Orientador: Iveraldo dos Santos Dutra / Banca: Samir Issa Samara / Banca: Silvio Arruda Vasconcellos / Resumo: O Clostridium chauvoei é o agente causador do carbúnculo sintomático, doença que acomete bovinos e ovinos. É um dos principais problemas sanitários que ocorre nos rebanhos pecuários em todo o mundo. A vacinação dos animais jovens é a medida profilática indicada, visto que esta medida preventiva nos sistemas de produção é de extrema importância econômica e reconhecida pelos produtores, mesmo sendo de aplicação voluntária. Três grupos de bovinos, contendo 20 animais em cada grupo, foram vacinados com três vacinas comerciais contra o carbúnculo sintomático para a avaliação sorológica dos mesmos por meio do teste de aglutinação rápida em placa. Os animais foram vacinados no dia 0, e o reforço vacinal foi realizado 30 dias após a primeira dose. Após 21 dias do reforço, o sangue foi coletado da veia jugular, e o soro foi obtido a temperatura ambiente quando ocorreu a coagulação sanguínea e separação do soro. Foi comparada a resposta de indução de anticorpos nos grupos de animais reagentes a esse teste com antígenos obtidos de duas cepas, uma de referência (MT) do Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento (MAPA) e outra cepa de campo. Os resultados demonstraram que a resposta dos animais imunizados frente à cepa de referência foi satisfatória, não existindo diferença entre as três vacinas testadas. No entanto, quando este mesmo teste foi realizado com antígenos produzidos com a cepa de campo identificada por PCR, verificou-se a ausência de anticorpos aglutinantes na maioria dos bovinos avaliados. Na análise estatística ficou comprovado que existem diferenças significativas nos resultados dos testes de aglutinação rápida em placa quando se utilizam cepas distintas de Clostridium chauvoei, provavelmente em decorrência de diferenças antigênicas existentes entre as cepas. / Abstract: The Clostridium chauvoei is the agent which causes black leg, a disease that attacks the bovine and ovine. It is one of the main sanitary problems that occur with cattle-raising flocks in the world. The vaccination of young animals is the best prevention measure in production systems and is of extreme economic importance and is recognized by producers even if the application is voluntary. Three bovine groups, containing 20 animals each group, were vaccinated using three commercial vaccines against the black leg, for evaluation of bovine serological by tests of plate agglutination. The cattle were treated on day 0 and another dose was given on day 30. After 21 days, the blood was colleted of jugular vein and serum was obtained at 25°C, by blood coagulation. The comparison was made by detection of antibodies response between the animals that react to the test with antigens obtained from two strains which were used, one referred (MT) as Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento (MAPA) and another strain isolated from the field cases. The results determined that the response of the immunized animals faced by the referred strain was satisfactory with non-existing differences between the three tested vaccines. However, when the same test was conducted with antigens obtained from the field strain identified by PCR, it was verified the absence of agglutinating antibodies agglutinants in the majority of the bovines evaluated. In the statistics analysis were confirmed that significant differences were obtained in the agglutination plate test when different strains of Clostridium chauvoei were used, maybe because of the occurrence of antigenic difference, between the two strains tested. / Mestre

Orientador: Raul José Silva Girio / Banca: Iveraldo dos Santos Dutra / Banca: Luís Antonio Mathias / Banca: Humberto Eustáquio Coelho / Banca: Sonia Regina Pinheiro / Resumo: No presente estudo, 100 fêmeas bovinas foram divididas em cinco tratamentos de 20 animais cada. Os grupos experimentais receberam quatro diferentes vacinas comerciais (B, C, D e E), e um grupo permaneceu como controle. Amostras foram colhidas no dia da aplicação da primeira dose e nos dias 3, 7, 14, 21, 28, 35, 42, 49, 56, 63, 70, 77, 84, 91, 120, 150 e 180 pós-vacinação (pv). A triagem dos animais foi feita pela análise sorológica com 24 antígenos de leptospiras, escolhendo-se os animais não reagentes. Os títulos de anticorpos foram monitorados pela soroaglutinação microscópica (SAM) com os sorovares Canicola, Grippotyphosa, Hardjo, Icterohaemorrhagiae, Pomona e Wolffi. Todas as vacinas induziram, aos 3 dias pv, títulos de anticorpos aglutinantes para os sorovares Hardjo e Wolffi, que persistiram até o 150o dia pv. Os sorovares Hardjo e Wolffi induziram os maiores títulos de anticorpos aglutinantes. A vacina D, apesar de não possuir o sorovar Wolffi em sua composição, foi capaz de induzir anticorpos aglutinantes contra este sorovar. Somente foram detectados anticorpos contra o sorovar Canicola nos animais vacinados com a bacterina D. A vacina que induziu os maiores títulos médios de anticorpos, considerando todos os sorovares testados, foi a D. Há a necessidade de melhoria no poder imunogênico e na concentração dos sorovares utilizados como antígenos nas vacinas comerciais. / Abstract: In this research 100 heifers were used, divided in 5 groups of 20 animals each. The four experimental groups were vaccinated using distinct commercial polyvalent bacterines: A, B, C and D, and a group was the control. Samples were collected at the days 0, 3, 7, 14, 21, 28, 35, 42, 42, 56, 63, 70, 77, 84, 91, 120, 150 and 180 from the first injection of the vaccine. The selection of the animals for the experimental groups was done based on a serological screening with 24 antigens of Leptospira sp., constituted by non-reagent animals. The vaccine titres were monitored using the microscopic agglutination test (MAT) for Canicola, Grippotyphosa, Hardjo, Icterohaemorrhagiae, Pomona and Wolffi serovars. All vaccines used were capable to product agglutinins for the Hardjo and Wolffi serovars observed at 3 days after vaccination, remaining until the 150th day; these serovars induced the highest titres of agglutinins. The vaccine D, in spite of not containing the Wolffi serovar, was able to induce the production of agglutinins to this serovar. Agglutinins to the Canicola serovar were only observed in the animals vaccinated with the D bacterine. The vaccine D induced the highest average titres of antibodies to all serovars tested. The improvement of the immunogenic power and serovars concentration utilized as antigens of the commercial vaccines are necessary. / Doutor

Bacillus subtilis é uma alternativa ao emprego de Escherichia coli para a produção de proteínas recombinantes. O principal entrave à utilização de B.subtilis para esse fim é a baixa disponibilidade de sistemas de expressão. Nesse trabalho, testamos diferentes plasmídeos e promotores com o objetivo de desenvolver sistemas de expressão heteróloga eficientes. Ao fim do trabalho, propomos dois novos sistemas de expressão baseados do arcabouço do plasmídeo pMTL500E e nos promotores dos genes cdd e gsiB, ambos de B.subtilis. Os dois plasmídeos construídos apresentam expressão constitutiva e demonstraram desempenho superior no tocante à produção de proteínas heterólogas quando comparados ao único sistema comercialmente disponível, conhecido como pHT01. Em uma segunda parte do trabalho, propomos a utilização de Listeria innocua como veículo de entrega para antígenos vacinais. Por meio de ensaios ex-vivo e in vivo, demonstramos que essa bactéria possui potencial promissor para aplicações vacinais, inclusive quando comparada ao bem estabelecido B.subtilis. / Bacillus subtilis is an alternative to the use of Escherichia coli for the production of recombinant proteins. The main bottleneck to the use of B. subtilis for this purpose is the low availability of expression systems. In this study, we evaluated different plasmids and promoters with the aim of developing efficient heterologous expression systems. At the end of this work, we propose two new expression systems based on plasmid pMTL500E and the promoters from cdd and gsiB genes, both of them from B.subtilis. The two plasmids constructed exhibit constitutive expression and demonstrated superior performance regarding the production of heterologous proteins compared to the unique commercially available system, which is known as pHT01. In a second part of the work, we propose the use of Listeria innocua as a delivery vehicle for vaccine antigens. After ex-vivo and in-vivo experiments, we demonstrated that this bacterium has a promising potential for vaccine applications, even when compared to well established B.subtilis.

Infecções pulmonares de potros jovens por Rhodococcus equi resultam em grave pneumonia levando à morte um grande número de animais todos os anos. Até o momento não há nenhuma vacina aceita globalmente para a prevenção da rodococose equina. O único tratamento preconizado é baseado em antibioticoterapia, porém os protocolos clínicos são longos, de alto custo, com efeitos colaterais e tem favorecido a seleção de cepas resistentes aos antibióticos. Diversas estratégias no desenvolvimento de uma vacina segura e eficiente contra a rodococose foram propostas, porém, não induziram um efeito protetor considerável. O principal fator de virulência do R. equi descrito e amplamente estudado é a proteína vapA, no entanto, outras proteínas localizadas na ilha de patogenicidade estão presentes em amostras de R. equi virulento extraídos de animais infectados. Trabalhos recentes têm demonstrado a presença do gene vapG em todas as cepas virulentas e este gene é altamente expresso quando a bactéria reside no interior de macrófagos, tornando-o um possível alvo vacinal. Nosso grupo já possui experiência prévia no uso de linhagem de Salmonella enterica Typhimurium atenuada carreando a proteína vapA. Baseado nos resultados positivos obtidos, foi construída uma linhagem atenuada de S. enterica Typhimurium 3987 expressando a proteína vapG. A administração desta linhagem em camundongos foi capaz de induzir proteção contra R. equi virulento. Os resultados observados foram a colonização e persistência da Salmonella nos órgãos alvo, a redução da carga bacteriana de R. equi, e a indução de um perfil imune protetor semelhante ao observado em animais adultos resistentes. Observou-se o aumento da produção de IL-12p70 e IFN-, alem da presença de níveis aumentados de IL-4 e a redução dos níveis de TNF-. Observou-se também o aumento na subpopulação de células T auxiliares (CD4+) com perfil de memória, além de aumento na população de linfócitos B totais quando comparado aos grupos controles. Este conjunto de resultados indica que a imunização com Salmonella enterica Typhimurium expressando a proteína vapG gera uma resposta imune celular eficiente tornando esta linhagem uma possível candidata a vetor vacinal. Alem disso, sugere que outros antígenos do R. equi podem ser / Pulmonary infections in young foals by Rhodococcus equi result in severe pneumonia, leading to death a large number of animals every year. There is no globally accepted vaccine for the prevention of equine rhodococosis so far. To date, the only acceptable treatment is based on antibiotics, but the clinical protocols are long lasting, expensive, having side effects and favoring the emergence of drug resistant strains. Several strategies for developing a safe and effective vaccine against rhodococosis have been proposed, however, none has induced a significant protective effect. The main virulence factor of R. equi described and extensively studied is the protein vapA, although other proteins encoded by genes in pathogenicity islands are detected in samples of virulent R. equi, isolated from infected animals. Recent works have demonstrated that the vapG gene is present in all virulent strains, and that this gene is highly expressed when bacteria reside within macrophages, making it a potential vaccine target. Our group has already been working with an attenuated Salmonella enterica Typhimurium strain expressing the VapA protein. Even though our results were very promising, we decided to construct a second vaccine strain expressing the VapG protein. Based on the positive results, it was constructed an attenuated strain of S. enterica Typhimurium 3987 expressing the vapG protein. Interestingly, the VapG-expressing strain induced protection against virulent R. equi in mouse model of infection. We could observe colonization and persistence of Salmonella vaccine cells in target organs, with reduction of bacterial loads of R. equi and induction of a protective immune profile similar to that seen in resistant adult animals. We could also observe increased production of IL-12p70 and IFN- in addition to the presence of increased levels of IL-4 and reduced levels of TNF-. Moreover, we detected an increase in the subpopulation of T helper cells (CD4), with a profile of memory, as well as in the population of B lymphocytes, when compared to control groups. This set of results shows that immunization with Salmonella enterica Typhimurium expressing the VapG protein raises an efficient cellular immune response, making this strain a potential candidate for vaccine vector. Furthermore, this work suggests that other R. equi antigens may be taken into account for vaccine construction, besides the VapA protein utilized in the majority of studies.

Foi avaliado o desempenho de vacina de subunidade e bactéria completa antileptospirose em matrizes suínas analisando-se os níveis de anticorpos aglutinantes e neutralizantes. A intensidade e duração da imunidade passiva nos leitões, e ativa nas matrizes suínas foi investigada pela soroaglutinação microscópica (SAM) e teste de inibição de crescimento de leptospiras (ICL) em grupos de animais tratados com vacina experimental de subunidade e leptospira completa produzida com a mesma estirpe e com duas bacterinas comerciais. O experimento foi realizado em duas fases, na primeira, sendo utilizadas 33 matrizes. Os animais foram divididos em três grupos: grupo 1 (n=11):controle; grupo 2 (n=11): recebeu duas doses, em intervalo de 30 dias, de vacina anti-leptospirose constituída da subunidade de lipopolissacarídeo (LPS) de leptospira sorovar Canicola. Grupo 3 (n=11): recebeu duas doses, em intervalo de 30 dias, de uma bacterina de bactérias completas antileptospirose. Na segunda fase foram utilizadas 24 matrizes. Os animais foram divididos em três grupos: Grupo A (n=08): recebeu duas doses, em intervalo de 30 dias, de bacterina comercial anti-leptospirose A. Grupo B (n=08): recebeu duas doses, em intervalo de 30 dias, de bacterina comercial antileptospirose B e Grupo C (n=08): controle. Tanto na primeira fase como na segunda, foram realizados exames de SAM e de ICL nas matrizes e nos seus leitões, a fim de se avaliar títulos de aglutininas e de anticorpos neutralizantes obtidos respectivamente com a imunidade ativa e passiva. Os resultados das comparações dos títulos de anticorpos aglutinantes dos grupos tratados, 2 e 3, na primeira fase, apresentaram diferença aos 32 e 68 dias pós-vacinação. Não houve diferença para os anticorpos neutralizantes. No 30º dia de vida não foram detectados anticorpos aglutinantes nos leitões das matrizes vacinadas com LPS, e para anticorpos neutralizantes, os títulos médios foram de 0,832 no grupo 2 e 0,930 no grupo 3. Os títulos de anticorpos aglutinantes dos grupos A e B, na segunda fase, apresentaram diferença entre os sorovares das bacterinas comerciais, aos 60, 90 e 120 dias pós-vacinação. Aos 60 dias, houve diferença para o sorovares Copenhageni e Icterohaemorrhagiae. Em relação aos níveis de anticorpos neutralizantes das matrizes para o sorovar Hardjo, houve persistência de títulos de anticorpos neutralizantes nas sete avaliações realizadas nas duas bacterinas comerciais empregadas, e, em títulos baixos. Nos leitões foi constatada a transferência da imunidade colostral, somente com a bacterina comercial B confirmada pela presença de anticorpos aglutinantes, aos três e oito dias de vida. A vacina de LPS de bactéria completa apresentou perspectivas para emprego na prevenção da leptospirose suína. Houve diferença e baixa resposta imunológica nas bacterinas comerciais A e B anti-leptospirose, principalmente, para os sorovares Canicola, Grippotyphosa, Icterohaemorrhagiae e Pomona, Copenhageni para a bacterina comercial B. A imunidade passiva, medida por anticorpos aglutinantes conferida pelas bacterinas comerciais A e B, foi de curta duração. / It was evaluated the performance of a subunit and whole culture bacterin vaccines against leptospirosis in sows by the analysis of agglutinating and neutralizing antibodies level. The intensity and duration of passive immunity in the offspring and active immunity in sows were investigated with microscopic agglutination test (MAT) and leptospira growth inhibition (LGI) in groups of animals treated with experimental subunit vaccine and whole bacterin produced with the same serotype and with two commercial bacterin vaccines. The experiment was performed in two phases. First, 33 sows were divided into three groups of eleven animals each: group 1 was the control and group 2 received two doses with 30 days interval of anti-leptospirosis lipopolysaccharid (LPS) subunit vaccine serovar Canicola and group 3 received two doses with 30 days interval of whole leptospira bacterin. On a second phase 24 sows were divided into three groups of eight animals each: group A received two doses with 30 days interval of the commercial leptospira bacterin A. Group B received two doses with 30 days interval of a commercial leptospira bacterin B and group C was the control. Either in the first phase as in the second one, MAT and LGI were performed in the sows and its piglets in order to evaluate titers of agglutinins and neutralizing antibodies obtained with active and passive immunities respectively. The comparison of agglutinating titers of groups 2 and 3 at the first phase showed differences on days 32 and 68 post vaccination. There was no difference in relation to neutralizing antibodies. Agglutinating antibodies were not detected on thirty days old piglets, born from sows vaccinated with LPS, and for neutralizing antibodies, mean titers were 0.832 on group 2 and 0.930 on group 3. Agglutinating antibodies titers of groups A and B, on the second phase, presented differences between the commercial vaccines serovars at 60, 90 and 120 post vaccination days. At 60 days, there were differences for serovars Copenhageni and Icterohaemorrhagiae. There was persistency of low titers of neutralizing antibodies to serovar Hardjo in the sows, for the seven measurements performed with the two commercial bacterins. It was observed colostral immunity transfer to piglets with three and eight days old only for commercial vaccine B, with detectable agglutinating antibodies. LPS bacteria vaccine presented perspectives to prevent swine leptospirosis. There was difference and low immunological response for commercial vaccines A and B, especially for serovars Canicola, Grippotyphosa, Icterohaemorrhagiae and Pomona; and for serovar Copenhageni only for commercial vaccine B. The passive immunity conferred by commercial vaccines A and B and measured by agglutinating antibodies had low duration.

A leptospirose é uma doença endêmica causada por Leptospiras. O genoma da Leptospira interrogans sorovar Copenhageni foi analisado para seleção de potenciais antígenos vacinais. Oito genes foram selecionados e clonados para expressão e purificação dos antígenos. A salmonela SL3261 foi usada como carregadora dos genes de leptospira em vetor pAEsox para expressão das proteínas in vivo. As salmonelas recombinantes induziram resposta imune quando administradas em camundongos por via intraperitoneal. Hamsters foram imunizados com as salmonelas, observando-se que a SLLIC10191 induziu proteção parcial no desafio com L. interrogans sorovar Pomona. Vetores híbridos foram construídos para expressão simultânea de dois antígenos em salmonelas in vivo. Observamos indução de anticorpos específicos, porém, os ensaios de desafio não foram conclusivos. Vários parâmetros do desafio com sorovar Copenhageni foram estudados, como contagem das bactérias e ajuste de dose, variação de virulência por passagens em cultivo e interferência da idade dos animais. / Leptospirosis is an endemic disease caused by Leptospira. The genome of Leptospira interrogans serovar Copenhageni was analyzed for screening potential vaccine antigens. Eight genes were selected and cloned for expression and purification. Salmonella SL3261 was used as carrier of the genes of leptospira in pAEsox vector for in vivo proteins expression of proteins in vivo. Recombinant Salmonella induced immune response when administered intraperitoneally in mice intraperitoneally. Hamsters were immunized with salmonella, resulting we observed that the SLLIC10191 induced partial protection against on challenge with L. interrogans serovar Pomona. Hybrid vectors were constructed for expression of two antigens simultaneously by salmonella in vivo. We observed induction of specific antibodies, however, the challenge tests were not conclusive. Several parameters of the challenge assay with serovar Copenhageni were studied, such as the counting of bacteria count and dose adjustment, changes in virulence by passages in culture and interference backgroundof from the age of animals.

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.

Em Leptospira interrogans algumas proteínas com capacidade de ligação aos componentes de matriz extracelular foram identificadas e, em sua maioria, são fatores de virulência. Phage display é considerada uma técnica poderosa na identificação de novos ligantes, inclusive de moléculas adesinas, importantes no primeiro estágio de infecção do hospedeiro. A técnica de shotgun phage display foi utilizada visando à obtenção de ligantes à células de mamíferos. Quatro bibliotecas, por inserção de fragmentos aleatórios obtidos por sonicação do DNA de L. interrogans nos fagomídeos pG8SAET (BBT1 e BBT2) e pG3DSS (BBT5 e BBT6), foram construídas. As bibliotecas BBT1 e BBT5 contém insertos maiores e as BBT2 e BBT6 contém insertos menores, com tamanhos médios de 1500 pb e 350 pb, respectivamente. Após ensaio de panning da BBT5 contra células de mamíferos e soro fetal bovino, as sequências de clones selecionados foram analisadas quanto a orientação correta e se a fusão estava em fase com a proteína pIII. As proteínas codificadas pelos genes LIC11719, LIC10769, LIC13143 e LIC12976 foram selecionadas com estas características. Os genes que codificam a LIC12976, LIC10768, LIC10769 e LIC13418, tiveram sua conservação avaliada em diferentes sorovares da espécie patogênica L. interrogans e no sorovar Patoc da espécie de vida livre L. biflexa. As proteínas LIC12976 (selecionada pela técnica de phage display) e LIC13418 (selecionada por ferramentas de bioinformática) tiveram suas sequências amplificadas por PCR, clonadas em pGEM T easy, subclonadas em vetor de expressão pAE e expressas na fração celular correspondente ao corpúsculo de inclusão em E. coli BL21 (DE3) Star pLysS e E. coli BL21 SI, respectivamente. Após renaturação e purificação destas proteínas por cromatografia de afinidade a metal bivalente, um grupo de cinco animais BALB/c fêmeas foi imunizado. Ambas as proteínas se mostraram imunogênicas com títulos dos soros policlonais 1:256000 e 1:512000, respectivamente. Em ensaio de Western Blot os soros foram específicos no reconhecimento das proteínas recombinantes e as proteínas nativas foram verificadas em extratos de sorovares patogênicos de L. interrogans. Em ensaios de adesão, as proteínas recombinantes aderiram às células A31, LLC-PK1 e Vero e especificamente à laminina. Em ensaios de interferência em células usando laminina houve um aumento da adesão das proteínas recombinantes, o que pode ser explicado pela ligação da laminina às células e uma maior ligação das LICs estudadas. Em ensaio de localização celular usando imunofluorescência e microscopia eletrônica, foi observado que ambas as proteínas se encontram na superfície da L. interrogans. No experimento de desafio animal, a LIC12976 e a LIC13418 não se mostraram protetoras. Este trabalho contribuiu para a identificação das novas adesinas LIC13418 e LIC12976 que podem participar da virulência de leptospiras patogênicas envolvendo a primeira etapa da infecção na interação patógeno-hospedeiro / In Leptospira interrogans, proteins capable to bind to extracellular matrix components have been identified and most of them are important virulence factors. Phage display is a powerful technique to identify new ligands, including adhesin molecules that are important in the first stage of host infection. A shotgun phage display technique was used in order to obtain cell ligands. Four libraries were constructed by inserting random fragments obtained by sonication of L. interrogans DNA into phagemids pG8SAET (BBT1 and BBT2) and pG3DSS (BBT5 and BBT6). The libraries BBT1 and BBT5 contain larger inserts and BBT2 and BBT6 contain smaller inserts, with 1500 bp and 350 bp average sizes, respectively. After panning of BBT5 against mammalian cells and bovine fetal serum, the sequences of selected clones were analyzed for correct orientation and fusion with pIII protein. The proteins encoded by genes LIC11719, LIC10769, LIC13143 and LIC12976 were selected. The genes LIC12976, LIC10768, LIC10769 and LIC13418 were evaluated for their conservation in different pathogenic serovars of L. interrogans and free-living L. biflexa serovar Patoc. Proteins LIC12976 (selected by phage display technique) and also LIC13418 that was selected by bioinformatic tools, were amplified by PCR, cloned into pGEM T easy, subcloned into expression vector pAE and expressed in cellular fraction corresponding to the inclusion body in E. coli BL21 (DE3) Star pLysS and E. coli BL21 SI, respectively. After protein renaturation protocol and purification by affinity chromatography, a group of five BALB/c mice was immunized with the purified proteins. Both proteins were shown to be immunogenic with 1:256000 and 1:512000 polyclonal sera titers, respectively. In Western blot the sera were specific to recognize recombinant proteins and native proteins were detected in pathogenic L. interrogans serovars extracts. In binding assays, recombinant proteins bind to A31, LLC-PK1 and Vero cells and specifically to laminin. In interference cell assay using laminin there was an increase of recombinant protein bindings, which can be explained by the laminin binding to cells and further binding of the recombinant LICs. In cellular localization assay using immunofluorescence and electron microscopy, it was observed that both are surface proteins of L. interrogans. In the animal challenge, the LIC12976 and LIC13418 were not protective. As a whole, this work contributed to the identification of LIC12976 and LIC13418 as new adhesins and they can participate in the virulence of pathogenic Leptospira in the first stage of host pathogen interaction.

Submitted by Maria Beatriz Vieira (mbeatriz.vieira@gmail.com) on 2017-09-04T15:40:54Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) dissertacao_ivania_deliberalli.pdf: 709384 bytes, checksum: faef8c8ebde38dfcf18e902b5a0410ad (MD5) / Approved for entry into archive by Aline Batista (alinehb.ufpel@gmail.com) on 2017-09-13T17:55:10Z (GMT) No. of bitstreams: 2 dissertacao_ivania_deliberalli.pdf: 709384 bytes, checksum: faef8c8ebde38dfcf18e902b5a0410ad (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Aline Batista (alinehb.ufpel@gmail.com) on 2017-09-13T17:55:50Z (GMT) No. of bitstreams: 2 dissertacao_ivania_deliberalli.pdf: 709384 bytes, checksum: faef8c8ebde38dfcf18e902b5a0410ad (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-13T17:56:13Z (GMT). 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Os antígenos protéicos da membrana externa parecem ser a melhor alternativa para substituir as vacinas atualmente disponíveis, porém, após diversos estudos, nenhum apresentou resultados satisfatórios. O objetivo deste trabalho foi avaliar antígenos recombinantes e preparações vacinais, capazes de conferir proteção de amplo espectro, em hamsters (Mesocricetus auratus). Neste estudo, quatro novas proteínas recombinantes de Leptospira spp foram obtidas e testadas no modelo de leptospirose aguda em hamster para avaliar vacinas experimentais. A análise in silico do genoma de L. interrogans sorogrupo Icterohaemorrhagie sorovar Copenhageni cepa FIOCRUZ L1-130 foi realizada para identificar genes alvo potenciais para o desenvolvimento de vacinas de subunidade. Quatro genes foram selecionados para expressão de proteínas recombinantes em sistema de expressão heteróloga em Escherichia coli: lic10260, lic10365, lic11207 e lic11360, que codificam para prováveis lipoproteína de membrana externa. Os genes foram amplificados a partir do DNA genômico de L. borgpeterseni sorogrupo Ballum cepa 4E. Os procedimentos de clonagem resultaram nos vetores recombinantes pAE/lic10260, pAE/lic10365, pAE/lic11207 e pAE/lic11360. As proteínas recombinantes foram eficientemente expressas nesse sistema de expressão e posteriormente, utilizadas na imunização de hamsters que foram subsequentemente desafiados com dose letal de L. borgpeterseni sorovar Ballum 4E. A resposta imune humoral induzida pelas proteínas foi avaliada por ensaio imunoenzimático (ELISA) e verificou-se que, pelo menos uma das formulações vacinais para cada proteína produziu resposta humoral significativa estatisticamente (p < 0,05). As proteínas rLIC10260, rLIC10365, rLIC11207 e rLIC11360 mostraram-se imunogênicas, tornando promissora sua utilização como vacinas contra leptospirose. / Leptospirosis is a widespread zoonosis caused by spirochetes from genus Leptospira. The disease is considered a problem in both public health and veterinary areas, affecting mainly tropical and subtropical developing countries. In veterinarian medicine, leptospirosis is an important disease for both clinic and production sectors due to the public health risks, reproductive failures and death, culminating in considerable economic losses for the area. Animal vaccination is taken as a prevention measure, however the acquired protection by the vaccines is, in most cases, weak and allows the spreading of the disease. The outer membrane antigens seems to be the best alternative to substitute the currently available vaccines, however, after several studies, none of them presented satisfactory results. The aim of the present work was the production and evaluation of four recombinant antigens in order to elicit broad spectrum protection in hamster, the susceptible experimental model (Mesocricetus auratus). An in silico analysis in L. interrogans serogroup icterohaemorrhagie serovar Copenhageni strain FIOCRUZ L1-130 was run in order to identify potential genes for subunit vaccine development. Four genes were selected, amplified, cloned into vectors and expressed in Escherichia coli: lic10260, lic10365, lic11207, lic11360. These gene products are potential outer membrane lipoproteins and were amplified from L. borgpeterseni serugroup Ballum strain 4E. The cloning procedures resulted in the recombinant vectors pAE/LIC10260, pAE/LIC10365, pAE/LIC11207 and pAE/LIC11360 and its purified products were inoculated in hamsters and their humoral response was evaluated per Enzyme-linked Immunossorbent Assay (ELISA). It was possible to verify that at least one of the vaccinal preparations for each protein was able to induce statistically significant humoral response (p < 0.05). The four obtained proteins showed immunogenic response, making them promising recombinant antigens for use against leptospirosis.

A esquistossomose representa um grande problema de saúde pública em regiões tropicais, negligenciado pelas empresas farmacêuticas. Três genes foram selecionados a partir do transcriptoma do S. mansoni para serem caracterizados molecularmente e testados como vacinas. O gene da Carboxipeptidase apresentou altos níveis de transcrição no estágio de cercária e uma variável expressão protéica nos estágios intra-hospedeiros. A proteína recombinante renaturada apresentou baixa atividade. O gene da Esfingomielinase apresentou alto nível transcricional em ovos, sendo expresso em todos os estágios exceto em esquistossômulos de 7 dias e fêmeas. O gene da Fosfatase Alcalina apresentou elevada transcrição em cercária, mas a expressão da proteína se eleva somente no estágio de esquistossômulo. A imunização de camundongos com cada uma das três proteínas recombinantes expressas em E. coli não levou à redução da carga parasitária após desafio. Estes resultados demonstram que diversas características de um antígeno são necessárias para que este seja um bom candidato vacinal. / Schistosomiasis is a major public health problem in tropical areas and neglected by most of the pharmaceutical companies. Three genes were selected from S. mansoni transcriptome to be molecularly characterized and tested as vaccines. The Carboxypeptidase gene showed high transcription levels in cercariae stage and a variable protein expression in intra-host stages. The refolded recombinant protein showed limited activity. The Sphingomyelinase gene showed the highest level of transcriptional activity in the egg stage and the protein is expressed in all stages but 7-day old schistosomula and females. The Alkaline Phosphatase gene showed a high transcriptional activity in cercariae stage with most of the mRNA being translated into protein as soon as it penetrates its definitive host. Immunization of mice with each of the three proteins did not show reduction in worm burden recovery after challenge. These results demonstrate that several characteristics of an antigen are important for it to be considered a good vaccine candidate.