BR102022017576B1 - SYNTHETIC PEPTIDES P.SC2.ORF9B.27 AND P.SC2.ORF8.50 AND THEIR USE IN IMMUNOLOGICAL DIAGNOSIS OF COVID-19 - Google Patents

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Breno Castello Branco Beirão
Carlos Ricardo Soccol
Vanete Thomaz Soccol
Jean Michel Dela Vedova Costa
Manuel Hospinal Santiani
Luciana Porto Vandenberghe
Max Ingberman
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Universidade Federal Do Parana
Imunova Análises Biológicas Ltda
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Abstract

PEPTÍDEOS SINTÉTICOS P.SC2.ORF9B.27 e P.SC2.ORF8.50E O USO DESTES EM DIAGNÓSTICO IMUNOLÓGICO DA COVID-19. A presente invenção trata de dois novos antígenos peptídicos sintéticos e o uso deles no diagnóstico imunológico da COVID-19. Os peptídeos P.SC2. ORF9b.27 e P.SC2.ORF8.50 são provenientes das proteínas ORF9b e ORF8, respectivamente, do vírus SARS-CoV-2. Ambos os antígenos se mostraram imunorreativos com amostras biológicas de indivíduos que tiveram a doença. Por isso, os peptídeos foram aplicados em testes de ensaio imunoenzimáticos (ELISA indireto) para detectar a presença de anticorpos específicos anti-SARS-CoV- 2 dos isotipos IgA, IgM e IgG. Os testes permitem diferenciar indivíduos infectados pelo vírus SARS- CoV-2 dos não infectados, mesmo nos casos assintomáticos da doença. O ensaio utilizando o peptídeo P.SC2.ORF9b.27 como antígeno apresentou 95,5% de sensibilidade e 93,3% de especificidade, e o ensaio com o peptídeo P.SC2.ORF8.50 apresentou 90,9%de sensibilidade e 86,7% de especificidade. Esta invenção surgiu em resposta aos problemas técnicos existentes e à necessidade de descoberta de novos marcadores de diagnóstico imunológico para a COVID-19.SYNTHETIC PEPTIDES P.SC2.ORF9B.27 and P.SC2.ORF8.50AND THEIR USE IN IMMUNOLOGICAL DIAGNOSIS OF COVID-19. The present invention deals with two new synthetic peptide antigens and their use in the immunological diagnosis of COVID-19. The P.SC2 peptides. ORF9b.27 and P.SC2.ORF8.50 come from the ORF9b and ORF8 proteins, respectively, of the SARS-CoV-2 virus. Both antigens were immunoreactive with biological samples from individuals who had the disease. Therefore, the peptides were applied in enzyme-linked immunosorbent assay tests (indirect ELISA) to detect the presence of specific anti-SARS-CoV-2 antibodies of the IgA, IgM and IgG isotypes. The tests make it possible to differentiate individuals infected with the SARS-CoV-2 virus from those who are not infected, even in asymptomatic cases of the disease. The assay using the P.SC2.ORF9b.27 peptide as antigen showed 95.5% sensitivity and 93.3% specificity, and the assay with the P.SC2.ORF8.50 peptide showed 90.9% sensitivity and 86.7% specificity. This invention emerged in response to existing technical problems and the need to discover new immunological diagnostic markers for COVID-19.

Description

Campo da InvençãoField of Invention

[001]. A presente invenção trata de dois novos antígenos peptídicos sintéticos e o uso deles no diagnóstico imunológico da COVID- 19. O peptídeo P.SC2.ORF9b.27 (Seq ID N°1) e P.SC2.ORF8.50 (Seq ID N°2) são provenientes das proteínas ORF9b e ORF8, respectivamente, do vírus SARS-CoV-2. Ambos os antígenos se mostraram imunorreativos com amostras biológicas de indivíduos que tiveram a doença. Por isso, os peptídeos foram sintetizados quimicamente com adição de aminoácidos para melhorar a solubilidade e aplicados em testes de ensaio imunoenzimáticos (ELISA indireto) para detectar a presença de anticorpos anti-SARS-CoV-2 dos isotipos IgA, IgM e IgG. Os testes permitem diferenciar indivíduos infectados pelo vírus SARS-CoV-2 dos não infectados, mesmo nos casos assintomáticos da doença. Esta invenção surgiu em resposta aos problemas técnicos existentes e à necessidade de descoberta de novos marcadores de diagnóstico imunológico para a COVID-19.[001]. The present invention deals with two new synthetic peptide antigens and their use in the immunological diagnosis of COVID-19. The peptide P.SC2.ORF9b.27 (Seq ID N°1) and P.SC2.ORF8.50 (Seq ID N° °2) come from the ORF9b and ORF8 proteins, respectively, of the SARS-CoV-2 virus. Both antigens were immunoreactive with biological samples from individuals who had the disease. Therefore, the peptides were chemically synthesized with the addition of amino acids to improve solubility and applied in enzyme-linked immunosorbent assay tests (indirect ELISA) to detect the presence of anti-SARS-CoV-2 antibodies of the IgA, IgM and IgG isotypes. The tests make it possible to differentiate individuals infected with the SARS-CoV-2 virus from those who are not infected, even in asymptomatic cases of the disease. This invention emerged in response to existing technical problems and the need to discover new immunological diagnostic markers for COVID-19.

Fundamentos da Invenção e Estado da TécnicaFundamentals of the Invention and State of the Art

[002]. Em dezembro de 2019, um novo vírus pertencente à família dos coronavirus (CoV) e gênero e-covonavírus foi identificado em Wuhan, na China. Este vírus foi designado como SARS-CoV-2 ou novo coronavírus. Previamente, outros dois e-coronavírus altamente patogênicos haviam sido identificados: o SARS-CoV em 2003 e o MERS- CoV em 2012. Além desses, também existem catalogados outros quatro β-coronavírus de baixa patogenicidade: HCoV-OC43, HCoVHKU1, HCoV- NL63 e HCoV-229E. Os vírus desta família são conhecidos por infectar vertebrados como morcegos e animais de companhia, e graças ao ciclo zoonótico passam a infectar seres humanos e causar doenças severas (GORBALENYA, Alexander E. et al. Severe acute respiratory syndrome- related coronavirus: The species and its viruses-a statement of the Coronavirus Study Group. BioRxiv, 2020).[002]. In December 2019, a new virus belonging to the coronavirus (CoV) family and genus e-covonavirus was identified in Wuhan, China. This virus has been designated as SARS-CoV-2 or new coronavirus. Previously, two other highly pathogenic e-coronaviruses had been identified: SARS-CoV in 2003 and MERS- CoV in 2012. In addition to these, there are also four other low pathogenic β-coronaviruses: HCoV-OC43, HCoVHKU1, HCoV- NL63 and HCoV-229E. Viruses in this family are known to infect vertebrates such as bats and companion animals, and thanks to the zoonotic cycle they start to infect humans and cause severe diseases (GORBALENYA, Alexander E. et al. Severe acute respiratory syndrome- related coronavirus: The species and its viruses-a statement of the Coronavirus Study Group. BioRxiv, 2020).

[003]. O genoma do SARS-CoV-2 é constituído de RNA de fita simples de sentido positivo com aproximadamente 30 kb, e compartilha cerca de 80% de identidade de sequências com o SARS-CoV. Dois terços do genoma são traduzidos nas poliproteínas ORF1a e ORF1b, que têm papel na replicação do material genético viral. O terço restante do genoma possui ORFs sobrepostas, codificando quatro proteínas estruturais: Spike (S), Membrana (M), Envelope (E) e Nucleocapsídeo (N), e algumas proteínas acessórias, incluindo ORF3a, ORF6, ORF7a, ORF7b, ORF8, ORF9b e ORF10 (ARYA, Rimanshee et al. Structural insights into SARS- CoV-2 proteins. Journal of molecular biology, v. 433, n. 2, p. 166725, 2021).[003]. The SARS-CoV-2 genome is made up of positive-sense single-stranded RNA of approximately 30 kb, and shares approximately 80% sequence identity with SARS-CoV. Two-thirds of the genome is translated into the ORF1a and ORF1b polyproteins, which play a role in the replication of viral genetic material. The remaining third of the genome has overlapping ORFs, encoding four structural proteins: Spike (S), Membrane (M), Envelope (E), and Nucleocapsid (N), and some accessory proteins, including ORF3a, ORF6, ORF7a, ORF7b, ORF8, ORF9b and ORF10 (ARYA, Rimanshee et al. Structural insights into SARS- CoV-2 proteins. Journal of molecular biology, v. 433, n. 2, p. 166725, 2021).

[004]. A infecção pelo novo coronavírus causa a doença denominada COVID-19. Os sintomas mais comuns são: febre, tosse, náusea/vômito e cansaço. Cerca de 80% dos casos são considerados leves, e tem período de recuperação de uma a duas semanas. Já os casos graves podem evoluir para pneumonia, dificuldade para respirar e até morte. Indivíduos infectados são podem transmitir duas a três vezes mais que a gripe comum e podem transmitir o vírus mesmo que sejam assintomáticos. Como as manifestações clínicas dos pacientes infectados são inespecíficas, são necessários testes para confirmar o diagnóstico de COVID-19 o mais rápido possível, para que esses pacientes possam ser adequadamente isolados e tratados (LARSEN, Joseph R. et al. Modeling the onset of symptoms of COVID-19. Frontiers in public health, v. 8, p. 473, 2020).[004]. Infection with the new coronavirus causes the disease called COVID-19. The most common symptoms are: fever, cough, nausea/vomiting and tiredness. Around 80% of cases are considered mild, and have a recovery period of one to two weeks. Severe cases can progress to pneumonia, difficulty breathing and even death. Infected individuals can transmit two to three times more than the common flu and can transmit the virus even if they are asymptomatic. As the clinical manifestations of infected patients are nonspecific, tests are needed to confirm the diagnosis of COVID-19 as quickly as possible, so that these patients can be adequately isolated and treated (LARSEN, Joseph R. et al. Modeling the onset of symptoms of COVID-19. Frontiers in public health, v. 8, p.

[005]. Desde a confirmação do primeiro caso da COVID-19 em dezembro de 2019 até 19/07/2022, foram confirmados 559,5 milhões de casos e 6,3 milhões de óbitos ao redor do mundo. No Brasil, foram 33,3 milhões de casos e 675 mil mortes (WHO, World Health Organization. WHO Coronavirus Disease (COVID-19) Dashboard. 2020. Disponível em: https://covid19.who.int/. Acesso em 19/07/2022; BRASIL. COVID-19: Painel Coronavírus. Ministério da Saúde, 2020. Disponível em: https://covid.saude.gov.br/, acesso em 19/07/2022).[005]. From the confirmation of the first case of COVID-19 in December 2019 until 07/19/2022, 559.5 million cases and 6.3 million deaths were confirmed around the world. In Brazil, there were 33.3 million cases and 675 thousand deaths (WHO, World Health Organization. WHO Coronavirus Disease (COVID-19) Dashboard. 2020. Available at: https://covid19.who.int/. Acesso em 19 /07/2022; BRAZIL. COVID-19: Coronavirus Panel. Ministry of Health, 2020. Available at: https://covid.saude.gov.br/, accessed on 07/19/2022).

[006]. As medidas preventivas contra a COVID-19 englobam a vacinação e estratégias para limitar a propagação do vírus. A triagem precoce, diagnóstico, isolamento e tratamento são necessários para evitar a disseminação do vírus. Por isso, as estratégias preventivas focam na identificação de casos ativos, isolamento destes pacientes e no controle cuidadoso da evolução da infecção. Além disso, é importante mapear a verdadeira extensão dos surtos, identificar populações em risco e ter maior controle sobre a taxa de transmissão em cada região (GÜNER, Hatice Rahmet; HASANOGLU, imran; AKTA§, Firdevs. COVID-19: Prevention and control measures in community. Turkish Journal of medical sciences, v. 50, n. 9, p. 571-577, 2020).[006]. Preventive measures against COVID-19 include vaccination and strategies to limit the spread of the virus. Early screening, diagnosis, isolation and treatment are necessary to prevent the spread of the virus. Therefore, preventive strategies focus on identifying active cases, isolating these patients and carefully controlling the evolution of the infection. Furthermore, it is important to map the true extent of outbreaks, identify populations at risk and have greater control over the transmission rate in each region (GÜNER, Hatice Rahmet; HASANOGLU, imran; AKTA§, Firdevs. COVID-19: Prevention and control measures in community. Turkish Journal of medical sciences, v. 50, n. 9, p.

[007]. Testes sorológicos são ferramentas utilizadas na gestão de doenças infecciosas. Eles se baseiam na detecção de anticorpos produzidos pelo hospedeiro em resposta à infecção por um agente patogênico. A detecção de diferentes isotipos de anticorpos (IgA, IgM e IgG) pode ser realizada em fluidos corporais como sangue, soro, lágrimas, saliva, urina, entre outros. Por utilizar técnicas in vitro, os testes sorológicos são de fácil operação, necessitam treinamento e equipamentos mínimos e o resultado é emitido em poucas horas. Exemplos de plataformas de testes sorológicos são ensaios de imunoabsorção enzimática (ELISA), imunocromatografia (lateral flow), western blot, imunoeletroquímica, entre outras. Assim, testes de detecção de anticorpos vêm sendo utilizados no diagnóstico de COVID-19 desde o início da pandemia. Eles oferecem um meio eficaz de triagem de indivíduos sintomáticos ou assintomáticos em ambientes comunitários, permitem o gerenciamento adequado de casos e orientam medidas de saúde pública, como quarentena ou isolamento (PEELING, Rosanna W. et al. Serology testing in the COVID-19 pandemic response. The Lancet Infectious Diseases, v. 20, n. 9, p. e245-e249, 2020).[007]. Serological tests are tools used in the management of infectious diseases. They are based on the detection of antibodies produced by the host in response to infection by a pathogenic agent. The detection of different antibody isotypes (IgA, IgM and IgG) can be carried out in body fluids such as blood, serum, tears, saliva, urine, among others. By using in vitro techniques, serological tests are easy to operate, require minimal training and equipment and the result is issued within a few hours. Examples of serological testing platforms are enzyme-linked immunosorbent assays (ELISA), immunochromatography (lateral flow), western blot, immunoelectrochemistry, among others. Thus, antibody detection tests have been used to diagnose COVID-19 since the beginning of the pandemic. They provide an effective means of screening symptomatic or asymptomatic individuals in community settings, enable appropriate case management, and guide public health measures such as quarantine or isolation (PEELING, Rosanna W. et al. Serology testing in the COVID-19 pandemic response.

[008]. A resposta imune contra ao SARS-CoV-2 normalmente leva 40 dias com variações na dinâmica de produção de anticorpos dependendo da gravidade da doença. Na maioria dos estudos de casos de COVID- 19 confirmados em laboratório, os anticorpos IgM começam a ser detectados cerca de 5 a 10 dias após o início dos sintomas e, aumentam rapidamente, por isso é um indicador de infecção aguda. Em contrapartida, as imunoglobulinas IgG são produzidas mais tarde e se mantêm por um período de tempo mais longo, indicando infecção ativa e infecção passada. A soroconversão geralmente ocorre nas primeiras três semanas, com o tempo médio de 9 a 11 dias após o início dos sintomas para anticorpos totais, 10 a 12 dias para IgM e 12 a 14 dias para IgG (KRAMMER, Florian; SIMON, Viviana. Serology assays to manage COVID-19. Science, v. 368, n. 6495, p. 1060-1061, 2020).[008]. The immune response against SARS-CoV-2 normally takes 40 days with variations in the dynamics of antibody production depending on the severity of the disease. In most studies of laboratory-confirmed COVID-19 cases, IgM antibodies begin to be detected about 5 to 10 days after the onset of symptoms and increase rapidly, so it is an indicator of acute infection. In contrast, IgG immunoglobulins are produced later and are maintained for a longer period of time, indicating active infection and past infection. Seroconversion generally occurs within the first three weeks, with an average time of 9 to 11 days after the onset of symptoms for total antibodies, 10 to 12 days for IgM and 12 to 14 days for IgG (KRAMMER, Florian; SIMON, Viviana. Serology assays to manage COVID-19. Science, v. 368, n. 6495, p.

[009]. O ensaio imunoenzimático (ELISA) é uma técnica simples e rápida, e pode ser utilizado para detectar e quantificar anticorpos ou antígenos. É um dos imunoensaios mais sensíveis, tem sido usado em vários testes de diagnóstico de diversas doenças e permitiu o desenvolvimento de uma indústria multibilionária. O ELISA indireto é uma das formas de realizar o ensaio, e é assim denominado quando o antígeno permanece aderido à superfície de um suporte sólido e se liga aos anticorpos presentes na amostra biológica. Subsequentemente, um anticorpo secundário é adicionado. Por estar conjugado a uma enzima, este anticorpo secundário será responsável pela mudança de cor do substrato, que é relacionado com a quantidade de anticorpos presente na amostra original (LIN, Alice V. Indirect Elisa. In: ELISA. Humana Press, New York, NY, 2015. p. 51-59).[009]. The enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) is a simple and rapid technique, and can be used to detect and quantify antibodies or antigens. It is one of the most sensitive immunoassays, has been used in several diagnostic tests for various diseases and has allowed the development of a multibillion-dollar industry. Indirect ELISA is one of the ways to perform the assay, and is so called when the antigen remains adhered to the surface of a solid support and binds to the antibodies present in the biological sample. Subsequently, a secondary antibody is added. As it is conjugated to an enzyme, this secondary antibody will be responsible for the color change of the substrate, which is related to the amount of antibodies present in the original sample (LIN, Alice V. Indirect Elisa. In: ELISA. Humana Press, New York, NY, 2015. p. 51-59).

[010]. Os antígenos utilizados nos ensaios ELISA indireto podem ser extrato bruto do patógeno; além do, extrato solúvel, proteínas inteiras, fragmentos de proteínas, peptídeos, entre outros. A escolha adequada do antígeno é o que garante o desempenho do diagnóstico. Por isso, a seleção do melhor antígeno é uma etapa crucial no desenvolvimento de um teste (THOMAZ-SOCCOL, Vanete; PANDEY, Ashok; RESENDE, Rodrigo R. (Ed.). Current developments in biotechnology and bioengineering: Human and animal health applications. Elsevier, 2016). As duas proteínas de SARS-CoV-2 mais utilizadas em testes de diagnóstico sorológico são a proteína Spike e a Nucleocapsídeo. Estas proteínas desempenham um papel importante na patogênese e são muito antigênicas, o que ativa a resposta imune e gera anticorpos contra estas regiões. Porém, outras proteínas virais também apresentam potencial para serem utilizadas como antígeno em testes sorológicos, como é o caso das proteínas ORF9b e ORF8.[010]. The antigens used in indirect ELISA assays can be crude extracts of the pathogen; in addition, soluble extract, whole proteins, protein fragments, peptides, among others. The appropriate choice of antigen is what guarantees diagnostic performance. Therefore, selecting the best antigen is a crucial step in developing a test (THOMAZ-SOCCOL, Vanete; PANDEY, Ashok; RESENDE, Rodrigo R. (Ed.). Current developments in biotechnology and bioengineering: Human and animal health applications . Elsevier, 2016). The two SARS-CoV-2 proteins most used in serological diagnostic tests are the Spike protein and the Nucleocapsid. These proteins play an important role in pathogenesis and are very antigenic, which activates the immune response and generates antibodies against these regions. However, other viral proteins also have the potential to be used as antigens in serological tests, as is the case with the ORF9b and ORF8 proteins.

[011]. A proteína ORF9b de SARS-CoV-2 é um open reading frame alternativo dentro do gene do nucleocapsídeo. Esta proteína interage com TOM70, localizado na membrana externa das mitocôndrias, e pode inibir significativamente a produção de IFN-I. Esta inibição é um mecanismo de evasão do sistema imune por parte do SARS-CoV-2, uma vez que a indução de IFN-I é um mecanismo central da defesa imunológica contra infecção viral. Além disso, anticorpos contra ORF9b foram encontrados nos soros de pacientes convalescentes de infecção por SARS-CoV e SARS-CoV-2. Isso indica que esta proteína pode desempenhar papel crítico nas interações dos coronavírus com o hospedeiro (JIANG, He-wei et al. SARS-CoV-2 Orf9b suppresses type I interferon responses by targeting TOM70. Cellular & molecular immunology, v. 17, n. 9, p. 998-1000, 2020).[011]. The ORF9b protein of SARS-CoV-2 is an alternative open reading frame within the nucleocapsid gene. This protein interacts with TOM70, located on the outer membrane of mitochondria, and can significantly inhibit the production of IFN-I. This inhibition is a mechanism of evasion of the immune system by SARS-CoV-2, since the induction of IFN-I is a central mechanism of immune defense against viral infection. Furthermore, antibodies against ORF9b were found in the sera of patients convalescent from SARS-CoV and SARS-CoV-2 infection. This indicates that this protein may play a critical role in the interactions of coronaviruses with the host (JIANG, He-wei et al. SARS-CoV-2 Orf9b suppresses type I interferon responses by targeting TOM70. Cellular & molecular immunology, v. 17, n . 9, p. 998-1000, 2020).

[012]. O gene acessório ORF8 se destaca por mostrar uma série de características específicas. Uma única cópia contínua deste gene é encontrada no genoma, e só está presente em β-coronavirus da linhagem B (SARS-CoV e SARS-CoV-2). No genoma de referência do SARS- CoV-2 (NC_045512.2), a ORF8 possui 366 nucleotídeos (posições 27.89428.259) e codifica a proteína de mesmo nome com 121 aminoácidos (PEREIRA, Filipe. Evolutionary dynamics of the SARS-CoV-2 ORF8 accessory gene. Infection, Genetics and Evolution, v. 85, p. 104525, 2020). A proteína ORF8 mostrou-se altamente imunogênica em pacientes infectados pelo SARS-CoV-2, que apresentaram soropositividade precoce para IgM, IgG e IgA anti-ORF8. A secreção de ORF8 durante as primeiras 48 horas de infecção pode promover resposta precoce das células B contra o antígeno viral antes ou logo após o início dos sintomas, levando à detecção de anticorpos anti-ORF8 durante estágio inicial da infecção. Além disso, os anticorpos anti-ORF8 foram detectados em indivíduos sintomáticos e assintomáticos. Por esta razão, a proteína ORF8 é alvo viável para o desenvolvimento de testes de diagnóstico sorológico precoce e preciso para COVID-19 (WANG, Xiaohui et al. Accurate diagnosis of COVID-19 by a novel immunogenic secreted SARS-CoV-2 orf8 protein. MBio, v. 11, n. 5, p. e02431-20, 2020).[012]. The ORF8 accessory gene stands out for showing a series of specific characteristics. A single continuous copy of this gene is found in the genome, and is only present in lineage B β-coronaviruses (SARS-CoV and SARS-CoV-2). In the reference genome of SARS-CoV-2 (NC_045512.2), ORF8 has 366 nucleotides (positions 27.89428.259) and encodes the protein of the same name with 121 amino acids (PEREIRA, Filipe. Evolutionary dynamics of the SARS-CoV- 2 ORF8 accessory gene. The ORF8 protein proved to be highly immunogenic in patients infected with SARS-CoV-2, who showed early seropositivity for IgM, IgG and IgA anti-ORF8. The secretion of ORF8 during the first 48 hours of infection may promote an early B cell response against the viral antigen before or shortly after the onset of symptoms, leading to the detection of anti-ORF8 antibodies during the initial stage of infection. Furthermore, anti-ORF8 antibodies were detected in symptomatic and asymptomatic individuals. For this reason, the ORF8 protein is a viable target for the development of early and accurate serological diagnostic tests for COVID-19 (WANG, Xiaohui et al. Accurate diagnosis of COVID-19 by a novel immunogenic secreted SARS-CoV-2 orf8 protein . MBio, v. 11, n. 5, p.

[013]. Trabalhar com o vírus inteiro ou inativado como antígeno para testes de diagnóstico é um risco, pois é necessária uma estrutura específica para garantir a segurança e contenção deste vírus no processo de produção do antígeno. Para resolver esta limitação, proteínas recombinantes e peptídeos sintéticos derivados das proteínas virais são alternativas altamente exploradas (MA, Li-na et al. An overview on ELISA techniques for FMD. Virology journal, v. 8, n. 1, p. 1-9, 2011). A produção de proteínas virais por via recombinante, principalmente em Escherichia coli, apresentam algumas limitações. Dentre elas, está a dificuldade de expressão na estrutura correta na etapa de folding (dobramento) bem como a glicosilação e purificação destas proteínas. Além de aumentar custo associado à sua produção e armazenamento. Por outro lado, os peptídeos sintéticos podem ser produzidos por via química e com elevada pureza, além de não dependerem de conformação tridimensional. Os peptídeos identificam a resposta dirigida a um único epítopo dominante, o que garante a sensibilidade do teste de diagnóstico e aumenta a sua especificidade. Desta forma, os peptídeos sintéticos são substratos viáveis e convenientes para serem utilizados como antígenos em imunoensaios (GOMARA, M. J.; HARO, I. Synthetic peptides for the immunodiagnosis of human diseases. Current Medicinal Chemistry, v. 14, n. 5, p. 531-546, 2007).[013]. Working with the whole or inactivated virus as an antigen for diagnostic tests is a risk, as a specific structure is needed to guarantee the safety and containment of this virus in the antigen production process. To resolve this limitation, recombinant proteins and synthetic peptides derived from viral proteins are highly explored alternatives (MA, Li-na et al. An overview on ELISA techniques for FMD. Virology journal, v. 8, n. 1, p. 1- 9, 2011). The production of viral proteins by recombinant means, mainly in Escherichia coli, presents some limitations. Among them is the difficulty of expression in the correct structure in the folding stage, as well as the glycosylation and purification of these proteins. In addition to increasing the cost associated with its production and storage. On the other hand, synthetic peptides can be produced chemically and with high purity, in addition to not depending on three-dimensional conformation. Peptides identify the response directed to a single dominant epitope, which guarantees the sensitivity of the diagnostic test and increases its specificity. Therefore, synthetic peptides are viable and convenient substrates for use as antigens in immunoassays (GOMARA, M. J.; HARO, I. Synthetic peptides for the immunodiagnosis of human diseases. Current Medicinal Chemistry, v. 14, n. 5, p. 531-546, 2007).

[014]. A rápida disseminação do COVID-19 em todo o globo levou a uma escassez global de reagentes e suprimentos da área da saúde. Esta demanda elevada por insumos fez com que os preços aumentassem e houvesse uma disputa internacional. O Brasil ficou dependente de países estrangeiros e teve que importar itens como testes de diagnóstico e vacinas. Assim, são necessários esforços para desenvolver soluções nacionais para o combate à pandemia, para diminuir a dependência dos mercados internacionais e consolidar as tecnologias nacionais.[014]. The rapid spread of COVID-19 across the globe has led to a global shortage of reagents and healthcare supplies. This high demand for inputs caused prices to increase and there was an international dispute. Brazil became dependent on foreign countries and had to import items such as diagnostic tests and vaccines. Therefore, efforts are needed to develop national solutions to combat the pandemic, to reduce dependence on international markets and consolidate national technologies.

[015]. Para estudar o estado da arte, foi feita uma busca por soluções tecnológicas publicadas em documentos patentários relacionados com o diagnóstico da COVID-19. Como o surgimento da doença se deu em 2019, a busca foi feita a partir de dezembro de 2019 até julho de 2022.[015]. To study the state of the art, a search was made for technological solutions published in patent documents related to the diagnosis of COVID-19. As the disease emerged in 2019, the search was carried out from December 2019 to July 2022.

[016]. Algumas soluções tecnológicas tratam de testes RT-qPCR para diagnóstico de COVID-19. Como as invenções: RU2720713C9, US20220090186A1, US10689716B1, WO2022018685A1 e CN111118228A. Outras tratam de testes do tipo fluxo lateral, como: US20210373018A1, US20210325388A1, EP3904877A1, WO2021216276A1 e CN111024954A. Algumas invenções descrevem testes ELISA para diagnóstico sorológico da COVID-19 utilizando proteínas recombinantes como antígeno como os documentos KR20220024452A, CN111983226A e US8541003B2, US10948490B1, US20210340189A1, KR20210123234A e CN112881681A. Algumas destas invenções têm como antígeno a proteína Spike e outras utilizam a proteína do nucleocapsídeo, diferentes da presente invenção.[016]. Some technological solutions deal with RT-qPCR tests for diagnosing COVID-19. Such as the inventions: RU2720713C9, US20220090186A1, US10689716B1, WO2022018685A1 and CN111118228A. Others deal with lateral flow type tests, such as: US20210373018A1, US20210325388A1, EP3904877A1, WO2021216276A1 and CN111024954A. Some inventions describe ELISA tests for serological diagnosis of COVID-19 using recombinant proteins as antigen, such as documents KR20220024452A, CN111983226A and US8541003B2, US10948490B1, US20210340189A1, KR20210123234A and CN112881681A. Some of these inventions have the Spike protein as an antigen and others use the nucleocapsid protein, different from the present invention.

[017]. Invenções patenteadas também exploram peptídeos para diagnóstico de COVID-19 por ELISA, como WO2021227364A1, WO2022077613A1, e CN111978378B, mas os antígenos correspondem a epítopos da proteína S e N, respectivamente. Existem ainda invenções que tratam de testes ELISA utilizando peptídeos combinados: US20220120737A1, WO2022015912A1 e CN111423496B, mas também correspondem a epítopos da proteína S e N, não tendo relação com peptídeos aqui desenhados.[017]. Patented inventions also exploit peptides for COVID-19 diagnosis by ELISA, such as WO2021227364A1, WO2022077613A1, and CN111978378B, but the antigens correspond to protein S and N epitopes, respectively. There are also inventions that deal with ELISA tests using combined peptides: US20220120737A1, WO2022015912A1 and CN111423496B, but they also correspond to epitopes of the S and N protein, having no relation to peptides designed here.

[018]. A proteína ORF8 é utilizada em teste ELISA para diagnóstico de COVID-19 na invenção WO2021219029A1, contudo ela é utilizada associada à outras proteínas. Não foi encontrada na plataforma Google Patents invenção que tratasse do uso de peptídeos provenientes das proteínas ORF8 e ORF9b em testes ELISA para diagnóstico sorológico da COVID-19.[018]. The ORF8 protein is used in an ELISA test for diagnosing COVID-19 in the invention WO2021219029A1, however it is used in association with other proteins. No invention was found on the Google Patents platform that dealt with the use of peptides from the ORF8 and ORF9b proteins in ELISA tests for the serological diagnosis of COVID-19.

[019]. Foi realizada também uma busca por artigos científicos nas plataformas Google Scholar, Science Direct e PubMed que tratassem do sujeito da presente invenção. Não foi encontrado nenhum trabalho com o mesmo conteúdo da presente invenção. Alguns trabalhos são relacionados ao tema, porém não são idênticos à presente invenção que tem como novidade o uso apenas de epítopos antigênicos.[019]. A search was also carried out for scientific articles on the Google Scholar, Science Direct and PubMed platforms that dealt with the subject of the present invention. No work was found with the same content as the present invention. Some works are related to the topic, but they are not identical to the present invention, which has the novelty of using only antigenic epitopes.

[020]. Vedova-Costa, et al (2021) constatou que, no Brasil, somente 7,6% dos testes aprovados para diagnóstico da COVID-19 pela Agência Nacional de Vigilância Sanitária (ANVISA) até fevereiro de 2021 eram de testes ELISA. As duas principais proteínas virais usadas como antígenos nos testes aprovados são as proteínas S e N. Além disso, a sensibilidade e especificidade fornecidas pelos fabricantes variam de 55 a 100% e 85 a 100%, respectivamente (VEDOVA-COSTA, Jean Michel Dela et al. A review on COVID-19 diagnosis tests approved for use in brazil and the impact on pandemic control. Brazilian Archives of Biology and Technology, v. 64, 2021).[020]. Vedova-Costa, et al (2021) found that, in Brazil, only 7.6% of tests approved for the diagnosis of COVID-19 by the National Health Surveillance Agency (ANVISA) until February 2021 were ELISA tests. The two main viral proteins used as antigens in approved tests are the S and N proteins. Furthermore, the sensitivity and specificity provided by manufacturers range from 55 to 100% and 85 to 100%, respectively (VEDOVA-COSTA, Jean Michel Dela et al. A review on COVID-19 diagnostic tests approved for use in Brazil and the impact on pandemic control.

[021]. Wang, et al (2020) produziram por via recombinante a proteína ORF8 em células de mamífero e utilizaram em teste ELISA. Os autores concluíram que pacientes infectados pelo SARS-CoV-2 tiveram soropositividade precoce para IgM, IgG e IgA anti-ORF8. Portanto, o teste sorológico que detecta o anticorpo IgG anti-ORF8 pode ser utilizado para o diagnóstico precoce e preciso da COVID-19. No trabalho, todos os 29 pacientes com COVID-19 apresentaram anticorpos anti-ORF8 (WANG, Xiaohui et al. Accurate diagnosis of COVID-19 by a novel immunogenic secreted SARS-CoV-2 orf8 protein. MBio, v. 11, n. 5, p. e02431-20, 2020), porém os autores utilizaram a proteína completa como antígeno, não estando incluída a sequência aqui reivindicada.[021]. Wang, et al (2020) recombinantly produced the ORF8 protein in mammalian cells and used it in an ELISA test. The authors concluded that patients infected with SARS-CoV-2 had early seropositivity for IgM, IgG and IgA anti-ORF8. Therefore, the serological test that detects the anti-ORF8 IgG antibody can be used for the early and accurate diagnosis of COVID-19. In the study, all 29 patients with COVID-19 presented anti-ORF8 antibodies (WANG, Xiaohui et al. Accurate diagnosis of COVID-19 by a novel immunogenic secreted SARS-CoV-2 orf8 protein. MBio, v. 11, n. 5, p. e02431-20, 2020), however the authors used the complete protein as the antigen, and the sequence claimed here is not included.

[022]. Meinberger, et al (2021) produziram ORF8 recombinante e utilizaram em teste de immunoblot e ELISA, com 12 amostras positivas para COVID-19 e expressaram em células HEK293 para a produção. Os autores descrevem que anticorpos de isotipo IgM direcionados contra a proteína ORF8 foram detectados na maioria dos pacientes (66,7%), mas outros isotipos tiveram menor performance como isotipos IgA (16%) ou IgG (32%) (MEINBERGER, Denise et al. Analysis of IgM, IgA, and IgG isotype antibodies Directed against SARS-CoV-2 spike glycoprotein and ORF8 in the course of COVID-19. Scientific reports, v. 11, n. 1, p. 1-9, 2021). Neste caso também trata de proteína completa como antígeno e a sequência aqui reivindicada não está contida 100% na proteína.[022]. Meinberger, et al (2021) produced recombinant ORF8 and used it in immunoblot and ELISA tests, with 12 samples positive for COVID-19 and expressed it in HEK293 cells for production. The authors describe that IgM isotype antibodies directed against the ORF8 protein were detected in the majority of patients (66.7%), but other isotypes had lower performance, such as IgA (16%) or IgG (32%) isotypes (MEINBERGER, Denise et al. Analysis of IgM, IgA, and IgG isotype antibodies directed against SARS-CoV-2 spike glycoprotein and ORF8 in the course of COVID-19, v. . In this case, it also deals with a complete protein as an antigen and the sequence claimed here is not contained 100% in the protein.

[023]. Hachim, et al (2020) produziram a proteína ORF8 recombinante em células Cos1. Os autores concluíram que a proteína ORF8 foi a que apresentou maior diferença de sinal entre amostras positivas para COVID-19 e negativas dentre as ORFs por eles testadas. Além disso, apenas os antígenos N, ORF3b e ORF8 apresentaram altos níveis de sensibilidade de 86,6 a 100%, para um painel de 61 indivíduos (HACHIM, Asmaa et al. ORF8 and ORF3b antibodies are accurate serological markers of early and late SARS-CoV-2 infection. Nature immunology, v. 21, n. 10, p. 1293-1301, 2020). Da mesma forma, foi utilizada a proteína completa e não apenas uma região antigênica, além da sequência não ser idêntica.[023]. Hachim, et al (2020) produced recombinant ORF8 protein in Cos1 cells. The authors concluded that the ORF8 protein was the one that showed the greatest difference in signal between positive and negative samples for COVID-19 among the ORFs they tested. Furthermore, only the N, ORF3b and ORF8 antigens showed high sensitivity levels of 86.6 to 100%, for a panel of 61 individuals (HACHIM, Asmaa et al. ORF8 and ORF3b antibodies are accurate serological markers of early and late SARS -CoV-2 infection. Nature immunology, v. 21, n. 10, p. Likewise, the complete protein was used and not just an antigenic region, in addition to the sequence not being identical.

[024]. Wang, et al (2021) caracterizaram as regiões imunodominantes na proteína ORF8 que se mostrou reativa no soro de 40 pacientes infectados por SARS-CoV-2. Os principais epítopos imunogênicos encontrados pelo autor estão localizados em (1) região N- terminal alfa-hélice, (2) os resíduos abrangendo as folhas beta 2 e 3 e (3), a alça entre as folhas beta 4 e 5. Segundo os autores, as regiões 10, 11 e 12 não foram imunereativas, e as regiões 13 e 14 apresentaram baixa reatividade. (WANG, Xiaohui et al. Mining of linear B cell epitopes of SARS- CoV-2 ORF8 protein from COVID-19 patients. Emerging microbes & infections, v. 10, n. 1, p. 1016-1023, 2021). Na presente invenção o peptídeo P.SC2.ORF8.50 se mostrou imunorreativo com soro de pacientes com COVID-19.[024]. Wang, et al (2021) characterized the immunodominant regions in the ORF8 protein that were reactive in the serum of 40 patients infected with SARS-CoV-2. The main immunogenic epitopes found by the author are located in (1) the N-terminal alpha-helix region, (2) the residues covering beta sheets 2 and 3 and (3), the loop between beta sheets 4 and 5. According to authors, regions 10, 11 and 12 were not immunoreactive, and regions 13 and 14 showed low reactivity. (WANG, Xiaohui et al. Mining of linear B cell epitopes of SARS- CoV-2 ORF8 protein from COVID-19 patients. Emerging microbes & infections, v. 10, n. 1, p. 1016-1023, 2021). In the present invention, the P.SC2.ORF8.50 peptide was immunoreactive with serum from patients with COVID-19.

[025]. Li, et al (2021) avaliaram o perfil de resposta de anticorpos contra o proteoma de SARS-CoV-2. Os autores concluíram que os padrões e dinâmica de produção de IgG contra as proteínas não estruturais/acessórias são diferentes daqueles produzidos frente as proteínas S e N. As proteínas não estruturais investigadas, dentre elas ORF9b, produziram forte resposta de IgG (LI, Yang et al. Antibody landscape against SARS-CoV-2 reveals significant differences between non-structural/accessory and structural proteins. Cell Reports, v. 36, n. 2, p. 109391, 2021). JIANG, et al. (2020) também concluíram que além das proteínas N e S1, existem respostas significativas de anticorpos para as proteínas ORF9b e NSP5 (JIANG, He-wei et al. Global profiling of SARS- CoV-2 specific IgG/IgM responses of convalescents using a proteome microarray. MedRxiv, 2020). A sequência aqui reivindicada não é 100% similar à proteína em descrita pelos autores, além de ser um peptídeo sintético e não uma proteína recombinante.[025]. Li, et al (2021) evaluated the antibody response profile against the SARS-CoV-2 proteome. The authors concluded that the patterns and dynamics of IgG production against non-structural/accessory proteins are different from those produced against proteins S and N. The non-structural proteins investigated, including ORF9b, produced a strong IgG response (LI, Yang et al. Antibody landscape against SARS-CoV-2 reveals significant differences between non-structural/accessory and structural proteins. JIANG, et al. (2020) also concluded that in addition to the N and S1 proteins, there are significant antibody responses to the ORF9b and NSP5 proteins (JIANG, He-wei et al. Global profiling of SARS- CoV-2 specific IgG/IgM responses of convalescents using a proteome microarray. MedRxiv, 2020). The sequence claimed here is not 100% similar to the protein described by the authors, in addition to being a synthetic peptide and not a recombinant protein.

[026]. A presente invenção trata de dois novos antígenos peptídicos sintéticos provenientes das proteínas ORF9b e ORF8 de SARS- CoV-2 (Seq ID N°1 e Seq ID N°2, respectivamente). Além de dois testes de diagnóstico sorológico (ELISA indireto) para COVID-19 utilizando estes peptídeos como antígenos. Ambos os peptídeos correspondem às sequências artificiais, produzidas a partir de modificações feitas em laboratório das sequências naturais. Ficou demonstrado nos exemplos apresentados neste relatório a imunorreatividade destes peptídeos com soros de indivíduos infectados com SARS-CoV-2. O ensaio ELISA indireto utilizando os peptídeos P.SC2.ORF9b.27 como antígeno apresenta 95,5% de sensibilidade e 93,3% de especificidade para anticorpos totais (IgA, IgM e IgG), em um painel de 96 soros. Do mesmo modo, o ensaio ELISA indireto utilizando o peptídeo P.SC2.ORF8.50 como antígeno apresentou 90,9% de sensibilidade e 93,3% de especificidade. A sensibilidade e especificidade dos presentes testes estão em equidade com os parâmetros de testes reportados na literatura utilizando as proteínas S e N.[026]. The present invention deals with two new synthetic peptide antigens originating from the ORF9b and ORF8 proteins of SARS-CoV-2 (Seq ID N°1 and Seq ID N°2, respectively). In addition to two serological diagnostic tests (indirect ELISA) for COVID-19 using these peptides as antigens. Both peptides correspond to artificial sequences, produced from laboratory modifications of natural sequences. The examples presented in this report demonstrated the immunoreactivity of these peptides with sera from individuals infected with SARS-CoV-2. The indirect ELISA assay using the P.SC2.ORF9b.27 peptides as antigen shows 95.5% sensitivity and 93.3% specificity for total antibodies (IgA, IgM and IgG), in a panel of 96 sera. Likewise, the indirect ELISA assay using the P.SC2.ORF8.50 peptide as antigen showed 90.9% sensitivity and 93.3% specificity. The sensitivity and specificity of the present tests are in line with the test parameters reported in the literature using the S and N proteins.

[027]. A presente invenção inova por fazer uso de peptídeos provenientes de proteínas acessórias, que representam uma minoria em relação aos testes que utilizam as proteínas S ou N. No atual momento da pandemia, existe uma demanda por testes de segunda geração, que servem para complementar os testes existentes, garantindo uma maior variabilidade. Isso ocorre porque eventuais mutações sofridas pelo vírus nas proteínas estruturais resultariam em perda de sensibilidade dos testes disponíveis. Este problema pode ser contornado ao utilizar antígenos de proteínas acessórias. Pelo exposto, este trabalho oferece uma opção original e promissora de teste sorológico para diagnóstico da COVID-19.[027]. The present invention innovates by making use of peptides from accessory proteins, which represent a minority in relation to tests that use proteins S or N. At the current time of the pandemic, there is a demand for second generation tests, which serve to complement the existing tests, ensuring greater variability. This is because any mutations suffered by the virus in structural proteins would result in a loss of sensitivity of the available tests. This problem can be overcome by using accessory protein antigens. Based on the above, this work offers an original and promising serological test option for diagnosing COVID-19.

Descrição da abordagem do problema técnicoDescription of the approach to the technical problem

[028]. No atual estágio da pandemia de COVID-19, as ferramentas disponíveis para controle são as vacinas e os testes de diagnóstico. O diagnóstico precoce, seguido de tratamento e isolamento dos doentes é um ponto chave para controlar a disseminação da doença. Nossa invenção surgiu em resposta aos problemas técnicos existentes e à necessidade de descoberta de novos marcadores de diagnóstico imunológico para a COVID-19.[028]. At the current stage of the COVID-19 pandemic, the tools available for control are vaccines and diagnostic tests. Early diagnosis, followed by treatment and isolation of patients is a key point in controlling the spread of the disease. Our invention emerged in response to existing technical problems and the need to discover new immunological diagnostic markers for COVID-19.

[029]. As técnicas de diagnósticos moleculares, principalmente as RT-qPCRs, são consideradas padrão ouro do diagnóstico da COVID-19. Contudo, estas técnicas apresentam limitações com relação ao período de detecção do vírus, que só é possível nas primeiras semanas da infecção viral. Além disso, países em desenvolvimento estão em desvantagem devido à falta de configuração laboratorial de qualidade, ferramentas adequadas de manuseio de amostras, equipamentos de segurança, e pessoal de laboratório bem treinado. Ademais, o teste RT- qPCR é de alto custo, o que dificulta o acesso para as populações de baixa ou média renda. Por fim, a técnica apresenta taxa moderada de resultados falso-negativos (ADNAN, Nihad et al. Detection of SARS-CoV-2 by antigen ELISA test is highly swayed by viral load and sample storage condition. Expert Review of Anti-infective Therapy, v. 20, n. 3, p. 473-481, 2022).[029]. Molecular diagnostic techniques, especially RT-qPCRs, are considered the gold standard for diagnosing COVID-19. However, these techniques have limitations regarding the virus detection period, which is only possible in the first weeks of the viral infection. Furthermore, developing countries are at a disadvantage due to lack of quality laboratory setup, adequate sample handling tools, safety equipment, and well-trained laboratory personnel. Furthermore, the RT-qPCR test is expensive, which makes access difficult for low- or medium-income populations. Finally, the technique presents a moderate rate of false-negative results (ADNAN, Nihad et al. Detection of SARS-CoV-2 by antigen ELISA test is highly swayed by viral load and sample storage condition. Expert Review of Anti-infective Therapy, v. 20, n. 3, p. 473-481, 2022).

[030]. Os testes sorológicos são utilizados para identificar a presença de anticorpos contra o patógeno, por isso são considerados como um diagnóstico indireto. Os anticorpos IgM e IgA são produzidos primeiro, e indicam fase aguda da infecção. Já os anticorpos IgG se mantém detectáveis por períodos superiores a sete semanas, então permitem o diagnóstico mesmo decorrido um longo período da infecção. Ademais, tanto casos sintomáticos quanto assintomáticos podem ser diagnosticados por esta técnica. Os testes sorológicos também auxiliam nas políticas de vacinação e permitem monitorar a incidência da doença na população.[030]. Serological tests are used to identify the presence of antibodies against the pathogen, which is why they are considered an indirect diagnosis. IgM and IgA antibodies are produced first, and indicate the acute phase of the infection. IgG antibodies remain detectable for periods longer than seven weeks, so they allow diagnosis even after a long period of infection. Furthermore, both symptomatic and asymptomatic cases can be diagnosed using this technique. Serological tests also help with vaccination policies and allow monitoring the incidence of the disease in the population.

[031]. A técnica ELISA supre as limitações apresentadas por outras técnicas e é indicada principalmente para testagem em grande quantidade devido ao seu baixo custo relativo. Além disso, é uma técnica bem consolidada, bem difundida entre laboratórios de diagnóstico e passível de automação, e apresentam uma variedade de possíveis antígenos a serem empregados. Os antígenos podem ser o patógeno inativado, seus fragmentos, proteínas recombinantes ou ainda frações proteicas denominadas epítopos antigênicos.[031]. The ELISA technique overcomes the limitations presented by other techniques and is mainly indicated for testing in large quantities due to its relative low cost. Furthermore, it is a well-established technique, well disseminated among diagnostic laboratories and capable of automation, and presents a variety of possible antigens to be used. Antigens can be the inactivated pathogen, its fragments, recombinant proteins or even protein fractions called antigenic epitopes.

[032]. Na presente invenção foram utilizados peptídeos sintéticos ao invés de proteínas recombinantes como antígenos, explorando assim o potencial antigênico de poucos, ou apenas um epítopo. A restrição de epítopos disponíveis para a interação antígeno-anticorpo pode oferecer uma vantagem de especificidade ao teste, sem comprometer a sensibilidade.[032]. In the present invention, synthetic peptides were used instead of recombinant proteins as antigens, thus exploiting the antigenic potential of a few, or just one, epitope. Restricting the epitopes available for antigen-antibody interaction can offer an advantage in specificity to the test, without compromising sensitivity.

[033]. Peptídeos sintéticos são comumente produzidos rapidamente em larga escala utilizando equipamentos automatizados. Desta forma, viabilizando o uso como antígeno em testes ELISA, que são utilizados também para testagem em larga escala.[033]. Synthetic peptides are commonly produced quickly on a large scale using automated equipment. In this way, enabling its use as an antigen in ELISA tests, which are also used for large-scale testing.

[034]. Neste contexto, a presente invenção descreve o uso de dois novos antígenos, os peptídeos sintéticos de sequências artificiais P.SC2.ORF9b.27 e P.SC2.ORF8.50 para uso em diagnóstico sorológico. Eles são produzidos por síntese química, em larga escala, e podem ser utilizados em uma plataforma de testagem de COVID-19. O método ELISA indireto permite identificar imunoglobulinas IgA, IgM e IgG, e pode ser utilizado para diagnóstico em diferentes fases da infecção pelo vírus, para casos sintomáticos e assintomáticos. Sendo assim, o conjunto da presente invenção é uma opção viável de teste sorológico da COVID-19 e apresenta uma diferença entre a grande maioria dos testes disponíveis por utilizar peptídeos provenientes de proteína acessórias pouco exploradas. Desta forma, disponibiliza mais opções de insumos para o controle da pandemia.[034]. In this context, the present invention describes the use of two new antigens, synthetic peptides with artificial sequences P.SC2.ORF9b.27 and P.SC2.ORF8.50 for use in serological diagnosis. They are produced by chemical synthesis, on a large scale, and can be used in a COVID-19 testing platform. The indirect ELISA method allows the identification of IgA, IgM and IgG immunoglobulins, and can be used for diagnosis at different stages of virus infection, for symptomatic and asymptomatic cases. Therefore, the set of the present invention is a viable option for serological testing of COVID-19 and presents a difference between the vast majority of available tests by using peptides from little explored accessory proteins. In this way, more input options are available to control the pandemic.

Descrição detalhada da InvençãoDetailed description of the Invention

[035]. A presente invenção trata de dois novos peptídeos sintéticos P.SC2.ORF9b.27 e P.SC2.ORF8.50. O peptídeo P.SC2.ORF9b.27 é caracterizado por conter a sequência artificial (SEQ ID N°1). Esta sequência é composta por fragmentos base proveniente da proteína ORF9b de SARS-CoV-2 (código P0DTD2 da plataforma NCBI - https://www.ncbi.nlm.nih.gov/), acrescida de uma cauda hidrofílica. Esta cauda é uma sequência artificial de aminoácidos que foram acrescidos na extremidade N-terminal com a finalidade de conferir maior estabilidade físico-química e hidrofilicidade à molécula, de modo a tornar o peptídeo mais solúvel em água. Além disso, ela possui carga positiva, que aumenta a força de ligação do antígeno com o suporte sólido durante a fase de coating do teste ELISA.[035]. The present invention concerns two new synthetic peptides P.SC2.ORF9b.27 and P.SC2.ORF8.50. The P.SC2.ORF9b.27 peptide is characterized by containing the artificial sequence (SEQ ID NO. 1). This sequence is composed of base fragments from the SARS-CoV-2 ORF9b protein (code P0DTD2 from the NCBI platform - https://www.ncbi.nlm.nih.gov/), plus a hydrophilic tail. This tail is an artificial sequence of amino acids that were added at the N-terminal end in order to provide greater physicochemical stability and hydrophilicity to the molecule, in order to make the peptide more soluble in water. Furthermore, it has a positive charge, which increases the binding strength of the antigen with the solid support during the coating phase of the ELISA test.

[036]. Do mesmo modo, o peptídeo P.SC2.ORF8.50 é caracterizado por conter a sequência artificial (SEQ ID N°2). O fragmento base desta sequência é proveniente da proteína ORF8 de SARS-CoV-2 (código P0DTC8 da plataforma NCBI - https://www.ncbi.nlm.nih.gov/). Uma sequência artificial de aminoácidos também foi adicionada à região N- terminal do peptídeo.[036]. Likewise, the peptide P.SC2.ORF8.50 is characterized by containing the artificial sequence (SEQ ID NO. 2). The base fragment of this sequence comes from the ORF8 protein of SARS-CoV-2 (code P0DTC8 from the NCBI platform - https://www.ncbi.nlm.nih.gov/). An artificial amino acid sequence was also added to the N-terminal region of the peptide.

[037]. Ambos os antígenos foram sintetizados em equipamento automatizado MultiPep RS (Intavis Bioanalytical Instruments), pela técnica de síntese química em suporte sólido. Em resumo, a α-carboxila se liga covalentemente a um suporte polimérico ou resina. A síntese geralmente se dá no sentido C para N-terminal. Os aminoácidos são protegidos por grupos Fmoc, que são removidos após a etapa de coupling (MACHADO, Alessandra et al. Sínteses química e enzimática de peptídeos: princípios básicos e aplicações. Química nova, v. 27, p. 781-789, 2004). Após a síntese, os peptídeos foram purificados fazendo três lavagens com éter terc-butil-metil. Em seguida, foram congelados em ultrafreezer a -80°c e liofilizados. Após a liofilização os peptídeos estavam em estado sólido, o que permite o armazenamento dos antígenos por longos períodos. Em seguida, os peptídeos foram hidratados e foi determinada a concentração de proteína em solução utilizando o Kit Micro BSA BCA Protein Assay Kit (ThermoFisher Scientific).[037]. Both antigens were synthesized in automated MultiPep RS equipment (Intavis Bioanalytical Instruments), using the chemical synthesis technique on a solid support. In summary, the α-carboxyl covalently bonds to a polymeric support or resin. Synthesis generally occurs in the C to N-terminal direction. The amino acids are protected by Fmoc groups, which are removed after the coupling step (MACHADO, Alessandra et al. Chemical and enzymatic synthesis of peptides: basic principles and applications. Química nova, v. 27, p. 781-789, 2004) . After synthesis, the peptides were purified by washing three times with tert-butyl-methyl ether. They were then frozen in an ultrafreezer at -80°C and lyophilized. After lyophilization, the peptides were in a solid state, which allows the antigens to be stored for long periods. Then, the peptides were hydrated and the protein concentration in solution was determined using the Micro BSA BCA Protein Assay Kit (ThermoFisher Scientific).

[038]. Os peptídeos P.SC2.ORF9b.27 e P.SC2.ORF8.50 são imunorreativos com soro de indivíduos infectados pelo SARS-CoV-2, e podem ser utilizados para diagnóstico da COVID-19 em diversas plataformas, como: ELISA, teste de fluxo lateral, immunoblotting, imunofluorescência, porém não são limitados a esses.[038]. The P.SC2.ORF9b.27 and P.SC2.ORF8.50 peptides are immunoreactive with serum from individuals infected with SARS-CoV-2, and can be used to diagnose COVID-19 on various platforms, such as: ELISA, test lateral flow, immunoblotting, immunofluorescence, but are not limited to these.

[039]. A presente invenção também descreve os ensaios ELISA indireto para diagnóstico sorológico da COVID-19, utilizando os peptídeos P.SC2.ORF9b.27 e P.SC2.ORF8.50 como antígeno. Os dois testes possuem as mesmas etapas, mas diferem no antígeno utilizado. As etapas são:[039]. The present invention also describes indirect ELISA assays for serological diagnosis of COVID-19, using the peptides P.SC2.ORF9b.27 and P.SC2.ORF8.50 as antigen. The two tests have the same steps, but differ in the antigen used. The steps are:

[040]. O revestimento a 4°C overnight de placas de alta aderência de fundo plano de 96 poços (Greiner Bio-one) com os peptídeos diluídos em solução de coating (PBS com 53% Na2CO3 e 42% NaHCO3, pH 9,6). Seguido de bloqueio com solução de bloqueio (0,05% Tween 20, 1-10% de BSA em PBS) por uma hora a 37 °C. Seguido por amostras de soro diluídas (1:50 até 1:400) ligados por 1 h a 37 °C. Seguido por um anticorpo secundário anti-IgTotal (IgA, IgM e IgG) humano marcado com HRP (Invitrogen) na diluição variando de 1:5.000 até 1:30.000 em tampão de diluição (1% BSA, em PBS) por 1 h a 37 °C. A revelação é feita com TMB (3,3', 5,5'-tetrametilbenzidina), mas não se restringe a esta solução. Após o período de incubação, que varia de 5 à 45 minutos, a reação é parada com ácido clorídrico (HCl 5N) (Anidrol Produtos para Laboratórios). Por fim, se faz a leitura da absorbância a 450 nm. Entre cada etapa são feitas de 4 a 6 lavagens com solução de lavagem (0,138 M NaCl, 0,05% Tween 20). O método aqui descrito é detalhado no exemplo 2.[040]. Coating at 4°C overnight of 96-well flat-bottom high-adhesion plates (Greiner Bio-one) with the peptides diluted in coating solution (PBS with 53% Na2CO3 and 42% NaHCO3, pH 9.6). Followed by blocking with blocking solution (0.05% Tween 20, 1-10% BSA in PBS) for one hour at 37°C. Followed by diluted serum samples (1:50 to 1:400) bound for 1 h at 37 °C. Followed by an HRP-labeled anti-human IgTotal (IgA, IgM, and IgG) secondary antibody (Invitrogen) at dilution ranging from 1:5,000 to 1:30,000 in dilution buffer (1% BSA, in PBS) for 1 h at 37° W. The development is done with TMB (3,3', 5,5'-tetramethylbenzidine), but is not restricted to this solution. After the incubation period, which varies from 5 to 45 minutes, the reaction is stopped with hydrochloric acid (HCl 5N) (Anidrol Produtos para Laboratórios). Finally, the absorbance is read at 450 nm. Between each step, 4 to 6 washes are performed with washing solution (0.138 M NaCl, 0.05% Tween 20). The method described here is detailed in example 2.

[041]. Esta invenção não se limita aos reagentes, metodologia e protocolos específicos aqui descritos, pois estes podem variar. Ademais, as terminologias aqui utilizadas têm apenas o propósito de descrever os procedimentos e não se destina a limitar o âmbito da presente invenção será limitado pelas reivindicações anexas. A presente invenção será mais bem compreendida por meio da descrição dos resultados obtidos descritos nos exemplos 1, 2 e 3 que compõem este relatório descritivo.[041]. This invention is not limited to the specific reagents, methodology and protocols described herein, as these may vary. Furthermore, the terminologies used herein are only for the purpose of describing the procedures and are not intended to limit the scope of the present invention and will be limited by the appended claims. The present invention will be better understood by describing the results obtained described in examples 1, 2 and 3 that make up this descriptive report.

Exemplo 1: Método de seleção e produção dos peptídeos sintéticos e avaliação in sílico das propriedades físico-químicasExample 1: Method of selection and production of synthetic peptides and in silico evaluation of physicochemical properties

[042]. As sequências de aminoácidos dos peptídeos P.SC2.ORF9b.27 e P.SC2.ORF8.50 (SEQ ID No. 1 e SEQ ID No. 2, respectivamente) foram definidas a partir de uma predição de epítopos de célula B realizada por bioinformática. Para isso, a sequência de aminoácidos de ambas as proteínas foi baixada do banco de dados do NCBI (https://www.ncbi.nlm.nih.gov/), cujos códigos são P0DTD2 e P0DTC8. Em seguida, foi realizada uma varredura na sequência das proteínas utilizando quatro softwares: 1. Bepipred linear epitope prediction; 2. BepiPred-2.0: Sequential B-Cell Epitope Predictor; 3. RelativeSurfaceAccessilibity; 4. Exposed surface. (LARSEN, Jens Erik Pontoppidan; LUND, Ole; NIELSEN, Morten. Improved method for predicting linear B-cell epitopes. Immunome research, v. 2, n. 1, p. 1-7, 2006. JESPERSEN, Martin Closter et al. BepiPred- 2.0: improving sequence-based B-cell epitope prediction using conformational epitopes. Nucleic acids research, v. 45, n. W1, p. W24- W29, 2017. JANIN, Joel et al. Conformation of amino acid side-chains in proteins. Journal of molecular biology, v. 125, n. 3, p. 357-386, 1978).[042]. The amino acid sequences of the peptides P.SC2.ORF9b.27 and P.SC2.ORF8.50 (SEQ ID No. 1 and SEQ ID No. 2, respectively) were defined from a prediction of B cell epitopes performed by bioinformatics. For this, the amino acid sequence of both proteins was downloaded from the NCBI database (https://www.ncbi.nlm.nih.gov/), whose codes are P0DTD2 and P0DTC8. Next, the protein sequence was scanned using four software programs: 1. Bepipred linear epitope prediction; 2. BepiPred-2.0: Sequential B-Cell Epitope Predictor; 3. RelativeSurfaceAccessilibity; 4. Exposed surface. (LARSEN, Jens Erik Pontoppidan; LUND, Ole; NIELSEN, Morten. Improved method for predicting linear B-cell epitopes. Immunome research, v. 2, n. 1, p. 1-7, 2006. JESPERSEN, Martin Closter et al . BepiPred- 2.0: improving sequence-based B-cell epitope prediction using conformational epitopes research, v. chains in proteins. Journal of molecular biology, v. 125, n.

[043]. Cada resíduo da proteína recebeu um valor predito para cada um dos quatro parâmetros obtidos dos softwares listados acima. Os maiores valores de cada parâmetro (20%) receberam pontuação de 0,25, o restante recebeu pontuação zero para aquele parâmetro. No final, as pontuações obtidas em cada parâmetro foram somadas. Desta forma, cada resíduo pode ter uma pontuação total variando de 0 a 1. Sendo zero correspondente a não significativo em nenhum parâmetro e um correspondente a valores significativos nos quatro parâmetros. Desta forma, foi possível identificar as regiões epítopo dominantes dentro das proteínas ORF9b (Figura 1) e ORF8 (Figura 2). Estas regiões foram selecionadas como base para a construção dos peptídeos P.SC2.ORF9b.27 e P.SC2.ORF8.50[043]. Each protein residue received a predicted value for each of the four parameters obtained from the software listed above. The highest values for each parameter (20%) received a score of 0.25, the remainder received a score of zero for that parameter. At the end, the scores obtained for each parameter were added together. In this way, each residue can have a total score ranging from 0 to 1. With zero corresponding to non-significant in any parameter and one corresponding to significant values in the four parameters. In this way, it was possible to identify the dominant epitope regions within the ORF9b (Figure 1) and ORF8 (Figure 2) proteins. These regions were selected as the basis for the construction of the peptides P.SC2.ORF9b.27 and P.SC2.ORF8.50

[044]. Uma vez identificados os fragmentos base, aminoácidos não naturais foram adicionados, compondo assim as SEQ ID No. 1 e SEQ ID No. 2 (Tabela1). O objetivo destas inserções é o aumento da solubilidade dos peptídeos, de modo que possam ser manipulados em solução aquosa. A cauda com carga positiva adicionada à região N-terminal permite melhor ligação com a placa de alta afinidade utilizada no ensaio ELISA. As propriedades físico-químicas dos peptídeos foi avaliada pela plataforma online PepCalc (https://pepcalc.com/). Tabela 1. Propriedades físico-químicas dos novos peptídeos P.SC2.ORF9b.27 e P.SC2.ORF8.50. [044]. Once the base fragments were identified, unnatural amino acids were added, thus composing SEQ ID No. 1 and SEQ ID No. 2 (Table 1). The objective of these insertions is to increase the solubility of the peptides, so that they can be manipulated in aqueous solution. The positively charged tail added to the N-terminal region allows better binding to the high affinity plate used in the ELISA assay. The physicochemical properties of the peptides were evaluated using the PepCalc online platform (https://pepcalc.com/). Table 1. Physicochemical properties of the new peptides P.SC2.ORF9b.27 and P.SC2.ORF8.50.

[045]. Em seguida, foi utilizada a ferramenta BLASTp para avaliar a cobertura e identidade das sequências dos peptídeos com sequências dos organismos SARS-CoV-2 (taxid:2697049), MERS (1335626), H1N1 (taxid:114727) e humanos (taxid:9606) (ALTSCHUL, Stephen F. et al. Gapped BLAST and PSI-BLAST: a new generation of protein database search programs. Nucleic Acids Research, v. 25, n. 17, p. 3389-3402, 1997).[045]. Next, the BLASTp tool was used to evaluate the coverage and identity of the peptide sequences with sequences from the organisms SARS-CoV-2 (taxid:2697049), MERS (1335626), H1N1 (taxid:114727) and humans (taxid:9606 ) (ALTSCHUL, Stephen F. et al. Gapped BLAST and PSI-BLAST: a new generation of protein database search programs. Nucleic Acids Research, v. 25, n. 17, p. 3389-3402, 1997).

[046]. As sequências SEQ ID No. 1 e SEQ ID No. 2 apresentaram cobertura de 84% e 87% respectivamente com o vírus SARS-CoV-2. Deste modo, os peptídeos P.SC2.ORF9b.27 (SEQ ID No. 1) e P.SC2.ORF8.50 (SEQ ID No. 2) apresentam similaridade com o patógeno, o que contribui para uma elevada especificidade do teste. Entretanto, as sequências de aminoácidos dos peptídeos não correspondem a sequências naturais. Além disso, ambos os peptídeos apresentaram menor similaridade para os organismos MERS, H1N1 e humanos, diminuindo o risco de reação cruzada e contribuindo para uma maior especificidade do teste de diagnóstico.[046]. The sequences SEQ ID No. 1 and SEQ ID No. 2 showed coverage of 84% and 87% respectively with the SARS-CoV-2 virus. Therefore, the peptides P.SC2.ORF9b.27 (SEQ ID No. 1) and P.SC2.ORF8.50 (SEQ ID No. 2) show similarity with the pathogen, which contributes to the high specificity of the test. However, the amino acid sequences of the peptides do not correspond to natural sequences. Furthermore, both peptides showed less similarity to MERS, H1N1 and human organisms, reducing the risk of cross-reaction and contributing to greater specificity of the diagnostic test.

[047]. Uma vez definidas as sequências de aminoácidos dos peptídeos, eles foram sintetizados. O processo foi realizado em equipamento automatizado MultiPep RS (Intavis Bioanalytical Instruments), pela técnica de síntese ancorada em matriz sólida. Após a síntese, os peptídeos foram purificados com lavagens sucessivas com solvente éter terc-butil-metil. Em seguida foi congelado em freezer a - 80°C e passou por um processo de liofilização em equipamento liofilizador Modulyod Freeze Dryer (ThermoFischer) até a solidificação. Por fim, foram ressuspendidos em água ultrapura, a concentração da solução final foi determinada utilizando o kit Micro BCA Protein Assay (MERRIFIELD, R. B. Solid Phase Peptide Synthesis. I. The Synthesis of a Tetrapeptide. Journal of the American Chemical Society, v. 85, n. 14, p. 2149-2154, 1963).[047]. Once the amino acid sequences of the peptides were defined, they were synthesized. The process was carried out in automated MultiPep RS equipment (Intavis Bioanalytical Instruments), using the solid matrix-anchored synthesis technique. After synthesis, the peptides were purified with successive washes with tert-butyl-methyl ether solvent. It was then frozen in a freezer at -80°C and went through a freeze-drying process in Modulyod Freeze Dryer (ThermoFischer) freeze-drying equipment until solidification. Finally, they were resuspended in ultrapure water, the concentration of the final solution was determined using the Micro BCA Protein Assay kit (MERRIFIELD, R. B. Solid Phase Peptide Synthesis. I. The Synthesis of a Tetrapeptide. Journal of the American Chemical Society, v. 85 , n. 14, p. 2149-2154, 1963).

Exemplo 2: Reatividade dos peptídeos com anticorpos anti-ORF9b e anti- ORF8 e padronização de ensaio ELISA indireto para detectar anticorpos IgA, IgM e IgGExample 2: Reactivity of peptides with anti-ORF9b and anti-ORF8 antibodies and standardization of indirect ELISA assay to detect IgA, IgM and IgG antibodies

[048]. 66 amostras biológicas de pacientes que testaram positivo para COVID-19 pelo teste RT-qPCR foram coletadas. A coleta e uso do material foi aprovado pelo Comitê de Ética em Pesquisa (CEP) n° 4.421.856. Além disso, foram utilizadas 30 amostras de soro negativos coletasos de indivíduos sadios antes de dezembro de 2019.[048]. 66 biological samples from patients who tested positive for COVID-19 by the RT-qPCR test were collected. The collection and use of the material was approved by the Research Ethics Committee (CEP) No. 4,421,856. In addition, 30 negative serum samples collected from healthy individuals before December 2019 were used.

[049]. Para a realização do teste ELISA, é necessário a otimização das condições do teste. Isso implica em variar a massa de antígeno por poço, concentração da solução de bloqueio, diluição do soro, diluição do anticorpo secundário conjugado e tempo de parada da reação (Tabela 2). Para a etapa de padronização das condições ótimas das reações foram feitos pools de soros positivos e negativos. Tabela 2. Parâmetros avaliadas na padronização dos ensaios ELISA indireto. [049]. To perform the ELISA test, it is necessary to optimize the test conditions. This implies varying the mass of antigen per well, concentration of the blocking solution, serum dilution, dilution of the conjugated secondary antibody and reaction stopping time (Table 2). For the stage of standardizing the optimal reaction conditions, pools of positive and negative sera were created. Table 2. Parameters evaluated in the standardization of indirect ELISA assays.

[050]. O ensaio ELISA indireto se inicia com a diluição do peptídeo em tampão carbonato (0,05M, pH 9.6) podendo ser usado outros tampões. A concentração de peptídeo na solução diluída varia de 0,1 a 3,0 ng/μL. Em seguida, a solução é pipetada nos poços da microplaca de alta aderência (suporte sólido) de modo que a massa de peptídeo, por poço, varie de 10 a 300 ng. A microplaca permanece incubada a 4°C overnight, permitindo que o peptídeo se ligue e permaneça aderido à sua superfície. Os suportes sólidos incluem microplacas de alta afinidade, que podem ser de nitrocelulose, nylon, látex, polipropileno ou poliestireno, mas não se restringindo a estas.[050]. The indirect ELISA assay begins with the dilution of the peptide in carbonate buffer (0.05M, pH 9.6) and other buffers can be used. The peptide concentration in the diluted solution ranges from 0.1 to 3.0 ng/μL. Then, the solution is pipetted into the wells of the high-adherence microplate (solid support) so that the peptide mass per well varies from 10 to 300 ng. The microplate remains incubated at 4°C overnight, allowing the peptide to bind and remain adhered to its surface. Solid supports include high-affinity microplates, which can be made of nitrocellulose, nylon, latex, polypropylene or polystyrene, but are not restricted to these.

[051]. Posteriormente, são realizadas quatro lavagens dos poços com solução de lavagem 1x (PBS 100 mM, Tween 20 a 0,05%, pH 7.4). Adiciona-se solução de bloqueio de soro albumina bovina (BSA) variando de 1 a 10% em tampão PBS, pH 7.4. E são realizadas outras quatro a seis lavagens.[051]. Subsequently, the wells are washed four times with 1x washing solution (100 mM PBS, 0.05% Tween 20, pH 7.4). Bovine serum albumin (BSA) blocking solution ranging from 1 to 10% in PBS buffer, pH 7.4, is added. And another four to six washes are carried out.

[052]. Em seguida, amostras de fluido biológico (sangue, soro, plasma, saliva, urina ou lágrima) são adicionadas ao suporte sólido. Neste exemplo a amostra biológica usada foi soro. As amostras biológicas devem ser diluídas e as taxas de diluição variaram de 1:50 a 1:400. O diluente das amostras é o tampão de incubação composto de caseína em concentração entre 1,6 e 4,4% (m/v) em solução tampão fosfato- salina (PBS) pH 7.4. As moléculas presentes nas amostras que não interagem especificamente com o antígeno imobilizado são removidas por seis lavagens.[052]. Then, biological fluid samples (blood, serum, plasma, saliva, urine or tears) are added to the solid support. In this example the biological sample used was serum. Biological samples must be diluted and dilution rates ranged from 1:50 to 1:400. The sample diluent is the incubation buffer composed of casein at a concentration between 1.6 and 4.4% (w/v) in phosphate-saline buffer solution (PBS) pH 7.4. Molecules present in the samples that do not specifically interact with the immobilized antigen are removed by six washes.

[053]. Soluções de anticorpos secundários conjugados com isótopos radioativos, enzimas ou fluoróforos, anti Ig total (IgA, IgM e IgG) humano são adicionados. Os anticorpos secundários variam de acordo com o anticorpo alvo do teste, e devem ser diluídos em tampão de incubação nas diluições 1:5000 a 1:30000. Os poços são lavados seis vezes com solução de lavagem.[053]. Solutions of secondary antibodies conjugated with radioactive isotopes, enzymes or fluorophores, anti-human total Ig (IgA, IgM and IgG) are added. Secondary antibodies vary according to the target antibody of the test, and must be diluted in incubation buffer at dilutions of 1:5000 to 1:30000. The wells are washed six times with washing solution.

[054]. Posteriormente é adicionada solução de revelação ao suporte sólido, como TMB (3,3',5,5'-Tetramethylbenzidine Liquid Substrate) e OPD (o-phenylenediamine dihydrochloride), mas não se restringindo a estas. O tempo de incubação varia de 5 a 60 minutos, após este tempo a reação é interrompida pela adição de solução de parada (como HCL 5N). O sinal emitido após a adição dos substratos enzimáticos pode ser colorimétrico, quimioluminescente ou fluorescente, e a quantificação deste sinal indica a presença ou não de anticorpos anti-SARS-CoV-2.[054]. Subsequently, a developing solution is added to the solid support, such as TMB (3,3',5,5'-Tetramethylbenzidine Liquid Substrate) and OPD (o-phenylenediamine dihydrochloride), but not restricted to these. The incubation time varies from 5 to 60 minutes, after this time the reaction is stopped by adding a stop solution (such as 5N HCL). The signal emitted after the addition of enzyme substrates can be colorimetric, chemiluminescent or fluorescent, and quantification of this signal indicates the presence or absence of anti-SARS-CoV-2 antibodies.

[055]. Uma vez concluída esta etapa de otimização, foi possível determinar as condições ótimas de trabalho. Esta foi utilizada para avaliar a reatividade de um pool de soros positivos e negativos, para os peptídeos P.SC2.ORF9b.27 e P.SC2.ORF8.50 (Figura 3). A partir destes resultados, foi possível concluir que ambos os antígenos apresentaram reatividade mais forte para o pool de soros positivos que o pool de soros negativos. Isso indica a imunorreatividade destes peptídeos com anticorpos anti-ORF9b e anti-ORF8 presentes no soro de indivíduos infectados pelo SARS-CoV-2.[055]. Once this optimization stage was completed, it was possible to determine the optimal working conditions. This was used to evaluate the reactivity of a pool of positive and negative sera for the peptides P.SC2.ORF9b.27 and P.SC2.ORF8.50 (Figure 3). From these results, it was possible to conclude that both antigens showed stronger reactivity towards the pool of positive sera than the pool of negative sera. This indicates the immunoreactivity of these peptides with anti-ORF9b and anti-ORF8 antibodies present in the serum of individuals infected with SARS-CoV-2.

Exemplo 3: Validação do uso dos peptídeos P.SC2.ORF9b.27 e P.SC2.ORF8.50 como antígenos para diagnóstico da COVID-19Example 3: Validation of the use of the peptides P.SC2.ORF9b.27 and P.SC2.ORF8.50 as antigens for diagnosing COVID-19

[056]. Para a validação do antígeno foi utilizado o painel completo de 66 soros positivos e 30 negativos. Estes painéis de soros foram avaliados pelo ensaio ELISA indireto utilizando os peptídeos P.SC2.ORF9b.27 e P.SC2.ORF8.50. O protocolo utilizado foi o descrito no exemplo 2. Dentre os soros positivos existem casos de COVID-19 sintomáticos e assintomáticos.[056]. For antigen validation, the complete panel of 66 positive and 30 negative sera was used. These serum panels were evaluated by indirect ELISA using the peptides P.SC2.ORF9b.27 and P.SC2.ORF8.50. The protocol used was that described in example 2. Among the positive sera, there are symptomatic and asymptomatic cases of COVID-19.

[057]. Os resultados das leituras foram analisados pelo software MedCalc (https://www.medcalc.org/). A partir da análise da curva ROC, foi possível determinar os índices AUC (area under the ROC curve), a sensibilidade, a especificidade, o índice J de Youden e o valor do corte da reação entre positivos e negativos (cut off) (Tabela 3).[057]. The reading results were analyzed using the MedCalc software (https://www.medcalc.org/). From the analysis of the ROC curve, it was possible to determine the AUC indexes (area under the ROC curve), sensitivity, specificity, Youden's J index and the cut off value of the reaction between positive and negative (cut off) (Table 3).

[058]. O ensaio utilizando o antígeno P.SC2.ORF9b.27 apresentou sensibilidade de 95,5% e especificidade de 93,3% (Figuras 4 e 5). O ensaio utilizando o antígeno P.SC2.ORF8.50 apresentou sensibilidade de 90,9% e especificidade de 86,7%, (Figuras 6 e 7). Ambos os testes foram capazes de diferenciar os grupos de indivíduos positivos de negativos. Assim, demonstra-se a potencialidade dos antígenos de detectar a presença de anticorpos anti-SARS-CoV-2 através de um ensaio sorológico, tanto para casos sintomáticos quanto assintomáticos da doença. Tabela 3. Parâmetros dos testes ELISA utilizando os peptídeos P.SC2.ORF9b.27 e P.SC2.ORF8.50 como antígenos para diagnóstico da COVID- 19. [058]. The assay using the P.SC2.ORF9b.27 antigen showed a sensitivity of 95.5% and a specificity of 93.3% (Figures 4 and 5). The assay using the P.SC2.ORF8.50 antigen showed a sensitivity of 90.9% and a specificity of 86.7% (Figures 6 and 7). Both tests were able to differentiate groups of positive from negative individuals. Thus, the potential of antigens to detect the presence of anti-SARS-CoV-2 antibodies through a serological assay is demonstrated, both for symptomatic and asymptomatic cases of the disease. Table 3. Parameters of ELISA tests using the peptides P.SC2.ORF9b.27 and P.SC2.ORF8.50 as antigens for diagnosing COVID-19.

Descrição das FigurasDescription of Figures

[059]. Figura 1 - Valor predito para cada resíduo da proteína ORF9b de SARS-CoV-2 a partir da análise de quatro parâmetros de predição de epítopo in silico de bioinformática. A área em azul representa a região imunodominante identificada que deu origem ao peptídeo P.SC2.ORF9b.27. O resíduo número 1 corresponde ao N-terminal e o 121 corresponde ao C-terminal.[059]. Figure 1 - Predicted value for each residue of the SARS-CoV-2 ORF9b protein from the analysis of four in silico bioinformatics epitope prediction parameters. The blue area represents the identified immunodominant region that gave rise to the P.SC2.ORF9b.27 peptide. Residue number 1 corresponds to the N-terminus and 121 corresponds to the C-terminus.

[060]. Figura 2 - Valor predito para cada resíduo da proteína ORF8 de SARS-CoV-2 a partir da análise de quatro parâmetros de predição de epítopo in silico de bioinformática. A área em azul representa a região imunodominante identificada que deu origem ao peptídeo P.SC2.ORF8.50. O resíduo número 1 corresponde ao N-terminal e o 97 corresponde ao C-terminal.[060]. Figure 2 - Predicted value for each residue of the SARS-CoV-2 ORF8 protein from the analysis of four in silico bioinformatics epitope prediction parameters. The blue area represents the identified immunodominant region that gave rise to the P.SC2.ORF8.50 peptide. Residue number 1 corresponds to the N-terminus and 97 corresponds to the C-terminus.

[061]. Figura 3 - Valores de absorbância obtidos na padronização do ensaio ELISA indireto utilizando os peptídeos P.SC2.ORF9b.27 e P.SC2.ORF8.50 como antígeno. São mostrados os valores de absorbância obtidos para um pool de soros positivos e negativos para cada antígeno.[061]. Figure 3 - Absorbance values obtained in the standardization of the indirect ELISA assay using the peptides P.SC2.ORF9b.27 and P.SC2.ORF8.50 as antigen. The absorbance values obtained for a pool of positive and negative sera for each antigen are shown.

[062]. Figura 4 - Receiver operator characteristic curve (CURVA ROC) do teste ELISA utilizando o peptídeo P.SC2.ORF9b.27 para imunodetecção de anticorpos totais (IgA, IgM e IgG) anti-ORF9b.[062]. Figure 4 - Receiver operator characteristic curve (ROC CURVE) of the ELISA test using the P.SC2.ORF9b.27 peptide for immunodetection of total antibodies (IgA, IgM and IgG) anti-ORF9b.

[063]. Figura 5 - Distribuição da reatividade de indivíduos positivos e negativos do teste ELISA indireto utilizando o peptídeo P.SC2.ORF9b.27 para imunodetecção de anticorpos totais (IgA, IgM e IgG) anti-ORF9b. Foram utilizados 66 soros positivos e 30 soros negativos.[063]. Figure 5 - Distribution of reactivity of positive and negative individuals in the indirect ELISA test using the P.SC2.ORF9b.27 peptide for immunodetection of total antibodies (IgA, IgM and IgG) anti-ORF9b. 66 positive sera and 30 negative sera were used.

[064]. Figura 6 - Receiver operator characteristic curve (CURVA ROC) do teste ELISA utilizando o peptídeo P.SC2.ORF8.50 para imunodetecção de anticorpos totais (IgA, IgM e IgG) anti-ORF8.[064]. Figure 6 - Receiver operator characteristic curve (ROC CURVE) of the ELISA test using the P.SC2.ORF8.50 peptide for immunodetection of total antibodies (IgA, IgM and IgG) anti-ORF8.

[065]. Figura 7 - Distribuição da reatividade de indivíduos positivos e negativos do teste ELISA indireto utilizando o peptídeo P.SC2.ORF8.50 para imunodetecção de anticorpos totais (IgA, IgM e IgG) anti-ORF8. Foram utilizados 66 soros positivos e 30 soros negativos.[065]. Figure 7 - Distribution of reactivity of positive and negative individuals in the indirect ELISA test using the P.SC2.ORF8.50 peptide for immunodetection of total antibodies (IgA, IgM and IgG) anti-ORF8. 66 positive sera and 30 negative sera were used.

DefiniçõesDefinitions

[066]. Anticorpos ou imunoglobulinas (Ig) são proteínas do sangue produzidas em resposta a um antígeno específico. Os anticorpos combinam-se quimicamente com substâncias que o corpo reconhece como estranhas, como bactérias, vírus e substâncias estranhas no sangue.[066]. Antibodies or immunoglobulins (Ig) are blood proteins produced in response to a specific antigen. Antibodies chemically combine with substances that the body recognizes as foreign, such as bacteria, viruses, and foreign substances in the blood.

[067]. Um antígeno é uma molécula capaz de estimular uma resposta imune. Cada antígeno tem características de superfície distintas, ou epítopos, resultando em respostas específicas. Epítopo é uma pequena porção desta molécula onde efetivamente ocorre a interação com os anticorpos. (ABBAS, A. K.; LICHTMAN, A. H. H.; PILLAI, S. Cellular and Molecular Immunology. ed. 9. Philadelphia: Elsevier Saunders, 2017).[067]. An antigen is a molecule capable of stimulating an immune response. Each antigen has distinct surface characteristics, or epitopes, resulting in specific responses. An epitope is a small portion of this molecule where the interaction with antibodies actually occurs. (ABBAS, A. K.; LICHTMAN, A. H. H.; PILLAI, S. Cellular and Molecular Immunology. ed. 9. Philadelphia: Elsevier Saunders, 2017).

[068]. Sensibilidade se refere à capacidade do teste de reconhecer a infecção (resultado positivo) quando o indivíduo realmente tiver sido infectado.[068]. Sensitivity refers to the test's ability to recognize infection (positive result) when the individual has actually been infected.

[069]. Especificidade se refere à capacidade do teste fornecer resultado negativo quando o indivíduo não tiver sido infectado.[069]. Specificity refers to the ability of the test to provide a negative result when the individual has not been infected.

[070]. O índice J de Yonden sumariza o desempenho de um teste de diagnóstico, sendo calculado pela soma de sensibilidade e especificidade menos uma unidade. O índice AUC demostra a capacidade do peptídeo de diferenciar indivíduos infectados de não infectados.[070]. Yonden's J index summarizes the performance of a diagnostic test, being calculated by the sum of sensitivity and specificity minus one unit. The AUC index demonstrates the peptide's ability to differentiate infected from uninfected individuals.

[071]. O cut off (nível de corte) é o valor de absorbância utilizado para determinar um resultado positivo ou negativo. Será positivo acima do cut off e negativo abaixo.[071]. The cut off is the absorbance value used to determine a positive or negative result. It will be positive above the cut off and negative below.

Claims (10)

1. Peptídeo caracterizado pelo fato de que compreende pelo menos uma sequência selecionada dentre o grupo que consiste em SEQ ID NO:1 e SEQ ID NO:2.1. Peptide characterized by the fact that it comprises at least one sequence selected from the group consisting of SEQ ID NO:1 and SEQ ID NO:2. 2. Peptídeo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por ser produzido por via sintética ou recombinante.2. Peptide according to claim 1, characterized in that it is produced synthetically or recombinantly. 3. Peptídeo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por se apresentar como uma sequência isolada ou estar ligado a um carreador como, por exemplo, soroalbumina bovina (BSA) ou hemocianina (KLH).3. Peptide according to claim 1, characterized in that it is presented as an isolated sequence or is linked to a carrier such as, for example, bovine serum albumin (BSA) or hemocyanin (KLH). 4. Peptídeo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por ser para uso como antígeno na detecção de moléculas ligantes em ensaios imunológicos para diagnóstico sorológico, detecção de infecção viral ou vigilância epidemiológica para COVID-19.4. Peptide according to claim 1, characterized in that it is for use as an antigen in the detection of binding molecules in immunological assays for serological diagnosis, detection of viral infection or epidemiological surveillance for COVID-19. 5. Uso do peptídeo conforme reivindicação 1, caracterizado por ser para uso em testes de ensaio imunoenzimático, Western Blot, imunofluorescência, imunohistoquímica, EIA, MEIA, testes por imunoaglutinação, sensores eletroquímicos, para detecção de anticorpos circulantes ou outras moléculas ligantes relacionada direta ou indiretamente a COVID19.5. Use of the peptide according to claim 1, characterized in that it is for use in immunoenzymatic assay tests, Western Blot, immunofluorescence, immunohistochemistry, EIA, MEIA, immunoagglutination tests, electrochemical sensors, for detection of circulating antibodies or other binding molecules related directly or indirectly to COVID19. 6. Uso do peptídeo conforme reivindicação 1, caracterizado por ser para uso na detecção de imunoglobulinas em amostras de fluídos corporais, como soro, saliva, urina, sangue, plasma, para detectar a presença de anticorpos circulantes ou outras moléculas ligantes contra COVID-19.6. Use of the peptide according to claim 1, characterized in that it is for use in the detection of immunoglobulins in samples of body fluids, such as serum, saliva, urine, blood, plasma, to detect the presence of circulating antibodies or other binding molecules against COVID-19 . 7. Método para uso dos peptídeos de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores/precedentes para imunodiagnóstico da COVID-19 caracterizado por compreender as etapas de: a) ligar o peptídeo antigênico sozinho ou qualquer combinação dos mesmos a um suporte sólido, mais especificamente, nitrocelulose, nylon, látex, polipropileno ou poliestireno; b) expor os peptídeos antigênicos ligado no suporte sólido em: (a) a uma amostra biológica (soro, plasma, lágrima, urina, sangue, contendo anticorpos de paciente, em condições propícias à ligação do anticorpo ao peptídeo antígeno; c) detectar a presença de imunoglobulinas (IgT, IgA, IgM, IgG, IgE) ligadas ao peptídeo, ligado ao suporte sólido em (b).7. Method for using the peptides according to any of the preceding/preceding claims for immunodiagnosis of COVID-19 characterized by comprising the steps of: a) binding the antigenic peptide alone or any combination thereof to a solid support, more specifically, nitrocellulose, nylon, latex, polypropylene or polystyrene; b) expose the antigenic peptides bound to the solid support in: (a) a biological sample (serum, plasma, tear, urine, blood, containing patient antibodies, in conditions conducive to binding of the antibody to the antigen peptide; c) detect the presence of immunoglobulins (IgT, IgA, IgM, IgG, IgE) bound to the peptide, bound to the solid support in (b). 8. MÉTODO ELISA de acordo com a reivindicação 7 e qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pela realização da etapa (a) ser mediante o uso do peptídeo na faixa de concentração 10 a 300 ng/poço, podendo ser em sua forma original, com modificação em suas extremidades e na forma de polímeros constituídos de repetições de uma sequência peptídica, podendo ser separadas por espaçadores ou linkers.8. ELISA METHOD according to claim 7 and any of the previous claims, characterized by carrying out step (a) using the peptide in the concentration range 10 to 300 ng/well, which may be in its original form, with modification at their ends and in the form of polymers made up of repetitions of a peptide sequence, which can be separated by spacers or linkers. 9. MÉTODO ELISA de acordo com a reivindicação 7 e qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pela realização da etapa (a) ser mediante o uso de solução de bloqueio albumina de soro bovino (BSA) variando de 1 a 10%, realização da etapa (b) mediante a diluição da amostra biológica em tampão de incubação (caseína em concentração entre 1,6 e 4,4% (m/v) em solução tampão fosfato-salina pH 7.4) na faixa de 1:50 a 1:400, realização da etapa (c) mediante a diluição do anticorpo secundário na concentração de 1:5000 até 1:30000 em tampão de incubação.9. ELISA METHOD according to claim 7 and any one of the previous claims, characterized by carrying out step (a) using a bovine serum albumin (BSA) blocking solution ranging from 1 to 10%, carrying out the step (b) by diluting the biological sample in incubation buffer (casein at a concentration between 1.6 and 4.4% (w/v) in phosphate-saline buffer solution pH 7.4) in the range of 1:50 to 1:400 , carrying out step (c) by diluting the secondary antibody at a concentration of 1:5000 to 1:30000 in incubation buffer. 10. USO DO PEPTÍDEO conforme definido de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores/precedentes, caracterizados por conter ao menos um adjuvante fisiologicamente aceitável a ser utilizado na preparação de composições imunogênicas.10. USE OF THE PEPTIDE as defined according to any of the preceding/preceding claims, characterized by containing at least one physiologically acceptable adjuvant to be used in the preparation of immunogenic compositions.
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