A esquistossomose é uma das mais relevantes doenças induzidas por helmintos, acometendo cerca de 207 milhões de pessoas em todo o mundo. O Praziquantel e o Oxamniquine são os fármacos empregados no tratamento, mas além de não impedirem re-infecções, não atuam nos estágios imaturos do verme. Portanto, o desenvolvimento de uma estratégia de vacinação eficaz representa um componente essencial para o controle e erradicação desta doença. Neste sentido, tivemos como objetivo estudar a resposta imunológica induzida pela imunização com a vacina DNA-Sm14 em associação com a DNA-Hsp65 utilizando protocolos de imunização prime-boost, sendo eles heterólogo ou homólogo. A utilização das vacinas em prime-boost heterólogo não alterou a produção de IgG2a, mas diminuiu a produção de IFN- e IL-10 dos animais quando comparados aos que receberam apenas DNA-Sm14. Após infecção, a estratégia prime-boost heterólogo não foi eficaz em reduzir a carga parasitária dos animais, enquanto a vacinação com DNA-Sm14 reduziu parcialmente o número de vermes. Na vacinação prime-boost homóloga utilizando as duas vacinas, observamos que a modificação da estratégia também não alterou a produção de IgG2a, mas reduziu a produção de IFN- pelas células recuperadas do espaço bronco-alveolar, quando comparada com os animais que receberam DNA-Sm14. Após infecção, a imunização com DNA-Sm14/DNA-Hsp65 não alterou a carga parasitária dos animais, mas sistemicamente reduziu o número de eosinófilos. Quando avaliado o perfil de células de memória dos animais vacinados, verificamos aumento do número de células T CD8+ e menor número de células T CD4+ no baço dos animais imunizados com as duas vacinas simultaneamente. Em suma, a utilização das vacinas DNA-Sm14 e DNA-Hsp65 nas estratégias prime-boost heterólogo ou homólogo não foi capaz de gerar proteção contra infecção experimental por S. mansoni, e sugerimos que em parte, a diminuição de IFN-, IL-10, aumento da razão IgG1/IgG2a e a estimulação de células T CD8+ ao invés de CD4+, podem ter contribuído para baixa eficácia dos protocolos vacinais testados. / Schistosomiasis is one of the most important diseases due to helminthes, affecting approximately 207 million people worldwide. The treatment is based on Praziquantel and Oxamniquine drugs, however these drugs do not avoid reinfections and are inefficient against worm immature stages. Therefore, the development of an efficient vaccination strategy is an essential component in the control of this disease. The aim of this work was to study the immune response induced by immunization with DNA-Sm14 vaccine in combination with DNA-Hsp65 using prime-boost protocols, which were heterologous or homologous. The heterologous prime-boost vaccination did not modify IgG2a production, but decreased IFN- and IL-10 production compared to animals that received only DNA-Sm14. After infection, this prime-boost strategy was not effective in reducing the worm burden of animals, while vaccination with DNA-Sm14 induced partial reduction. Using both vaccines in the homologous prime-boost model, we found that the modification of the strategy did not alter IgG2a production, although reduced IFN- production by cells recovered from the broncho-alveolar space compared to DNA-Sm14 immunized mice. After infection, immunization with DNA-Sm14/DNA-Hsp65 didnt modify the animals parasitic burden, however systemically, reduced eosinophils number. When the profile of memory cells in vaccinated animals was evaluated, we verified increased numbers of CD8+ T cells and lower numbers of CD4+ T cells in the spleen of animals immunized with both vaccines simultaneously. In conclusion, the vaccines DNA-Sm14 and DNA-Hsp65 in both strategies, prime-boost heterologous or homologous, were not able to generate protection against experimental infection with S. mansoni, and we propose that, partly, the decrease of IFN-, IL-10 levels, increase of IgG1/IgG2a ratio and the stimulation of CD8+ T cells rather than CD4+, may have contributed to the low efficacy of the vaccination protocols tested.

As proteínas ligadoras de ácidos graxos (Fatty Acid Binding Proteins, FABPs) de parasitos têm um papel importante no processo de infecção por estes organismos. Por este motivo, estas proteínas são antígenos candidatos para vacina contra a infecção por Schistosoma mansoni e Fasciola hepatica. No presente trabalho foram caracterizadas FABPs de F. hepatica e comparadas com a proteína Sm14 de S. mansoni, a FABP de parasito melhor caracterizada, mediante análise de sequências e estruturas modeladas. Também foram clonadas, expressas e purificadas as FABPs tipo 1 e tipo 3 de F. hepatica. Os resultados do presente estudo indicam que a FABP tipo 3 de F. hepatica é relacionada estrutural, imunológica e funcionalmente com a Sm14, um candidato vacinal amplamente estudado. Devido à importância da Sm14 como alvo para o desenvolvimento de vacina para a esquistossomose, as características apresentadas pela FhFABP3 de F. hepatica apontam esta proteína como um candidato importante também para o desenvolvimento de uma vacina contra a fasciolose / Parasites fatty acid binding proteins (FABPs) have an important role in infection process by these organisms. For this reason, these proteins are candidates as vaccine antigens against Schistosoma mansoni and Fasciola hepatica infection. In the present study, FABPs from F. hepatica were characterized and compared with Sm14 protein from S. mansoni, the best characterized parasite FABP, by sequence analysis and modeled structure. Type 1 and type 3 FABPs from F. hepatica were also cloned, expressed and purified. The results of this study indicated that type 3 FABP from F. hepatica is structural, immunological and functionally related with Sm14, a vaccine candidate widely studied. Due to the importance of Sm14 as a target for vaccine development for schistosomiasis, the characteristics presented by the FhFABP3 from F. hepatica suggest this protein as a candidate also important for the development of a vaccine against fasciolosis

As proteínas ligadoras de ácidos graxos (Fatty Acid Binding Proteins, FABPs) de parasitos têm um papel importante no processo de infecção por estes organismos. Por este motivo, estas proteínas são antígenos candidatos para vacina contra a infecção por Schistosoma mansoni e Fasciola hepatica. No presente trabalho foram caracterizadas FABPs de F. hepatica e comparadas com a proteína Sm14 de S. mansoni, a FABP de parasito melhor caracterizada, mediante análise de sequências e estruturas modeladas. Também foram clonadas, expressas e purificadas as FABPs tipo 1 e tipo 3 de F. hepatica. Os resultados do presente estudo indicam que a FABP tipo 3 de F. hepatica é relacionada estrutural, imunológica e funcionalmente com a Sm14, um candidato vacinal amplamente estudado. Devido à importância da Sm14 como alvo para o desenvolvimento de vacina para a esquistossomose, as características apresentadas pela FhFABP3 de F. hepatica apontam esta proteína como um candidato importante também para o desenvolvimento de uma vacina contra a fasciolose / Parasites fatty acid binding proteins (FABPs) have an important role in infection process by these organisms. For this reason, these proteins are candidates as vaccine antigens against Schistosoma mansoni and Fasciola hepatica infection. In the present study, FABPs from F. hepatica were characterized and compared with Sm14 protein from S. mansoni, the best characterized parasite FABP, by sequence analysis and modeled structure. Type 1 and type 3 FABPs from F. hepatica were also cloned, expressed and purified. The results of this study indicated that type 3 FABP from F. hepatica is structural, immunological and functionally related with Sm14, a vaccine candidate widely studied. Due to the importance of Sm14 as a target for vaccine development for schistosomiasis, the characteristics presented by the FhFABP3 from F. hepatica suggest this protein as a candidate also important for the development of a vaccine against fasciolosis

A esquistossomose é uma das mais relevantes doenças induzidas por helmintos, acometendo cerca de 207 milhões de pessoas em todo o mundo. O Praziquantel e o Oxamniquine são os fármacos empregados no tratamento, mas além de não impedirem re-infecções, não atuam nos estágios imaturos do verme. Portanto, o desenvolvimento de uma estratégia de vacinação eficaz representa um componente essencial para o controle e erradicação desta doença. Neste sentido, tivemos como objetivo estudar a resposta imunológica induzida pela imunização com a vacina DNA-Sm14 em associação com a DNA-Hsp65 utilizando protocolos de imunização prime-boost, sendo eles heterólogo ou homólogo. A utilização das vacinas em prime-boost heterólogo não alterou a produção de IgG2a, mas diminuiu a produção de IFN- e IL-10 dos animais quando comparados aos que receberam apenas DNA-Sm14. Após infecção, a estratégia prime-boost heterólogo não foi eficaz em reduzir a carga parasitária dos animais, enquanto a vacinação com DNA-Sm14 reduziu parcialmente o número de vermes. Na vacinação prime-boost homóloga utilizando as duas vacinas, observamos que a modificação da estratégia também não alterou a produção de IgG2a, mas reduziu a produção de IFN- pelas células recuperadas do espaço bronco-alveolar, quando comparada com os animais que receberam DNA-Sm14. Após infecção, a imunização com DNA-Sm14/DNA-Hsp65 não alterou a carga parasitária dos animais, mas sistemicamente reduziu o número de eosinófilos. Quando avaliado o perfil de células de memória dos animais vacinados, verificamos aumento do número de células T CD8+ e menor número de células T CD4+ no baço dos animais imunizados com as duas vacinas simultaneamente. Em suma, a utilização das vacinas DNA-Sm14 e DNA-Hsp65 nas estratégias prime-boost heterólogo ou homólogo não foi capaz de gerar proteção contra infecção experimental por S. mansoni, e sugerimos que em parte, a diminuição de IFN-, IL-10, aumento da razão IgG1/IgG2a e a estimulação de células T CD8+ ao invés de CD4+, podem ter contribuído para baixa eficácia dos protocolos vacinais testados. / Schistosomiasis is one of the most important diseases due to helminthes, affecting approximately 207 million people worldwide. The treatment is based on Praziquantel and Oxamniquine drugs, however these drugs do not avoid reinfections and are inefficient against worm immature stages. Therefore, the development of an efficient vaccination strategy is an essential component in the control of this disease. The aim of this work was to study the immune response induced by immunization with DNA-Sm14 vaccine in combination with DNA-Hsp65 using prime-boost protocols, which were heterologous or homologous. The heterologous prime-boost vaccination did not modify IgG2a production, but decreased IFN- and IL-10 production compared to animals that received only DNA-Sm14. After infection, this prime-boost strategy was not effective in reducing the worm burden of animals, while vaccination with DNA-Sm14 induced partial reduction. Using both vaccines in the homologous prime-boost model, we found that the modification of the strategy did not alter IgG2a production, although reduced IFN- production by cells recovered from the broncho-alveolar space compared to DNA-Sm14 immunized mice. After infection, immunization with DNA-Sm14/DNA-Hsp65 didnt modify the animals parasitic burden, however systemically, reduced eosinophils number. When the profile of memory cells in vaccinated animals was evaluated, we verified increased numbers of CD8+ T cells and lower numbers of CD4+ T cells in the spleen of animals immunized with both vaccines simultaneously. In conclusion, the vaccines DNA-Sm14 and DNA-Hsp65 in both strategies, prime-boost heterologous or homologous, were not able to generate protection against experimental infection with S. mansoni, and we propose that, partly, the decrease of IFN-, IL-10 levels, increase of IgG1/IgG2a ratio and the stimulation of CD8+ T cells rather than CD4+, may have contributed to the low efficacy of the vaccination protocols tested.

Introdução: o desenvolvimento de uma vacina contra a esquistossomose será um importante avanço no controle desta doença crônica e muitas vezes debilitante, afetando milhões de pessoas em todo o mundo. Neste trabalho, descrevemos o uso da subunidade B da toxina colérica (CTB) geneticamente fusionada com Sm14 - uma proteína ligadora de ácidos graxos de Schistosoma mansoni - como uma tentativa de desenvolver uma vacina antiesquistossomose. Métodos: proteínas recombinantes foram expressas em um sistema procariótico, purificadas por diferentes métodos cromatográficos e caracterizadas tanto por métodos imunoquímicos como por métodos espectroscópicos. Experimentos de imunização foram realizados em camundongos fêmeas, da linhagem BALB/c e a eficácia da vacina determinada através da análise da carga parasitária após o desafio com cercárias de S. mansoni e através da análise histopatológica das reações granulomatosas ao redor dos ovos aprisionados no tecido hepático dos camundongos. Resultados: a administração subcutânea de Sm14 reduziu em 27% a carga parasitária nos animais vacinados. Por outro lado, a vacinação intranasal apenas demonstrou uma redução estatisticamente significativa quando CTB esteve presente na formulação. Além disso, a co-administração de CTB e Sm14 reduziu em média 30% a área das lesões granulomatosas hepáticas. Conclusão: o uso de CTB demonstrou ser um importante adjuvante de mucosas; contudo, quando utilizada juntamente com a proteína Sm14, esta molécula não resultou em níveis satisfatórios de redução parasitária em um modelo murino para infecção esquistossomótica. / Introduction: developing a vaccine against schistosomiasis would be an important advance on the control of this chronic and debilitating disease which afflicts millions of people worldwide. Herein we describe the use of the non-toxic B subunit of cholera toxin (CTB) genetically fused to Sm14 - a fatty-acid binding protein from Schistosoma mansoni - as an attempt to the development of an antischistosomiasis vaccine. Methods: recombinant proteins were expressed on a prokaryotic system, purified by different chromatographic methods and both immunochemically and spectroscopically characterized. Immunization experiments were made on females BALB/c mice and vaccines efficacy was assessed by analyzing the worm-burden after challenge infection with S. mansoni cercariae and by analyzing its effect on the hepatic granulomatous reactions around trapped eggs. Results: subcutaneous administration of Sm14 reduced in 27% the worm burden on animals. On the other hand, intranasally vaccination only displayed a statistically significant reduction when CTB was added to the formulation. Furthermore, coadministrating CTB and Sm14 reduces in 30% the area of hepatic granulomas. Conclusion: the use of CTB may be an important tool for mucosal adjuvanticity; however it did not provide, together with Sm14, satisfactory levels of protection on a murine model for Schistosomiasis infection.

Introdução: o desenvolvimento de uma vacina contra a esquistossomose será um importante avanço no controle desta doença crônica e muitas vezes debilitante, afetando milhões de pessoas em todo o mundo. Neste trabalho, descrevemos o uso da subunidade B da toxina colérica (CTB) geneticamente fusionada com Sm14 - uma proteína ligadora de ácidos graxos de Schistosoma mansoni - como uma tentativa de desenvolver uma vacina antiesquistossomose. Métodos: proteínas recombinantes foram expressas em um sistema procariótico, purificadas por diferentes métodos cromatográficos e caracterizadas tanto por métodos imunoquímicos como por métodos espectroscópicos. Experimentos de imunização foram realizados em camundongos fêmeas, da linhagem BALB/c e a eficácia da vacina determinada através da análise da carga parasitária após o desafio com cercárias de S. mansoni e através da análise histopatológica das reações granulomatosas ao redor dos ovos aprisionados no tecido hepático dos camundongos. Resultados: a administração subcutânea de Sm14 reduziu em 27% a carga parasitária nos animais vacinados. Por outro lado, a vacinação intranasal apenas demonstrou uma redução estatisticamente significativa quando CTB esteve presente na formulação. Além disso, a co-administração de CTB e Sm14 reduziu em média 30% a área das lesões granulomatosas hepáticas. Conclusão: o uso de CTB demonstrou ser um importante adjuvante de mucosas; contudo, quando utilizada juntamente com a proteína Sm14, esta molécula não resultou em níveis satisfatórios de redução parasitária em um modelo murino para infecção esquistossomótica. / Introduction: developing a vaccine against schistosomiasis would be an important advance on the control of this chronic and debilitating disease which afflicts millions of people worldwide. Herein we describe the use of the non-toxic B subunit of cholera toxin (CTB) genetically fused to Sm14 - a fatty-acid binding protein from Schistosoma mansoni - as an attempt to the development of an antischistosomiasis vaccine. Methods: recombinant proteins were expressed on a prokaryotic system, purified by different chromatographic methods and both immunochemically and spectroscopically characterized. Immunization experiments were made on females BALB/c mice and vaccines efficacy was assessed by analyzing the worm-burden after challenge infection with S. mansoni cercariae and by analyzing its effect on the hepatic granulomatous reactions around trapped eggs. Results: subcutaneous administration of Sm14 reduced in 27% the worm burden on animals. On the other hand, intranasally vaccination only displayed a statistically significant reduction when CTB was added to the formulation. Furthermore, coadministrating CTB and Sm14 reduces in 30% the area of hepatic granulomas. Conclusion: the use of CTB may be an important tool for mucosal adjuvanticity; however it did not provide, together with Sm14, satisfactory levels of protection on a murine model for Schistosomiasis infection.

Submitted by Hiolanda Rêgo (hiolandarego@gmail.com) on 2017-05-05T15:28:25Z No. of bitstreams: 1 Dissertação_ISC_Luciana Santos Cardoso.pdf: 4791824 bytes, checksum: adeea3b3d364d4f4df9afdcb3f7f0a53 (MD5) / Approved for entry into archive by Delba Rosa (delba@ufba.br) on 2017-05-23T13:28:10Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação_ISC_Luciana Santos Cardoso.pdf: 4791824 bytes, checksum: adeea3b3d364d4f4df9afdcb3f7f0a53 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-23T13:28:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação_ISC_Luciana Santos Cardoso.pdf: 4791824 bytes, checksum: adeea3b3d364d4f4df9afdcb3f7f0a53 (MD5) / Estudos vêm demonstrando diminuição da reatividade aos testes cutâneos para alérgenos e menor gravidade da asma em indivíduos infectados por helmintos, principalmente Schistosoma mansoni. A inibição da resposta inflamatória na asma em indivíduos infectados pelo S. mansoni parece ser mediada pela IL-10, desde que tem sido observada maior produção desta citocina por células de asmáticos infectados pelo S. mansoni estimuladas com o antígeno 1 do Dermatophagoides pteronyssinus (Der p1) quando comparado a asmáticos não infectados. A IL-10 é capaz de inibir a produção de citocinas do tipo Th2 e a degranulação de mastócitos e liberação de mediadores inflamatórios, fatores envolvidos na patogênese das doenças alérgicas. O principal objetivo deste estudo foi avaliar a capacidade dos antígenos de S. mansoni Sm22.6, Sm14, PIII, P24 e Sm29 de estimular a produção de IL-10 in vitro, por células mononucleares de sangue periférico de asmáticos infectados e não infectados pelo S. mansoni. Foram também avaliadas as produções de IL-5, IL-13 e IFN-g. Foi adicionado Sulfato de Polimixina B às culturas estimuladas com os antígenos recombinantes para bloquear a ação da endotoxina em induzir a síntese de citocinas, desde que as proteínas recombinantes foram clonadas em Escherichia coli. As concentrações das citocinas foram medidas nos sobrenadantes das culturas de células utilizando-se a técnica ELISA sanduiche. Foi demonstrado que todos os antígenos de S. mansoni avaliados neste estudo induziram a produção de IL-10 por células de indivíduos infectados e de asmáticos não infectados. Nas culturas de 24 horas de células de asmáticos não infectados, os antígenos P24 e Sm 29 induziram as mais altas concentrações de IL-10 (828 ± 415 pg/mL e 891 ± 213 pg/mL,respectivamente). Em todos os grupos avaliados e para todos os antígenos usados, foi baixa a produção de IFN-g (valores em torno de 100 pg/mL) e os níveis de IL-5 foram abaixo do limite de detecção (15,6 pg/mL). A produção de IL- 13 induzida pelos antígenos Sm22.6, P24 e PIII foi avaliada no grupo de asmáticos não infectados, e foram observadas concentrações de 68 ± 60 pg/mL, 55 ± 49 pg/mL e 81 ± 67 pg/mL, para os respectivos antígenos. A adição dos antígenos de S. mansoni Sm22.6, P24 e PIII às culturas de asmáticos não infectados estimuladas com o Der p1 resultou em aumento na produção de IL-10. O fato dos antígenos de S. mansoni avaliados neste estudo terem induzido a produção de IL-10 e baixas concentrações de IL-5, IL-13 e IFN-g por células de asmáticos não infectados sugere que os mesmos pode ser futuramente utilizados como vacina para prevenir doenças alérgicas.

Submitted by Alexandre Sousa (alexandre.sousa@incqs.fiocruz.br) on 2014-07-09T20:27:39Z No. of bitstreams: 1 Dissertação_final_Tatiane_Santos.pdf: 4286215 bytes, checksum: d62ff8feaeb36d552e6e5741e6b2d916 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-07-09T20:27:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação_final_Tatiane_Santos.pdf: 4286215 bytes, checksum: d62ff8feaeb36d552e6e5741e6b2d916 (MD5) Previous issue date: 2014 / Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz / Para avaliação dos parâmetros de segurança do preparado vacinal r-Sm14 contra a esquistossomose, testes pré-clínicos e clínicos devem ser realizados. O presente estudo tem por objetivo avaliar a segurança do antígeno recombinante Sm14 e do adjuvante LIPID-A (GLA) quando administrado em coelhos subcutaneamente utilizando múltiplas doses. O teste toxicológico do antígeno vacinal r-Sm14 foi realizado de acordo com o protocolo toxicológico adotado e desenvolvido por BAS Evansville e Corixa Corporation (2002), segundo as normas do FDA Good Laboratory Practice Regulations (21CFR Part 58) e CPMP guidance documents (CPMP/SWP/465/95 E CPMP/ICH302/95). Neste estudo, 24 coelhos (Oryctolagus cuniculus) da raça Nova Zelândia, sendo 12 machos e 12 fêmeas foram distribuídos em 4 grupos. Cada grupo foi composto por três coelhos machos e três fêmeas imunizados com antígeno r-Sm14 expresso em Pichia pastoris (Grupo A/Sm14Pp+GLA), antígeno r-Sm14 expresso em Escherichia coli (Grupo B/Sm14Ec + GLA), adjuvante GLA-SE (Grupo C) e PBS (Grupo D/controle). Foram avaliados diariamente o aspecto físico dos animais, o nível de estresse, consumo de alimentos e água; semanalmente, variação da evolução ponderal; e, antes e após as inoculações, por meio de sangrias, parâmetros bioquímicos e hematológicos. Ao final do teste todos os animais foram eutanasiados para investigação anatomopatológica. Os animais não apresentaram mudanças significativas no aspecto físico e no nível de estresse. Não houve diferença de peso estatisticamente significativa entre os grupos e todos os resultados encontrados estão de acordo com os dados fisiológicos esperados para coelhos. Os pesos de todos os órgãos e estruturas e a maioria dos parâmetros bioquímicos e hematológicos analisados se encontravam dentro da normalidade. A análise anatomopatológica evidenciou ausência de alterações macroscópicas e histopatológicas significativas na pele do local das imunizações e em todos os órgãos analisados. Alguns animais, inclusive do grupo controle, apresentaram pequenos focos de calcificação nos rins, comuns em coelhos, associados às condições nutricionais. Portanto, nenhum dado indicativo de qualquer ação tóxica provocada pela imunização com diferentes formulações da proteína r-Sm14 e/ou adjuvante foi encontrado, demonstrando uma completa segurança do preparado vacinal, dentro das condições experimentais apresentadas. / To assess the safety parameters for preparing a vaccine against schistosomiasis from recombinant r-Sm14, pre-clinical and clinical tests must be carried out. The aim of this study was to evaluate the safety of the r-Sm14 antigen and the adjuvant LIPID-A (GLA) when administered subcutaneously to rabbits in multiple doses. The toxicological test of the vaccine antigen r-Sm14 was performed according to the protocol developed and adopted by BAS Evansville and Corixa Corporation (2002), according to the standards of the FDA Good Laboratory Practice Regulations (21CFR Part 58) and the CPMP guidance documents (CPMP/SWP/465/95 and CPMP/ICH302/95). A total of 24 rabbits (Oryctolagus cuniculus) of the New Zealand breed were used (12 males and 12 females), distributed in four groups. Each group was composed of three males and three females, immunized with the r-Sm14 antigen expressed in Pichia pastoris (Group A/Sm14Pp+GLA), the r-Sm14 antigen expressed in Escherichia coli (Group B/Sm14Ec + GLA), the adjuvant GLA-SE (Group C) and PBS (Group D/control). The animals’ physical appearance, stress level and food and water consumption were assessed daily, while the weight evolution was measured weekly. Finally, the biochemical and hematological parameters were analyzed by means of blood tests before and after the inoculations. At the end of the test, all the animals were euthanized for anatompathological examination. The animals did not show significant changes in physical appearance and stress level. There also was no significant weight difference among the groups and all the data were in accordance with the physiological data expected for rabbits. The weights of all the organs and structures and the majority of the biochemical and hematological parameters analyzed were within the normal range. The anatomopathological examination revealed the absence of macroscopic and histopathological changes in the skin at the vaccination site and in all the organs analyzed. Some animals, including in the control group, presented small calcification foci in the kidneys, common in rabbits, associated with the nutritional conditions. Therefore, no signs of any toxic action caused by the immunization with the different formulations of the protein r-Sm14 and/or adjuvant were found, demonstrating the complete safety of the vaccine preparation, under the described experimental conditions.

A esquistossomose é a mais importante das doenças helmínticas humanas em termos de morbidez e mortalidade. A proteína Sm14 de Schistosoma mansoni, que pertence à família de proteínas ligadoras de ácidos graxos (fatty acid-binding proteins, FABPs) (Moser et al., 1991), mostrou um bom nível de proteção (65%) contra a esquistossomose em animais experimentais (Tendler et al., 1996). No presente trabalho foram desenvolvidos sistemas de expressão que possibilitará a produção da proteína Sm14 em larga escala em E.coli. Com o intuito de conhecer a estrutura do gene da proteína Sm14, foi clonado um fragmento de DNA genômico de S. mansoni que contém a seqüência codificante da proteína Sm14. Como os outros membros da família gênica das FABP, o gene para a proteína Sm14 contém quatro \"exons\" separados por três \"introns\" de 674, 585 e 42 bp. Esta é a primeira descrição da estrutura gênica de um membro das FABP correspondente a um helminto. A Sm14 é uma proteína que pode ser potencialmente usada como vacina. Estudamos a existência de polimorfismo em duas linhagens de S. mansoni endêmicas do Brasil: LE e BH. Para a análise de polimorfismo, a ORF correspondente à proteína Sm14 foi amplificada por RT-PCR do RNA total de vermes adultos de S. mansoni. Os produtos de amplificação independentes foram clonados no vetor pGEM-T e seqüenciados. As análises de seqüências mostraram duas isoformas principais para a proteína Sm14: Sm14-M20, com seqüência idêntica a proteína Sm14 previamente reportada para a linhagem de Puerto Rico de S. mansoni (Moser et AL., 1991), e Sm14-T20, onde o códon da Met20 (ATG) mudou para o códon de Thr (ACG) (polimorfismo M20T). Dois clones mostraram uma deleção de seqüência de aminoácidos correspondente ao \"exon\" 3 inteiro (clones ΔExon3), gerada por \"splicing\" alternativo. As outras trocas observadas acontecem em posições onde os aminoácidos são menos conservados e estão representados apenas por um único clone que podem ter sido obtidas por mutagênese na PCR. A metionina correspondente à posição 20 na Sm14 é altamente conservada nas FABP dos mais diversos organismos,e não se tem nenhuma outra proteína com treonina nesta posição. Para o estudo da estrutura e função destas isoformas, os cDNAs correspondentes foram subclonados no vetor pAE (desenvolvido no nosso laboratório), assim como o mutante M20A (Sm14-A20) construído para efeitos de comparação. A estabilidade e estrutura das proteínas recombinantes purificadas foram caracterizadas por dicroísmo circular (CD). A comparação da estrutura e termoestabilidade mostrou que as formas Sm14-T20 e Sm14-A20 são menos termoestáveis do que a Sm14-M20 (um ΔTm de aproximadamente 10°C). Porém, todas as formas de Sm14 foram capazes de ligar o DAUDA [ácido 11-(dansylamino) undecanoico] com a mesma afinidade. Para poder diferenciar as propriedades de ligação de ácidos graxos pelas isoformas, experiências de competição do deslocamento do DAUDA por ácidos graxos naturais, foram realizadas. A partir destes dados podemos assumir que a forma Sm14-M20 liga melhor todos os ácidos graxos naturais testados do que a forma Sm14-T20. Porém esta forma mantém a capacidade de ligar ácidos graxos, ao contrario do mutante Sm14-A20. Pode-se deduzir como resultado destas experiências que a proteína Sm14-M20 é mais estável e liga com maior afinidade os ácidos graxos naturais do que a forma Sm14-T20. Pelo visto, a proteína Sm14-T20 tem menos estrutura-β, porém, mantém a capacidade de ligar moléculas hidrofóbicas. Ainda é desconhecido o papel funcional do polimorfismo da proteína Sm14 no metabolismo dos vermes de S. mansoni. Problemas de estabilidade da proteína Sm14 recombinante, durante seu transporte e armazenamento, comprometem sua viabilidade como vacina. Com o intuito de melhorar a estabilidade desta proteína, foi feita uma mutagênese no único resíduo de cisteína presente na Sm14 na posição 62. Este resíduo é responsável pela formação de dímeros, o que é relacionado a estabilização da perda de estrutura-β e precipitação da proteína. Esta cisteína foi trocada por serina (C62S) e por valina (C62V) por mutagênese sítio dirigida, resultando nas proteínas Sm14-M20S62 e Sm14-M20V62. As formas mutantes não apresentaram maior termoestabilidade, mas a renaturação após o aquecimento a 80°C atingiu quase 100%, diferentemente das proteínas com Cys62. As proteínas com o resíduo de cisteina trocado foram as únicas formas que conservaram a estrutura de β-barril após 3 meses de armazenamento a 4°C, como mostram as análises de dicroísmo circular, sendo a forma mais estável a proteína Sm14-M20V62. Após estes estudos, a isoforma Sm14-M20 com a mutação C62V (Sm14-M20V62) mostrou-se como a melhor alternativa ao antígeno Sm14-T20 usado até agora como modelo de vacina experimental para S. mansoni. Esta indicação deve ser confirmada em ensaios de imunização e posterior desafio com cercárias de S. mansoni. / The schistosomiasis is the most important human helmintic disease in terms of morbidity and mortality. The Sm14 protein of Schistosoma mansoni belongs to the family of fatty acid-binding proteins (FABPs) (Moser et aI. , 1991) and showed a good protection level as vaccine antigen against the schistosomiasis in experimental animals (Tendler et al., 1996). In the present work were developed systems for the expression of Sm14 protein that will facilitate its large scale production in E.coli.. In order to know the gene structure of the Sm14 protein, we amplified by PCR a genomic DNA fragment of S. mansoni that contains the coding sequence for the Sm14 protein. As the other members of the FABP family, the Sm14 gene contains four exons separated by three introns of 674,585 and 42 bp, respectively. This is the first detailed description of the genomic structure for a member of FABPs corresponding to a helmint. We also studied the existence of polymorphisms within two Brazilian endemic strains of S.mansoni: LE and BH. For the polymorphism analysis, the ORF corresponding to the Sm14 protein was amplified by RT-PCR from total RNA of S. mansoni adult worms. The independent amplified products were cloned into pGEM-T vector and sequenced. The sequence analyses showed two main isoforms: Sm14-M20, with identical sequence to that previously reported Sm14 protein from the Puerto Rican strain of S. mansoni (Moser et al., 1991), and Sm14-T20, where the codon for Met20 (ATG) was changed for the Thr codon (ACG) (M20T polymorphism). Two clones showed the same amino acid sequence deletion corresponding to the whole third exon (ΔExon3 clones), generated by alternative splicing. The other observed changes occurred in positions where the amino acids were less conserved and were just represented by only one clone that could be obtained by PCR mutagenesis. The methionine corresponding to the position 20 in Sm14 is highly conserved among FABPs and no other related protein has threonin in this position. To study the structure and function of these amino acid in the isoforms, the corresponding cDNAs were subcloned in to the pAE vector (developed in our laboratory), as well as the mutant M20A (Sm14-A20). The stability and structure of the purified recombinant proteins were characterized by circular dicroism (CD). The comparison of their structure and thermo stability showed that the forms Sm14-T20 and Sm14-A20 are less thermostable than Sm14-M20 (ΔTm around 10ºC). However, all of the Sm14 forms were capable to bind the DAUDA [11- (dansylamine) undecanoic acid] with similar affinities. To differentiate the fatty acid binding properties of Sm14 isoforms, displacement experiments of DAUDA with natural fatty acid were performed. From these data we can assume that the Sm14-M20 form binds better than the Sm14-T20 and Sm14-A20 forms of all natural fatty acid assayed. This suggests that the Sm14-20 protein is most stable and binds better the natural fatty acids than the Sm14-T20 form. Although the Sm14-T20 protein has less structure, it maintains the capacity to bind fatty acids. It is still unknown the functional role of this Sm14 protein polymorphism in the metabolism of S. mansoni worms. Stability problems of the recombinant Sm14 protein during its transport and storage, could hamper its use as vaccine. With the aim to improve the stability of this protein, it was made a mutagenese at the unique cysteine residue present in Sm14 at the position 62. This residue is responsible for the dimer formation and is related the loss of the terciary structure and precipitation of the protein. This cysteine was changed by serine (C62S) and for valine (C62V) by site directed mutagenesis, resulting in the proteins Sm14-M20S62 and Sm14-M20V62. The mutant forms did not present a higher thermal stability but the renaturation after heating at 80°C almost reached 100%, in contrast to Sm14 proteins with Cys62. These mutants conserved the β-barrel structure after 3 months of storage at 4°C, in contrast to proteins with Cys62, as shown by circular dicroism analyses. After these studies, the Sm14-M20 isoform with the C62V mutation (Sm14-M20V62) was considered the best alternative to the antigen Sm14-T20 used up to now as the model for an experimental vaccine for S. mansoni. This indication should be confirmed by immunization and posterior challenge with S. mansoni cercaria.

A esquistossomose é a mais importante das doenças helmínticas humanas em termos de morbidez e mortalidade. A proteína Sm14 de Schistosoma mansoni, que pertence à família de proteínas ligadoras de ácidos graxos (fatty acid-binding proteins, FABPs) (Moser et al., 1991), mostrou um bom nível de proteção (65%) contra a esquistossomose em animais experimentais (Tendler et al., 1996). No presente trabalho foram desenvolvidos sistemas de expressão que possibilitará a produção da proteína Sm14 em larga escala em E.coli. Com o intuito de conhecer a estrutura do gene da proteína Sm14, foi clonado um fragmento de DNA genômico de S. mansoni que contém a seqüência codificante da proteína Sm14. Como os outros membros da família gênica das FABP, o gene para a proteína Sm14 contém quatro \"exons\" separados por três \"introns\" de 674, 585 e 42 bp. Esta é a primeira descrição da estrutura gênica de um membro das FABP correspondente a um helminto. A Sm14 é uma proteína que pode ser potencialmente usada como vacina. Estudamos a existência de polimorfismo em duas linhagens de S. mansoni endêmicas do Brasil: LE e BH. Para a análise de polimorfismo, a ORF correspondente à proteína Sm14 foi amplificada por RT-PCR do RNA total de vermes adultos de S. mansoni. Os produtos de amplificação independentes foram clonados no vetor pGEM-T e seqüenciados. As análises de seqüências mostraram duas isoformas principais para a proteína Sm14: Sm14-M20, com seqüência idêntica a proteína Sm14 previamente reportada para a linhagem de Puerto Rico de S. mansoni (Moser et AL., 1991), e Sm14-T20, onde o códon da Met20 (ATG) mudou para o códon de Thr (ACG) (polimorfismo M20T). Dois clones mostraram uma deleção de seqüência de aminoácidos correspondente ao \"exon\" 3 inteiro (clones ΔExon3), gerada por \"splicing\" alternativo. As outras trocas observadas acontecem em posições onde os aminoácidos são menos conservados e estão representados apenas por um único clone que podem ter sido obtidas por mutagênese na PCR. A metionina correspondente à posição 20 na Sm14 é altamente conservada nas FABP dos mais diversos organismos,e não se tem nenhuma outra proteína com treonina nesta posição. Para o estudo da estrutura e função destas isoformas, os cDNAs correspondentes foram subclonados no vetor pAE (desenvolvido no nosso laboratório), assim como o mutante M20A (Sm14-A20) construído para efeitos de comparação. A estabilidade e estrutura das proteínas recombinantes purificadas foram caracterizadas por dicroísmo circular (CD). A comparação da estrutura e termoestabilidade mostrou que as formas Sm14-T20 e Sm14-A20 são menos termoestáveis do que a Sm14-M20 (um ΔTm de aproximadamente 10°C). Porém, todas as formas de Sm14 foram capazes de ligar o DAUDA [ácido 11-(dansylamino) undecanoico] com a mesma afinidade. Para poder diferenciar as propriedades de ligação de ácidos graxos pelas isoformas, experiências de competição do deslocamento do DAUDA por ácidos graxos naturais, foram realizadas. A partir destes dados podemos assumir que a forma Sm14-M20 liga melhor todos os ácidos graxos naturais testados do que a forma Sm14-T20. Porém esta forma mantém a capacidade de ligar ácidos graxos, ao contrario do mutante Sm14-A20. Pode-se deduzir como resultado destas experiências que a proteína Sm14-M20 é mais estável e liga com maior afinidade os ácidos graxos naturais do que a forma Sm14-T20. Pelo visto, a proteína Sm14-T20 tem menos estrutura-β, porém, mantém a capacidade de ligar moléculas hidrofóbicas. Ainda é desconhecido o papel funcional do polimorfismo da proteína Sm14 no metabolismo dos vermes de S. mansoni. Problemas de estabilidade da proteína Sm14 recombinante, durante seu transporte e armazenamento, comprometem sua viabilidade como vacina. Com o intuito de melhorar a estabilidade desta proteína, foi feita uma mutagênese no único resíduo de cisteína presente na Sm14 na posição 62. Este resíduo é responsável pela formação de dímeros, o que é relacionado a estabilização da perda de estrutura-β e precipitação da proteína. Esta cisteína foi trocada por serina (C62S) e por valina (C62V) por mutagênese sítio dirigida, resultando nas proteínas Sm14-M20S62 e Sm14-M20V62. As formas mutantes não apresentaram maior termoestabilidade, mas a renaturação após o aquecimento a 80°C atingiu quase 100%, diferentemente das proteínas com Cys62. As proteínas com o resíduo de cisteina trocado foram as únicas formas que conservaram a estrutura de β-barril após 3 meses de armazenamento a 4°C, como mostram as análises de dicroísmo circular, sendo a forma mais estável a proteína Sm14-M20V62. Após estes estudos, a isoforma Sm14-M20 com a mutação C62V (Sm14-M20V62) mostrou-se como a melhor alternativa ao antígeno Sm14-T20 usado até agora como modelo de vacina experimental para S. mansoni. Esta indicação deve ser confirmada em ensaios de imunização e posterior desafio com cercárias de S. mansoni. / The schistosomiasis is the most important human helmintic disease in terms of morbidity and mortality. The Sm14 protein of Schistosoma mansoni belongs to the family of fatty acid-binding proteins (FABPs) (Moser et aI. , 1991) and showed a good protection level as vaccine antigen against the schistosomiasis in experimental animals (Tendler et al., 1996). In the present work were developed systems for the expression of Sm14 protein that will facilitate its large scale production in E.coli.. In order to know the gene structure of the Sm14 protein, we amplified by PCR a genomic DNA fragment of S. mansoni that contains the coding sequence for the Sm14 protein. As the other members of the FABP family, the Sm14 gene contains four exons separated by three introns of 674,585 and 42 bp, respectively. This is the first detailed description of the genomic structure for a member of FABPs corresponding to a helmint. We also studied the existence of polymorphisms within two Brazilian endemic strains of S.mansoni: LE and BH. For the polymorphism analysis, the ORF corresponding to the Sm14 protein was amplified by RT-PCR from total RNA of S. mansoni adult worms. The independent amplified products were cloned into pGEM-T vector and sequenced. The sequence analyses showed two main isoforms: Sm14-M20, with identical sequence to that previously reported Sm14 protein from the Puerto Rican strain of S. mansoni (Moser et al., 1991), and Sm14-T20, where the codon for Met20 (ATG) was changed for the Thr codon (ACG) (M20T polymorphism). Two clones showed the same amino acid sequence deletion corresponding to the whole third exon (ΔExon3 clones), generated by alternative splicing. The other observed changes occurred in positions where the amino acids were less conserved and were just represented by only one clone that could be obtained by PCR mutagenesis. The methionine corresponding to the position 20 in Sm14 is highly conserved among FABPs and no other related protein has threonin in this position. To study the structure and function of these amino acid in the isoforms, the corresponding cDNAs were subcloned in to the pAE vector (developed in our laboratory), as well as the mutant M20A (Sm14-A20). The stability and structure of the purified recombinant proteins were characterized by circular dicroism (CD). The comparison of their structure and thermo stability showed that the forms Sm14-T20 and Sm14-A20 are less thermostable than Sm14-M20 (ΔTm around 10ºC). However, all of the Sm14 forms were capable to bind the DAUDA [11- (dansylamine) undecanoic acid] with similar affinities. To differentiate the fatty acid binding properties of Sm14 isoforms, displacement experiments of DAUDA with natural fatty acid were performed. From these data we can assume that the Sm14-M20 form binds better than the Sm14-T20 and Sm14-A20 forms of all natural fatty acid assayed. This suggests that the Sm14-20 protein is most stable and binds better the natural fatty acids than the Sm14-T20 form. Although the Sm14-T20 protein has less structure, it maintains the capacity to bind fatty acids. It is still unknown the functional role of this Sm14 protein polymorphism in the metabolism of S. mansoni worms. Stability problems of the recombinant Sm14 protein during its transport and storage, could hamper its use as vaccine. With the aim to improve the stability of this protein, it was made a mutagenese at the unique cysteine residue present in Sm14 at the position 62. This residue is responsible for the dimer formation and is related the loss of the terciary structure and precipitation of the protein. This cysteine was changed by serine (C62S) and for valine (C62V) by site directed mutagenesis, resulting in the proteins Sm14-M20S62 and Sm14-M20V62. The mutant forms did not present a higher thermal stability but the renaturation after heating at 80°C almost reached 100%, in contrast to Sm14 proteins with Cys62. These mutants conserved the β-barrel structure after 3 months of storage at 4°C, in contrast to proteins with Cys62, as shown by circular dicroism analyses. After these studies, the Sm14-M20 isoform with the C62V mutation (Sm14-M20V62) was considered the best alternative to the antigen Sm14-T20 used up to now as the model for an experimental vaccine for S. mansoni. This indication should be confirmed by immunization and posterior challenge with S. mansoni cercaria.