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Previous issue date: 2018-03-06 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Toxoplasma gondii is the causative agent of congenital toxoplasmosis, which manifests as mild chorioretinitis, miscarriage, mental retardation, microcephaly, hydrocephalus, and seizures. Treatment of this disease is limited and a new vaccine represents the best strategy for prevention of the infection. In the present study, the reverse vaccinology combined with immunomics was applied for the development of a vaccine against T. gondii. Using an in silico approach, we identified T. gondii’s proteins that contain signal peptide and transmembrane domain using the ToxoDB® database. We evaluated the homology of these proteins with the human proteome and predicted their epitopes using Blastp, NetMHCpan 3.0 and NetMHCIIpan 3.1 tools. Class I and II HLA alleles with frequency greater than 1% in the population of South America, North America and Europe were obtained using the dbMHC database. Processing of the MHC class I epitopes were evaluated by MHC I Processing on the IEDB® database and the B lymphocyte epitopes were obtained through the Bcpred and BCTOPE servers. Finally, the antigenicity of the potential targets was analyzed by the VAxiJen server. A total of 1228 proteins were obtained, from which 349 showed no homology with human proteins. For the South American population, among the proteins identified with promiscuous epitopes, we observed proteins that are part of the virulence arsenal of the pathogen such as ROP8, ROP7, ROM4, Cathepsin C / B, rhoptry neck protein and LMBR1 family region protein. In the North American and European populations, we identified common proteins to both populations, such as MIC15, ROP7, HECT-domain (ubiquitin-transferase) domain-containing protein and rhoptry neck protein. ROP31 and subtilisin SUB2 are exclusive to the North American population. These proteins are involved in the invasion process and were shown to be positive in all the parameters adopted in this study. Regarding B lymphocyte epitopes, proteins such as ROP7, ROP8, ROM4, MIC15, HECT were identified. These proteins also presented promiscuous epitopes to class I and II HLAs from the analyzed populations. In addition, MIC2, ROM5, ROP9, MIC8, and MIC9 also showed B lymphocyte epitopes, but MIC9 was noteworthy with the highest score, high expression in the bradyzoite stage, and lack of vaccine test. ROP7, ROP8, ROM4, MIC8 and MIC9 were selected for in vivo and in vitro testing. Thus, our results demonstrate that immunochemical reverse vaccination has been shown not only to identify potential vaccine candidates against pathogens with complex life cycles. / Toxoplasma gondii é o agente etiológico da toxoplasmose congênita, que pode se manifestar como coriorretinite leve, aborto espontâneo, retardo mental, microcefalia, hidrocefalia e convulsões. O tratamento dessa doença é limitado e uma nova vacina representaria a melhor estratégia para a prevenção da infecção. No presente estudo, adotamos a vacinologia reversa associada a imunômica foi aplicada na construção de uma vacina contra T. gondii. Utilizando uma abordagem in silico, selecionamos as proteínas do patógeno que possuem peptídeo sinal e domínio transmembranar utilizando o banco de dados no ToxoDB®. Avaliamos a homologia dessas proteínas com o proteoma humano e predizemos os epítopos utilizando as ferramentas Blastp. NetMHCpan 3.0 e NetMHCIIpan 3.1. Os alelos de HLAs de classe I e II com frequência ≥ 1% na população da América do Sul, América do Norte e Europa foram obtido através do banco de dados dbMHC. O processamento dos epítopos de MHC de classe I foram avaliados pelo MHC I Processing no banco de dados IEDB® e os epítopos de linfócitos B foram obtidos através dos servidores Bcpred e BCTOPE. Por fim, a antigenicidade dos potenciais alvos foi analisada pelo servidor VAxiJen. Um total de 1228 proteínas foi obtido, das quais 349 não apresentaram homologias em humanos. Para a população sul-americana, entre as proteínas com epítopos promíscuos identificadas, observamos proteínas que fazem parte do arsenal de virulência do patógeno tais como ROP8, ROP7, ROM4, cathepsin C/B, rhoptry neck protein e LMBR1 family region protein. Em relação às populações norte-americana e europeia, a identificação de epítopos promíscuos revelou proteínas comums às duas populações tais quais MIC15, ROP7, HECT-domain (ubiquitin-transferase) domain-containing protein e rhoptry neck protein e exclusivas à população norte americana, como ROP31 e subtilisina SUB2. Essas proteínas estão envolvidas no processo de invasão e/ou foram positivas em todos os parâmetros adotados neste estudo. Com relação aos epítopos de linfócitos B, obteve-se 93 proteínas, dentre elas, ROP7, ROP8, ROM4, MIC15, HECT que também apresentaram epítopos promíscuos aos HLAs de classe I e II das populações analisadas. Além delas, MIC2, ROM5, ROP9, MIC8 e MIC9 também apresentaram epítopos de linfócitos B, mas MIC9 destacou-se com o maior score; pela elevada expressão no estágio de bradizoíto e pela inexistência de testes vacinais. ROP7, ROP8, ROM4, MIC8 e MIC9 foram selecionadas para teste in vivo e in vitro. Dessa forma, nossos resultados demonstram que vacinologia reversa associada a imunômica mostrou-se capaz de identificar fortes candidatos vacinais contra patógenos de ciclo vida complexo.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.bc.ufg.br:tede/8388 |
| Date | 06 March 2018 |
| Creators | Inácio, Moisés Morais |
| Contributors | Paccez, Juliano Domiraci, Cravo, Pedro Vitor Lemos, Castro, Ana Maria de, Rocha, Thiago Lopes |
| Publisher | Universidade Federal de Goiás, Programa de Pós-graduação em Genética e Biologia Molecular (ICB), UFG, Brasil, Instituto de Ciências Biológicas - ICB (RG) |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFG, instname:Universidade Federal de Goiás, instacron:UFG |
| Rights | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/, info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | -3983316729959641468, 600, 600, 600, 600, -3872772117827373404, -5518144268585252051, 2075167498588264571 |
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