemiological studies or in the differential diagnosis of malaria caused by this species. Nevertheless, the F4 region was recognized equally in homologous or heterologous sera, and thus, could be useful for point-of-care tests for malaria diagnosis. Immunization with the different PmMSP1 recombinant proteins promotes a significant humoral immune response, with high and specific IgG levels, in addition, a balanced subclass distribution, suggesting them as potential candidates for a vaccine against P. malariae.

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.

Este trabalho teve por objetivo dissecar o papel potencial de fosforilação/desfosforilação como efeitos da ativação de PfSR25, um candidato a receptor serpentina de P. falciparum. Como a sinalização é um evento celular complexo, não excluímos a possibilidade de que outros mecanismos moleculares ocorram além dos aqui descritos. Nossas conclusões são que potássio modula PfSR25, ativando quinases/fosfatases, levando à ativação de moléculas efetoras. Encontramos MSP1, proteína já caracterizada e Pf4-4-13 e o fator básico de transcrição 3B (PfBTF3B), que ainda não foram caracterizados em P. falciparum, como efetores. Estes dados sugerem que pelo menos em parte, o mecanismo pelo qual PfSR25 exerce seu papel no desenvolvimento de P. falciparum seja através da ativação de quinases/fosfatases. Isto não é surpreendente, pois a sinalização de PfSR25 ocorre através de K+/cálcio e o segundo mensageiro é um modulador destas classes de proteínas. No entanto, deve ser investigado se cálcio tem algum efeito direto sobre o processamento/ativação dos efetores aqui identificados. / This work aimed at dissecting the potential role of phosphorylation/dephosphorylation as downstream effect of PfSR25 activation. PfSR25 is a serpentine receptor candidate from P. falciparum. As signaling is a quite complex cellular event, we do not exclude the possibility that other molecular mechanisms, take place additionally to those here described. Our conclusions are that potassium modulates PfSR25 by activation of kinases/phosphatases, leading to activation of effector molecules. We found MSP1 already characterized protein and Pf4.4.13 and the basic transcription factor 3B (PfBTF3B), which have not yet been characterized in P. falciparum as effectors. These data suggest that, at least in part, the mechanism by which PfSR25 exerts its role in the P. falciparum development is through the activation of kinase/phosphatase. This is not surprising, since PfSR25 signaling occurs through K+/Calcium and the second messenger is a modulator of these classes of proteins. However, remains to be investigated rather calcium has a direct effect on processing/activation the effectors here identified.