WO2023077206A1 - Genetically modified epitopes and multiepitope proteins, immunogenic compositions and use thereof - Google Patents

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WO2023077206A1
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epitope
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Aline Silva Barreto ALINE
João Antônio Barbosa Martins Silva JOAO ANTONIO
Priscila Lima Dos Santos Almeida PRISCILA
Tatiana Leão Dos Santos Dos Reis TATIANA
Paula Mello De Luca PAULA
Daniela Santoro Rosa DANIELA
Cristiane Bani Corrêa CRISTIANE
Roque Pacheco De Almeida ROQUE
John Sidney JOHN
Alessandro Sette ALESSANDRO
Angela Maria Da Silva ANGELA
Iam Palatnik De Sousa IAM
Mariana Nobre Farias De Franca MARIANA
Rafael Ciro Marques Cavalcante RAFAEL
Clarisa Beatriz Palatnik De Sousa CLARISA
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Universidade Federal Do Rio De Janeiro - Ufrj
Universidade Federal De Sergipe
La Jolla Institute For Immunology
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Definitions

  • VL the etiologic agent of VL is Leishmania (L.) infantum chagasi, whose cycle alternates between an extracellular flagellated promastigote form that grows in the sandfly vector, and the intracellular amastigote form that develops in dogs and foxes (ANDRADE & TEIXEIRA, 2012; RODRIGUES et al, 2016; LOCKARD et al, 2019; DAYAKAR ET AL, 2019).
  • Leishtec ® reduced the risk of progression to clinical symptoms by 25%, and mortality by 70% (TOEPP et al., 2018).
  • TOEPP et al., 2018 a higher potency was described for Leishmune® which, when used for immunotherapy, reduced 80% in symptomatic cases, 100% in positive cases for parasites and 100% in deaths and, when used in combination with chemotherapy, also promoted a sterile cure with negative PCR results (BORJA-CABRERA et al., 2010).
  • Leish-F3 induced increases in the frequencies of CD4+ T cells producing IFN-y, or IL-2 or TNF- ⁇ in PBMCs from patients infected with L. (L.) donovani from Bangladesh, and antibodies NH-specific IgG, higher in subclinical subjects than in human patients before treatment (COLER et al., 2015).
  • Leish-F3 was also prepared under GMP conditions, being so far the only human subunit vaccine against human VL that has reached PHASE I testing in uninfected human adults in the USA, despite not having been licensed yet. .
  • the lgG1 response was also strong against sequence 1-2014 and epitopes 3-2018 (SEQ ID NO:5) and 5-2018 (SEQ ID NO:6). However, it was the epitope 15-2018 (SEQ ID NO:1 1 ) that predominated in the lgG2 response, followed by 7-2018 (SEQ ID NO:7), 9-2018 (SEQ ID NO:8) and 1 -2014.
  • the epitopes 3-2018 (SEQ ID NO:5) and 7-2018 (SEQ ID NO:7) stood out, followed by the other epitopes of 2018 and the sequence 2-2014.
  • IgG4 antibodies were more directed against epitopes 3-2014 and 3-2018 followed by 7-2018 and 9-2018 ( Figure 1).
  • cytokines IL-2, TNF- ⁇ , IFN-Y was analyzed in them, and then Boolean analysis was performed to detect the simultaneous production of two cytokines (IL-2+TNF- ⁇ +, IL-2+IFN-Y+ and TNF-O+IFN-Y+) OR three cytokines, in triple-secretory or multifunctional lymphocytes (IL-2+TNF- ⁇ +IFN-Y+) by the effector population and memory.
  • the PBMC culture supernatant was collected at 72 hours and the levels of cytokines IL-2, TNF- ⁇ , IFN-y, IL-12p70, IL-1 ⁇ , IL-4, IL-6 , TGF- ⁇ , IL-22, IL-10 were measured using the Luminex system. It should be noted that as a control Baseline cells from each DTH+ individual were used, without stimulation, as a comparison parameter. The results are summarized in Figure 13.
  • PBMC will be plated with multiepitope vaccines and promastigotes lysate and incubated for 72 h at 30 °C and 5% CO2.
  • the secretion of cytokines in the supernatants will be evaluated with the Human Th17 kit, 9 plex (IFN-g, TNF- ⁇ lpha, IL-1B, IL-2, IL-4, IL-6, IL-10, IL-12p70, IL-17A) - HTH17MAG-14K-09 and analyzed using the Milliplex Analyzer 5.1 software (Merck Millipore, Billerica, USA) and the Multispecies TGF[3 - Single Plex (TGF[31) kit.
  • FIG. 26 Frequencies of IL-2 mono-secretor CD4+ T lymphocytes, or IFN-y, and IL-2 and IFN-y dual-secretors. These frequencies were evaluated in PBMC of an asymptomatic individual before the stimulus with the recombinant multiepitope protein MultiAAA from NH36, composed, from the N end to the C-terminus, by the epitope sequence 1 -2018A(SEQ ID NO:19), 3-2018A (SEQ ID NO:20), BL1A (SEQ ID NO:29), 1-2014A (SEQ ID NO:16), 2-2014 ( SEQ ID NO:17), 5-2018A (SEQ ID NO:21), BL2A (SEQ ID NO:30), 3-2014A (SEQ ID NO:18), 7-2018A (SEQ ID NO:22), 9 -2018A (SEQ ID NO:23), 11 -2018A (SEQ ID NO:24), 13-2018A (SEQ ID NO:25) and 15-17-2018A (SEQ ID NO:28) at concentration

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Abstract

This invention consists of genetically modified epitopes and multiepitope proteins composed of these genetically modified epitopes to avoid the formation of neoepitopes. The multiAAA protein is composed of genetically modified epitopes by addition of three alanine residues. The multiGPGPG protein is composed of genetically modified epitopes by addition of glycine-proline-glycine-proline-glycine residues. Both proteins are formulated as immunogenic compositions. This invention aims at optimising the vaccinal efficacy and immunological potency of a vaccine against leishmaniasis through the use of its more potent and promiscuous epitopes, having a wider world population coverage, and further aims at solving the problem of the absence of a vaccine against human visceral leishmaniasis, a lethal disease that is spreading in Brazil and the world.

Description

EPÍTOPOS E PROTEÍNAS MULTIEPÍTOPOS GENETICAMENTE MODIFICADOS, COMPOSIÇÕES IMUNOGÊNICAS E USO DAS MESMAS GENETICALLY MODIFIED EPITOPES AND MULTIEPITOPE PROTEINS, IMMUNOGENIC COMPOSITIONS AND THEIR USE
Sumário da Invenção Summary of the Invention
[001] A presente invenção trata do desenvolvimento de vacinas multiepítopos recombinantes, de DNA ou sintéticas, formadas através da junção dos epítopos de células T mais promíscuos da proteína Nucleosídeo hidrolase de Leishmania (L.) donovani (NH36), caracterizados por serem reconhecidos por pelo menos 70% das moléculas de histocompatibilidade HLA de classe II humanas, mas que também se ligam a moléculas HLA de classe I humanas, com uso potencial como vacinas recombinantes de DNA ou sintéticas contra as leishmanioses humanas e animais marcadores antigênicos de diagnóstico e cura das leishmanioses [001] The present invention deals with the development of recombinant multiepitope vaccines, DNA or synthetic, formed through the junction of the most promiscuous T cell epitopes of the Nucleoside hydrolase protein of Leishmania (L.) donovani (NH36), characterized by being recognized by at least 70% of human HLA class II histocompatibility molecules, but which also bind to human HLA class I molecules, with potential use as recombinant DNA or synthetic vaccines against human leishmaniasis and animal antigenic markers for diagnosis and cure of leishmaniasis
[002] Estes epítopos são sequências modificadas geneticamente da proteína NH36 através da adição de sequências de aminoácidos compostas por Alanina- Alanina-Alanina (AAA) ou Glicina-Prolina-Glicina-Prolina-Glicina (GPGPG). Desta forma os epítopos ficam separados por sequências de aminoácidos espaçadoras, para evitar a formação de epítopos de junção ou neoepítopos. As proteínas mutiepítopos tem uso potencial em vacinação e imunoterapia das leishmanioses, no imunodiagnóstico das leishmanioses, no controle da cura e no controle do bloqueio da transmissão. A invenção também trata das aplicações das vacinas multiepítopos NH36 na proteção cruzada contra outros microrganismos que tem nas suas Nucleosídeo hidrolases, sequências comuns com a Nucleosídeo hidrolase de Leishmania donovani (NH36). [002] These epitopes are genetically modified sequences of the NH36 protein by adding amino acid sequences composed of Alanine-Alanine-Alanine (AAA) or Glycine-Proline-Glycine-Proline-Glycine (GPGPG). In this way, the epitopes are separated by spacer amino acid sequences, to avoid the formation of junctional epitopes or neoepitopes. Mutiepitope proteins have potential use in vaccination and immunotherapy of leishmaniasis, immunodiagnosis of leishmaniasis, control of cure and control of transmission blockade. The invention also deals with the applications of NH36 multiepitope vaccines in cross-protection against other microorganisms that have in their Nucleoside hydrolases, common sequences with Nucleoside hydrolase of Leishmania donovani (NH36).
Descrição do Estado da Técnica Description of the State of the Art
[003] A leishmaniose visceral (LV) é uma doença tropical negligenciada ocasionada por protozoários pertencentes ao complexo Leishmania (L.) donovani, apresenta elevados índices de letalidade quando não tratada e representa um grave problema de saúde pública mundial, pois segundo ALVAR et al. (2012) é a segunda em mortalidade e a quarta em morbidade entre as doenças tropicais negligenciadas. [004] No Brasil a LV é causada pelo parasito Leishmania (L.) infantum chagasi que é transmitida ao homem pela picada do flebotomíneo fêmea Lutzomiya longipalpis. A Leishmania é um parasita intracelular que infecta as células do sistema fagocítico mononuclear, em especial os macrófagos. [003] Visceral leishmaniasis (VL) is a neglected tropical disease caused by protozoa belonging to the Leishmania (L.) donovani complex, has high lethality rates when untreated and represents a serious public health problem worldwide, as according to ALVAR et al . (2012) ranks second in mortality and fourth in morbidity among neglected tropical diseases. [004] In Brazil, VL is caused by the parasite Leishmania (L.) infantum chagasi, which is transmitted to humans through the bite of the female sand fly Lutzomiya longipalpis. Leishmania is an intracellular parasite that infects cells of the mononuclear phagocytic system, especially macrophages.
[005] A interação inicial entre o parasito e as células do hospedeiro é um dos fatores que determinam se o indivíduo desenvolverá uma resposta imunológica protetora do tipo Th1 caracterizada pela produção das citocinas pró-inflamatórias: IL- 12, IFN-y, TNF-α, ou se desenvolverá susceptibilidade para a doença, onde ocorre o predomínio de citocinas anti-inflamatórias IL-4, IL-10, TGF-[3 (BHATTACHARYA et al. , 2016). [005] The initial interaction between the parasite and host cells is one of the factors that determine whether the individual will develop a Th1-type protective immune response characterized by the production of pro-inflammatory cytokines: IL-12, IFN-y, TNF- α, or susceptibility to the disease will develop, where the predominance of anti-inflammatory cytokines IL-4, IL-10, TGF-[3 (BHATTACHARYA et al., 2016).
[006] A maioria dos indivíduos infectados não desenvolve a doença. Eles são assintomáticos ou subclínicos (CHAKRAVARTY et al., 2019) e apresentam teste cutâneo de hipersensibilidade tardio positivo (DTH+). Nos indivíduos que apresentam a LV clínica, a doença é caracterizada por febre, anemia, leucopenia, trombocitopenia, hepatoesplenomegalia (SUNDAR & SINGH, 2018) e uma forte supressão da resposta imune celular (ALVAR et al., 2012) com DTH negativo (DTH-). Pode ainda ocorrer, epistaxe, sangramento gengival, petéquias, taquicardia, tosse seca e, menos frequentemente, desconforto abdominal (GRIENSVEN & DIRO, 2012). A doença é grave e tem altas taxas de mortalidade se não tratada, no entanto, após o tratamento, os indivíduos convertem o DTH para positivo e não se infectam novamente e apenas uma minoria apresenta recidiva (BURZA et al., 2018). [006] Most infected individuals do not develop the disease. They are asymptomatic or subclinical (CHAKRAVARTY et al., 2019) and have a positive delayed hypersensitivity skin test (DTH+). In individuals with clinical VL, the disease is characterized by fever, anemia, leukopenia, thrombocytopenia, hepatosplenomegaly (SUNDAR & SINGH, 2018) and a strong suppression of the cellular immune response (ALVAR et al., 2012) with negative DTH (DTH -). Epistaxis, gingival bleeding, petechiae, tachycardia, dry cough and, less frequently, abdominal discomfort may also occur (GRIENSVEN & DIRO, 2012). The disease is severe and has high mortality rates if not treated, however, after treatment, individuals convert DTH to positive and do not become infected again and only a minority experience relapse (BURZA et al., 2018).
[007] O controle epidemiológico da doença se baseia no tratamento dos doentes, controle dos vetores e eliminação de cães infectados. Dessa forma, o desenvolvimento de uma vacina para a prevenção da doença, bem como o desenvolvimento de imunoterapias se faz necessário com o objetivo de melhorar as estratégias de prevenção. [007] The epidemiological control of the disease is based on the treatment of patients, vector control and elimination of infected dogs. Thus, the development of a vaccine to prevent the disease, as well as the development of immunotherapies, is necessary in order to improve prevention strategies.
[008] As leishmanioses compreendem um conjunto de doenças tropicais negligenciadas ocasionadas por parasitos do gênero Leishmania, e ocasionam diferentes manifestações clínicas que variam desde lesões cutâneas tais como: leishmaniose Cutânea Difusa (LCD), leishmaniose cutânea disseminada (LCD), leishmaniose Mucocutânea (LM) ou a forma sistêmica e mais grave da doença que é a leishmaniose Visceral (LV)( BURZA, CROFT, & BOELAERT, 2018; THAKUR et al, 2018; LESTINOVA et al, 2017; LOCKARD et al, 2019). [008] Leishmaniasis comprises a set of neglected tropical diseases caused by parasites of the genus Leishmania, and cause different clinical manifestations ranging from cutaneous lesions such as: Diffuse Cutaneous Leishmaniasis (DCL), Disseminated Cutaneous Leishmaniasis (DLC), Mucocutaneous leishmaniasis (ML) or the systemic and more severe form of the disease, Visceral leishmaniasis (VL)( BURZA, CROFT, & BOELAERT, 2018; THAKUR et al, 2018; LESTINOVA et al, 2017; LOCKARD et al, 2019) .
[009] Os patógenos, hospedeiros e vetores envolvidos no ciclo de transmissão vetorial das leishmanioses são associados com o ecossistema natural (PURSE et al, 2017) e determinarão o desenvolvimento das diferentes formas clínicas das leishmanioses, bem como as diferentes respostas imunológica desenvolvida pelo hospedeiro. [009] The pathogens, hosts and vectors involved in the vectorial transmission cycle of leishmaniasis are associated with the natural ecosystem (PURSE et al, 2017) and will determine the development of the different clinical forms of leishmaniasis, as well as the different immune responses developed by the host .
Aspectos Biológicos e Epidemiológicos da Leishmaniose Visceral Biological and Epidemiological Aspects of Visceral Leishmaniasis
[010] A LV, é uma doença parasitária infecciosa de evolução crônica que pode ser fatal quando não tratada (JAIN & JAIN, 2017), sendo ocasionada por um parasito intracelular obrigatório pertencente à ordem Kinetoplastida, família Trypanosomatidae, gênero Leishmania, subgênero Leishmania (MURRAY et al., 2005; READY, 2013; GUIMARÃES-E-SILVA et al., 2017). As espécies de Leishmania envolvidas na transmissão da doença são do complexo donovani, do qual fazem parte: Leishmania (L.) donovani de ocorrência no velho mundo (Ásia e África) e Leishmania (L.) infantum no Velho Mundo (Bacia do Mediterrâneo, Oriente Médio, Ásia Central) e Leishmania (L.) infantum chagasi (América do Sul e América Central) (THAKUR et al, 2018; BURZA et al., 2018). [010] VL is an infectious parasitic disease of chronic evolution that can be fatal when untreated (JAIN & JAIN, 2017), being caused by an obligate intracellular parasite belonging to the order Kinetoplastida, family Trypanosomatidae, genus Leishmania, subgenus Leishmania ( MURRAY et al., 2005; READY, 2013; GUIMARÃES-E-SILVA et al., 2017). The Leishmania species involved in disease transmission belong to the donovani complex, which includes: Leishmania (L.) donovani occurring in the Old World (Asia and Africa) and Leishmania (L.) infantum in the Old World (Mediterranean Basin, Middle East, Central Asia) and Leishmania (L.) infantum chagasi (South America and Central America) (THAKUR et al, 2018; BURZA et al., 2018).
[01 1] A LV, está sofrendo um processo de expansão e urbanização devido a presença de ocupação desorganizada em áreas de periferia com vegetação nativa, (CASARIL et al, 2014), alterações do clima e fatores socioeconômicos (DA SILVA et al, 2017), 3), desmatamento generalizado (PURSE et al, 2017), migração de cães e humanos infectados de áreas endêmicas para áreas onde a doença ainda não foi relatada (SALOMON et al, 2015), e migração de pessoas não imunes em áreas com ciclos de transmissão existentes (WHO, 2020). [012] Outro fator importante associado com a expansão da LV é a comorbidade com outras doenças infecciosas (TOEPP et al, 2019), principalmente com o HIV/AIDS, que tem sido relatada em diferentes estudos realizados na Etiópia (DIRO et al., 2014; DIRO et al, 2019) e Irã (REZAEI et al., 2018). Adicionalmente, no Brasil houve um aumento do número de casos de co-infecção LV/HIV (SOUSA- GOMES et al., 2017). [01 1] VL is undergoing an expansion and urbanization process due to the presence of disorganized occupation in peripheral areas with native vegetation, (CASARIL et al, 2014), climate changes and socioeconomic factors (DA SILVA et al, 2017 ), 3), widespread deforestation (PURSE et al, 2017), migration of infected dogs and humans from endemic areas to areas where the disease has not yet been reported (SALOMON et al, 2015), and migration of non-immune people in areas with existing transmission cycles (WHO, 2020). [012] Another important factor associated with the expansion of VL is the comorbidity with other infectious diseases (TOEPP et al, 2019), mainly with HIV/AIDS, which has been reported in different studies conducted in Ethiopia (DIRO et al., 2014; DIRO et al., 2019) and Iran (REZAEI et al., 2018). Additionally, in Brazil there has been an increase in the number of cases of VL/HIV co-infection (SOUSA-GOMES et al., 2017).
[013] A LV é endêmica em países tropicais e subtropicais da África, Ásia e América Latina. Estima-se que por ano ocorram entre 200 a 400 mil novos casos da doença (KARAGIANNIS-VOULES et al., 2013) e que 95% destes encontram-se distribuídos em apenas 10 países: Bangladesh, Brasil, China, Etiópia, índia, Quênia, Nepal, Somália, Sudão do Sul e Sudão (WHO, 2020). [013] VL is endemic in tropical and subtropical countries in Africa, Asia, and Latin America. It is estimated that between 200 and 400 thousand new cases of the disease occur per year (KARAGIANNIS-VOULES et al., 2013) and that 95% of these are distributed in only 10 countries: Bangladesh, Brazil, China, Ethiopia, India, Kenya, Nepal, Somalia, South Sudan and Sudan (WHO, 2020).
[014] Na América Latina o Brasil é responsável por mais de 90% dos casos anuais de LV (BURZA et al, 2018; WHO, 2020) e os casos da doença já foram registrados em 26 estados da federação e no Distrito Federal (KARAGIANNIS- VOULES et al., 2013). A região Nordeste concentra o maior número de casos da doença, seguida pelas regiões sudeste e Centro-oeste (SINAN, 2017). [014] In Latin America, Brazil is responsible for more than 90% of annual cases of VL (BURZA et al, 2018; WHO, 2020) and cases of the disease have already been registered in 26 states of the federation and in the Federal District (KARAGIANNIS - VOULES et al., 2013). The Northeast region concentrates the highest number of cases of the disease, followed by the Southeast and Midwest regions (SINAN, 2017).
[015] A nível mundial, a implementação de estratégias para a prevenção e controle da LV permanece insuficiente, resultando na manutenção de alta taxa de mortalidade e expansão geográfica da doença (SANTOS et al, 2019). Como consequência, as estratégias de profilaxia utilizadas são restritas principalmente ao controle de reservatórios potenciais (ANDRADE & TEIXEIRA, 2012), uso de coleiras com piretróides em cães, pulverização de inseticida para reduzir a população de vetores (ROCK et al, 2015), o uso de telas de proteção contra insetos, bem como o uso de cortinas e repelentes (WHO, 2020). [015] Worldwide, the implementation of strategies for the prevention and control of VL remains insufficient, resulting in the maintenance of a high mortality rate and geographic expansion of the disease (SANTOS et al, 2019). As a consequence, the prophylaxis strategies used are mainly restricted to the control of potential reservoirs (ANDRADE & TEIXEIRA, 2012), use of collars with pyrethroids in dogs, spraying of insecticide to reduce the population of vectors (ROCK et al, 2015), the use of insect protection screens, as well as the use of curtains and repellents (WHO, 2020).
[016] A transmissão da LV é ocasionada por vetores pertencentes à ordem: Diptera; família: Psychodidae; gênero Phlebotomus, e gênero Lutzomyia descritos no Novo Mundo (Lestinova et al, 2017; Sumova et al, 2018; BURZA et al, 2018). No Brasil, o principal vetor do patógeno da LV é o flebotomíneo Lutzomyia longipalpis, seguido de Lutzomyia cruzi (MISSAWA et al, 201 1 ). [017] No Brasil, o agente etiológico da LV é a Leishmania (L.) infantum chagasi, cujo ciclo alterna uma forma promastigota flagelada extracelular que cresce no vetor flebotomíneo, e a forma amastigota intracelular que se desenvolve em cães e raposas (ANDRADE & TEIXEIRA, 2012; RODRIGUES et al, 2016; LOCKARD et al, 2019; DAYAKAR ET AL, 2019). [016] VL transmission is caused by vectors belonging to the order: Diptera; family: Psychodidae; genus Phlebotomus, and genus Lutzomyia described in the New World (Lestinova et al, 2017; Sumova et al, 2018; BURZA et al, 2018). In Brazil, the main vector of the VL pathogen is the sand fly Lutzomyia longipalpis, followed by Lutzomyia cruzi (MISSAWA et al, 201 1 ). [017] In Brazil, the etiologic agent of VL is Leishmania (L.) infantum chagasi, whose cycle alternates between an extracellular flagellated promastigote form that grows in the sandfly vector, and the intracellular amastigote form that develops in dogs and foxes (ANDRADE & TEIXEIRA, 2012; RODRIGUES et al, 2016; LOCKARD et al, 2019; DAYAKAR ET AL, 2019).
Imunobioloqia da Leishmaniose Visceral Immunobiology of Visceral Leishmaniasis
[018] Na LV experimental a saliva de L. longipalpis induz uma atração significativa de macrófagos mediada por uma elevada expressão de quimiocinas tais como quimiocina CC ligante 2 (CCL2) e proteína quimiotática de monócitos-1 (MCP- 1 ) (LESTINOVA et al, 2017), que auxiliam no recrutamento de células do sistema fagocítico mononuclear do hospedeiro, entre eles, os neutrófilos, que internalizam os parasitas na tentativa de combater a infecção (SHARMA et al, 2016). No entanto, a contínua replicação de amastigotas dentro de macrófagos leva a morte celular apoptótica da célula hospedeira (RODRIGUES et al., 2016). [018] In experimental VL, the saliva of L. longipalpis induces a significant attraction of macrophages mediated by a high expression of chemokines such as chemokine CC ligand 2 (CCL2) and monocyte chemotactic protein-1 (MCP-1) (LESTINOVA et al , 2017), which help recruit cells from the host's mononuclear phagocytic system, including neutrophils, which internalize the parasites in an attempt to fight the infection (SHARMA et al, 2016). However, the continuous replication of amastigotes within macrophages leads to apoptotic cell death of the host cell (RODRIGUES et al., 2016).
[019] Os macrófagos também podem fazer fagocitose através do reconhecimento de proteínas presentes na membrana de Leishmania, tais como a lipofosfoglicano (LPG) e da glicoproteína gp63 (SHIO et al., 2012), e se ligam a receptores do sistema complemento (CR1 , CR3 e C3b) (SARAH et al., 2004). O aumento da carga parasitária de camundongos infectados também está correlacionado com o aumento de receptores de reconhecimento padrão, por exemplo, os receptores toll-like TLR2, TLR4 e TLR9 (CEZÁRIO et al., 2011 ), presentes no citoplasma e na membrana dos macrófagos. [019] Macrophages can also phagocytize through the recognition of proteins present in the Leishmania membrane, such as lipophosphoglycan (LPG) and glycoprotein gp63 (SHIO et al., 2012), and bind to receptors of the complement system (CR1 , CR3 and C3b) (SARAH et al., 2004). The increase in the parasite load of infected mice is also correlated with the increase in pattern recognition receptors, for example, the toll-like receptors TLR2, TLR4 and TLR9 (CEZÁRIO et al., 2011 ), present in the cytoplasm and membrane of macrophages .
[020] Mas na tentativa de escapar do sistema imune a Leishmania bloqueia a maturação do sistema complemento atacando a formação do complexo (C5-C9) e modifica a sinalização de receptores toll-like (TLR-2/TLR4), alterando a expressão do perfil de quimiocinas e citocinas (DAYAKAR ET AL, 2019), favorecendo a sobrevivência do parasita. [021] No entanto, quando ocorre a fagocitose da Leishmania, os macrófagos e as células dendríticas, principais células apresentadoras de antígenos (APC), interagem com linfócitos T virgens via complexo principal de histocompatibilidade de classe II (MHCII) e receptor de células T (TCR), além de moléculas co-estimulatórias como B7.1/B7.2-CD28 e CD40-CD40L. A partir dessas interações, as células T virgens sofrem diferenciação em células T auxiliares (do inglês T helper-Th) e produzem citocinas que irão determinar um perfil de resposta imunológica protetora (Th1 ) ou de susceptibilidade (Th2) para a LV (BHATT ACHARYA et al., 2016). [020] But in an attempt to escape from the immune system, Leishmania blocks the maturation of the complement system by attacking the formation of the complex (C5-C9) and modifies the signaling of toll-like receptors (TLR-2/TLR4), altering the expression of the profile of chemokines and cytokines (DAYAKAR ET AL, 2019), favoring parasite survival. [021] However, when Leishmania phagocytosis occurs, macrophages and dendritic cells, major antigen presenting cells (APC), interact with naive T lymphocytes via major histocompatibility complex class II (MHCII) and T cell receptor (TCR), in addition to co-stimulatory molecules such as B7.1/B7.2-CD28 and CD40-CD40L. From these interactions, naive T cells undergo differentiation into helper T cells (T helper-Th) and produce cytokines that will determine a profile of protective immune response (Th1 ) or susceptibility (Th2) to VL (BHATT ACHARYA et al., 2016).
[022] A resposta imune protetora do tipo Th1 está associada com a produção de citocinas pró-inflamatórias TNF-α, IL-1 |3, IL-6 e IFN-y, induz a ativação dos mecanismos microbicidas dos macrófagos, como a liberação de radicais de oxigênio, (DAYAKAR et al 2019), e o aumento da produção de óxido nítrico (RODRIGUES et al., 2016), culminando na morte do parasita. [022] The Th1-type protective immune response is associated with the production of pro-inflammatory cytokines TNF-α, IL-1 |3, IL-6 and IFN-y, induces the activation of microbicidal mechanisms of macrophages, such as the release of oxygen radicals, (DAYAKAR et al 2019), and increased production of nitric oxide (RODRIGUES et al., 2016), culminating in the death of the parasite.
[023] Estudos recentes têm mostrado que outra população de células T auxiliam na proteção contra a LV, as células Th17, que têm uma natureza pleiotrópica, frequentemente associada ao recrutamento de neutrófilos (DAYAKAR et al., 2019) e que podem contribuir para ambos aspectos, protetores e de danos (KUMAR E NYLÉN, 2012). Entretanto, quando há uma falha da resposta imunológica protetora do tipo Th1 , ocorre um aumento da susceptibilidade à doença com o predomínio de uma resposta do perfil Th2, que é caracterizada pelo desenvolvimento de uma resposta imune humoral, com o aumento da produção de anticorpos e da prevalência de citocinas anti-inflamatórias tais como: IL-4, IL-10 e TGF-[3 (DAYAKAR ET AL, 2019). [023] Recent studies have shown that another population of T cells help protect against VL, the Th17 cells, which have a pleiotropic nature, often associated with the recruitment of neutrophils (DAYAKAR et al., 2019) and which may contribute to both aspects, protective and damage (KUMAR AND NYLÉN, 2012). However, when there is a failure of the protective immune response of the Th1 type , there is an increase in susceptibility to the disease with the predominance of a response of the Th2 profile, which is characterized by the development of a humoral immune response, with an increase in the production of antibodies and of the prevalence of anti-inflammatory cytokines such as: IL-4, IL-10 and TGF-[3 (DAYAKAR ET AL, 2019).
[024] A citocina IL-10, por outro lado, está diretamente relacionada com o processo da patogênese da LV, pois ela reduz a expressão do receptor MHCII e das moléculas co-estimulatórias B7 e CD40 presentes superfície de macrófagos, tornando-os não responsivos para sinais de ativação. Adicionalmente, a IL-10 inibe as funções das citocinas pró-inflamatórias TNF-α e IFN-y que controlam a expressão da óxido nítrico sintase indutível (iNOS), diminuindo assim a produção de NO (DAYAKAR ET AL, 2019), o que facilita a replicação do parasita e a progressão da doença (KUMAR & NYLÉN, 2012). [025] Apesar de bem estabelecido o processo de ativação e diferenciação das células T CD4+ do perfil Th1 , que atuam no controle da infecção por Leishmania, ocorre paralelamente com a ativação de células T CD8+ virgens por células dendríticas (DCs). As DCs secretam as citocinas IL-12 e IFN do tipo I e induzem a diferenciação os linfócitos T CD8+ em células que contribuem ainda mais para a produção de IFN- Y, TNF-α, além de secretar perforina e granzima, que matam as células infectadas (RODRIGUES et al., 2016). [024] The cytokine IL-10, on the other hand, is directly related to the process of pathogenesis of VL, as it reduces the expression of the MHCII receptor and the co-stimulatory molecules B7 and CD40 present on the surface of macrophages, making them not responsive to activation signals. Additionally, IL-10 inhibits the functions of the pro-inflammatory cytokines TNF-α and IFN-y that control the expression of inducible nitric oxide synthase (iNOS), thus decreasing NO production (DAYAKAR ET AL, 2019), which facilitates parasite replication and disease progression (KUMAR & NYLÉN, 2012). [025] Although the process of activation and differentiation of CD4 + T cells of the Th1 profile, which act in the control of Leishmania infection, occurs in parallel with the activation of naive CD8 + T cells by dendritic cells (DCs). DCs secrete the type I cytokines IL-12 and IFN and induce the differentiation of CD8 + T lymphocytes into cells that further contribute to the production of IFN-Y, TNF-α, in addition to secreting perforin and granzyme, which kill the cells. infected cells (RODRIGUES et al., 2016).
[026] Adicionalmente, as células T CD4+ e CD8+ ativadas produzem IFN-y, que em combinação com a IL-1 [3, induz a produção de IL-27 por macrófagos, inibindo a geração de células Th17 e promovendo juntamente com a IL-21 a geração de células T secretoras de IL-10 (KUMAR E NYLÉN, 2012). [026] Additionally, activated CD4 + and CD8 + T cells produce IFN-y, which in combination with IL-1 [3, induces the production of IL-27 by macrophages, inhibiting the generation of Th17 cells and promoting together with to IL-21 the generation of IL-10-secreting T cells (KUMAR AND NYLÉN, 2012).
Manifestações Clínicas da Leishmaniose Visceral Clinical Manifestations of Visceral Leishmaniasis
[027] A LV apresenta diferentes formas clínicas a depender da resposta imunológica e dos sinais e sintomas desenvolvidos pelo indivíduo infectado, podendo ser: a infecção assintomática, oligossintomática ou subclínica e a doença progressiva, que é a LV clássica. A forma assintomática da doença compreende a maioria dos indivíduos que são infectados por L. (L.) donovani ou L. (L.) infantum e nunca desenvolve doença, sugerindo que os fatores genéticos estejam envolvidos na resistência e suscetibilidade (KUMAR E NYLÉN, 2012). Estes indivíduos apresentam positividade para o teste cutâneo de Leishmanina (LST), que é um teste de hipersensibilidade do tipo tardio (DTH+) (ROCK et al, 2015; CHAPMAN et al., 2018), também conhecido como teste de Montenegro (BURZA et al., 2018). [027] VL has different clinical forms depending on the immune response and the signs and symptoms developed by the infected individual, which can be: asymptomatic, oligosymptomatic or subclinical infection and the progressive disease, which is classic VL. The asymptomatic form of the disease comprises most individuals who are infected by L. (L.) donovani or L. (L.) infantum and never develop the disease, suggesting that genetic factors are involved in resistance and susceptibility (KUMAR AND NYLÉN, 2012). These individuals are positive for the Leishmanin skin test (LST), which is a delayed-type hypersensitivity test (DTH+) (ROCK et al, 2015; CHAPMAN et al., 2018), also known as the Montenegro test (BURZA et al., 2018). al., 2018).
[028] O restante dos indivíduos infectados desenvolve uma infecção crônica progressiva (MEDINA-COLORADO et al., 2017), que é caracterizada por uma falha da resposta imune celular aos antígenos de Leishmania e uma elevada produção de IL-10 nas células mononucleares de sangue periférico (PBMC) e no plasma, promovendo o desenvolvimento de uma resposta do perfil Th2 (NYLÉN et al., 2007). [029] A doença pode ter início agudo ou insidioso e o período de incubação varia de 2 semanas a 8 meses (BURZA et al, 2018). Os sinais e sintomas clínicos clássicos da LV incluem febre persistente, perda de apetite, caquexia, aumento do tamanho do baço (esplenomegalia) e do fígado (hepatomegalia), palidez, edema (MEDINA-COLORADO et al., 2017; JAIN & JAIN, 2017; PRESTES-CARNEIRO et al.2019; SANTOS et al, 2019), além de outras alterações como taquicardia, petéquias, epistaxe, sangramento gengival e menos frequentemente desconforto abdominal (GRIENSVEN & DIRO, 2012) e diarreia, que ocorre como resultado de parasitismo intestinal e ulceração (KUMAR & NYLÉN, 2012). [028] The remainder of infected individuals develop a progressive chronic infection (MEDINA-COLORADO et al., 2017), which is characterized by a failure of the cellular immune response to Leishmania antigens and an elevated production of IL-10 in the mononuclear cells of Leishmania. peripheral blood (PBMC) and plasma, promoting the development of a Th2 profile response (NYLÉN et al., 2007). [029] The disease can have an acute or insidious onset and the incubation period ranges from 2 weeks to 8 months (BURZA et al, 2018). The classic clinical signs and symptoms of VL include persistent fever, loss of appetite, cachexia, enlargement of the spleen (splenomegaly) and liver (hepatomegaly), pallor, edema (MEDINA-COLORADO et al., 2017; JAIN & JAIN, 2017; PRESTES-CARNEIRO et al.2019; SANTOS et al, 2019), in addition to other alterations such as tachycardia, petechiae, epistaxis, gingival bleeding and less frequently abdominal discomfort (GRIENSVEN & DIRO, 2012) and diarrhea, which occurs as a result of intestinal parasitism and ulceration (KUMAR & NYLÉN, 2012).
[030] Na fase avançada da doença, a trombocitopenia juntamente com depleção de protrombina leva a hemorragia grave da mucosa, icterícia e ascites (RODRIGUES et al., 2016). Além disso, a anemia severa e a perda de leucócitos tornam os indivíduos imunossuprimidos facilitando o desenvolvimento de infecções bacterianas que são comuns causa de morte em casos letais de LV (KUMAR & NYLÉN, 2012; BURZA et al, 2018). [030] In the advanced stage of the disease, thrombocytopenia together with prothrombin depletion leads to severe mucosal hemorrhage, jaundice and ascites (RODRIGUES et al., 2016). In addition, severe anemia and loss of leukocytes make individuals immunosuppressed, facilitating the development of bacterial infections that are a common cause of death in lethal cases of VL (KUMAR & NYLÉN, 2012; BURZA et al, 2018).
[031] Os achados laboratoriais incluem plaquetopenia, pancitopenia, anemia, trombocitopenia e neutropenia (BURZA et al, 2018; ZIJLSTRA, 2016) que são frequentes e refletem tanto o sequestro esplénico quanto a supressão da função da medula óssea, além de hipergamaglobulinemia policlonal que está associada à presença de células plasmáticas abundantes no baço (RODRIGUES et al., 2016). [031] Laboratory findings include thrombocytopenia, pancytopenia, anemia, thrombocytopenia, and neutropenia (BURZA et al, 2018; ZIJLSTRA, 2016) that are frequent and reflect both splenic sequestration and suppression of bone marrow function, in addition to polyclonal hypergammaglobulinemia that is associated with the presence of abundant plasma cells in the spleen (RODRIGUES et al., 2016).
Tratamento da Leishmaniose Visceral Treatment of Visceral Leishmaniasis
[032] Os medicamentos mais comumente utilizados no tratamento da LV são os antimoniais pentavalentes disponíveis nas formulações: estibogluconato de sódio e antimoniato de meglumina (BURZA et al., 2018) e a amphotericina B, que tem sido consideradas as duas drogas de primeira escolha por décadas. Também são empregadas a paramomicina e a miltefosina (VAKILI et al., 2017). [033] Os antimoniais pentavalentes (SbV) como o estibogluconato de sódio, apresentam alta toxicidade associadas com risco de vida, como arritmias cardíacas, prolongamento do intervalo QT (QTc), batimentos prematuros ventriculares, taquicardia ventricular, fibrilação (SUNDAR & SINGH, 2018) mas também, o seu uso prolongado aumentou o número de casos de resistência ao antimonial. Em Bihar, por exemplo, 64% dos casos são resistentes aos antimoniais (MOHAPATRA, 2014; TASLIMI et al, 2018; PURKAIT et al, 2015). [032] The drugs most commonly used in the treatment of VL are the pentavalent antimonials available in formulations: sodium stibogluconate and meglumine antimoniate (BURZA et al., 2018) and amphotericin B, which has been considered the two first-choice drugs for decades. Paramomycin and miltefosine are also used (VAKILI et al., 2017). [033] Pentavalent antimonials (SbV) such as sodium stibogluconate, have high toxicity associated with life-threatening conditions, such as cardiac arrhythmias, prolongation of the QT interval (QTc), ventricular premature beats, ventricular tachycardia, fibrillation (SUNDAR & SINGH, 2018 ) but also, its prolonged use increased the number of cases of resistance to the antimonial. In Bihar, for example, 64% of cases are resistant to antimonials (MOHAPATRA, 2014; TASLIMI et al, 2018; PURKAIT et al, 2015).
[034] Por outro lado, a anfotericina B convencional foi introduzida para tratamento da LV nos anos 80 (MONGE-MAILLO & LOPEZ-VÉLEZ, 2013) e mais recentemente foi desenvolvida a sua formulação lipossômica AmBisome (Gilead Sciences, EUA), que provou ter muito melhor eficácia terapêutica. Porém a anfotericina B lipossomal é ainda muito cara (MANSURI et al., 2017) e apresenta, assim como a anfotericina B convencional, um perfil de toxicidade que inclui reações à infusão na maioria dos pacientes, nefrotoxicidade, hipocalemia, miocardite e morte ocasional. [034] On the other hand, conventional amphotericin B was introduced for the treatment of VL in the 1980s (MONGE-MAILLO & LOPEZ-VÉLEZ, 2013) and more recently its liposomal formulation AmBisome (Gilead Sciences, USA) was developed, which proved have much better therapeutic efficacy. However, liposomal amphotericin B is still very expensive (MANSURI et al., 2017) and presents, like conventional amphotericin B, a toxicity profile that includes infusion reactions in most patients, nephrotoxicity, hypokalemia, myocarditis and occasional death.
[035] Esta alta toxicidade e risco exigem um monitoramento rigoroso (SUNDAR & SINGH, 2018). Atualmente, a anfotericina B lipossomal é recomendada pela OMS como a droga de primeira linha para tratar qualquer forma de LV, não apenas em condições graves ou associadas ao HIV, mas também em crianças e adultos imunocompetentes (SERENO et al, 2019). [035] This high toxicity and risk require strict monitoring (SUNDAR & SINGH, 2018). Currently, liposomal amphotericin B is recommended by the WHO as the first-line drug to treat any form of VL, not only in severe or HIV-associated conditions, but also in immunocompetent children and adults.
[036] Recentemente, a terapêutica multidroga tem sido explorada para o tratamento da LV a partir do uso de drogas com atividade sinérgica ou aditiva, com o intuito de reduzir o tempo e o custo do tratamento, o que reduz também a ocorrência de efeitos adversos (SUNDAR & CHAKRAVARTY, 2015) e aumenta a taxa de eficácia do tratamento mesmo nos casos de co-infecção (SINGH et al, 2016). Porém, estes medicamentos apresentam alto custo, alta toxicidade (JAIN & JAIN, 2017) e seleção de mutantes resistentes (SINGH et al., 2016; SERENO et al, 2019). [037] A maioria dos parasitas do sub-reino Protozoa é deficiente na síntese “de novo” dos sistemas das purinas, e, portanto, dependem exclusivamente da via de salvação (BERENS et al; 1995). A Nucleosideo Hidrolase de L. (L.) donovani (NH36), é uma enzima do metabolismo de DNA que possui 314 aminoácidos (CUI et al., 2001 , SANTANA et al., 2002) e apresenta significante homologia com as sequências de outros organismos tais como: L. (L.) major (95%) (CUI et al., 2001 ), L. (L.) chagasi (99%), L (L.) infantum (99%), L (L.) tropica (97%), L (L.) mexicana (93%), L (L.) braziliensis (84%) (BLAST, 2010), T. brucei (27%) e Crithidia fasciculata (80%) (CUI et al., 2001 ). Tendo ainda 68% de identidade com Haemophylus influenzae e 30% de identidade com Bacillus anthracis (TODD et al., 2003; BLAST, 2010). As Nucleosídeo- Hidrolases hidrolizam a ligação A/-glicosídica das purinas e pirimidinas, resultando em ribose e a base (GOTTLIEB, 1989). [036] Recently, multidrug therapy has been explored for the treatment of VL from the use of drugs with synergistic or additive activity, with the aim of reducing the time and cost of treatment, which also reduces the occurrence of adverse effects (SUNDAR & CHAKRAVARTY, 2015) and increases the treatment efficacy rate even in cases of co-infection (SINGH et al, 2016). However, these drugs have high cost, high toxicity (JAIN & JAIN, 2017) and selection of resistant mutants (SINGH et al., 2016; SERENO et al, 2019). [037] Most parasites of the Protozoa sub-kingdom are deficient in the “de novo” synthesis of purine systems, and therefore depend exclusively on the salvage pathway (BERENS et al; 1995). The Nucleoside Hydrolase of L. (L.) donovani (NH36), is a DNA metabolism enzyme that has 314 amino acids (CUI et al., 2001 , SANTANA et al., 2002) and presents significant homology with the sequences of other organisms such as: L. (L.) major (95%) (CUI et al., 2001 ), L. (L.) chagasi (99%), L (L.) infantum (99%), L (L.) .) tropica (97%), L (L.) mexicana (93%), L (L.) braziliensis (84%) (BLAST, 2010), T. brucei (27%) and Crithidia fasciculata (80%) ( CUI et al., 2001). Still having 68% identity with Haemophylus influenzae and 30% identity with Bacillus anthracis (TODD et al., 2003; BLAST, 2010). Nucleoside-Hydrolases hydrolyze the A/-glycosidic bond of purines and pyrimidines, resulting in ribose and the base (GOTTLIEB, 1989).
[038] A atividade das Nucleosideo hidrolases tinha sido já identificada em células de Trypanosoma brucei gambiense (SCHMIDT et al., 1975), L. (L.) donovani (KOSZALKA e KRENITSKY 1979; LOOKER et al., 1983), L (L) mexicana (DAVIES et al., 1983), L tropica (GARIN et al., 2001 ), Trypanosoma cruzi (MILLER et al., 1984) e Trypanosoma brucei brucei (PARKIN, 1996). A demonstração da presença constitutiva da Nucleosideo hidrolase em promastigotas de L. (L.) donovani (CUI et al., 2001 ; SANTANA et al., 2002) indica a sua relevância para o desenvolvimento do parasita, visto que a mesma é expressa nos estágios do parasita que infectam o hospedeiro vertebrado (LUKES et al., 2007; MAURÍCIO et al., 2006; SHI et al., 1999; CUI et al., 2001 ; SANTANA et al., 2002). [038] The activity of Nucleoside hydrolases had already been identified in Trypanosoma brucei gambiense cells (SCHMIDT et al., 1975), L. (L.) donovani (KOSZALKA and KRENITSKY 1979; LOOKER et al., 1983), L ( L) mexican (DAVIES et al., 1983), L tropica (GARIN et al., 2001 ), Trypanosoma cruzi (MILLER et al., 1984) and Trypanosoma brucei brucei (PARKIN, 1996). The demonstration of the constitutive presence of Nucleoside hydrolase in promastigotes of L. (L.) donovani (CUI et al., 2001 ; SANTANA et al., 2002) indicates its relevance for the development of the parasite, since it is expressed in the stages of the parasite that infect the vertebrate host (LUKES et al., 2007; MAURÍCIO et al., 2006; SHI et al., 1999; CUI et al., 2001; SANTANA et al., 2002).
[039] Os análogos de nucleosídeos sintéticos denominados Imucilina A e Imucilina H demonstraram uma forte atividade inibitória da Nucleosideo Hidrolase (NH36) in vitro (Freitas et al., 2015a) e uma forte inibição do crescimento de promastigotas de Leishmania (L.) donovani e L. (L.) amazonensis in vitro, e uma alta eficácia terapêutica contra a LV causada por L.(L) infantum chagasi in vivo, em hamsters e camundongos com ausência de toxicidade e contra a leishmaniose cutânea por L. (L.) amazonensis em camundongos (da Silva F., 2018), tornando-se excelentes candidatos a novas drogas terapêuticas contra as leishmanioses. Vacinas contra as Leishmanioses [039] The synthetic nucleoside analogues called Imucillin A and Imucillin H demonstrated a strong inhibitory activity of Nucleoside Hydrolase (NH36) in vitro (Freitas et al., 2015a) and a strong inhibition of the growth of promastigotes of Leishmania (L.) donovani and L. (L.) amazonensis in vitro, and a high therapeutic efficacy against VL caused by L.(L) infantum chagasi in vivo, in hamsters and mice with absence of toxicity and against cutaneous leishmaniasis by L. (L. ) amazonensis in mice (da Silva F., 2018), making them excellent candidates for new therapeutic drugs against leishmaniasis. Vaccines against Leishmaniasis
[040] A pesquisa de vacinas contra a leishmaniose foi iniciada há muitos anos. A primeira vacina contra a leishmaniose foi desenvolvida pelo professor Adler da Universidade Hebraica de Jerusalém, Israel (revisado por PALATNIK-de-SOUSA et al. 2008) de Leishmania vivas para provocar uma lesão, na expectativa de gerar proteção. Porém esta prática descontinuou por não ser considerada segura. Atualmente existe apenas uma vacina contra a leishmaniose visceral licenciada no Uzbequistão (revisado por PALATNIK-de-SOUSA et al., 2008). [040] Research on vaccines against leishmaniasis began many years ago. The first vaccine against leishmaniasis was developed by Professor Adler of the Hebrew University of Jerusalem, Israel (reviewed by PALATNIK-de-SOUSA et al. 2008) from live Leishmania to cause an injury, in the hope of generating protection. However, this practice was discontinued because it was not considered safe. There is currently only one vaccine against visceral leishmaniasis licensed in Uzbekistan (reviewed by PALATNIK-de-SOUSA et al., 2008).
[041] A primeira geração de vacinas contra a leishmaniose foi desenvolvida contra a leishmaniose tegumentar (LT) e foi obtida por manipulação de parasitas mortos com ou sem adjuvantes. Estas vacinas foram utilizadas em testes clínicos em populações humanas nas áreas endêmicas contra a forma cutânea da doença principalmente (ANTUNES et al., 1986; CONVIT et al., 1987; VÉLEZ et al., 2000), mas também contra a forma visceral (KHALIL et al., 2000). [041] The first generation of leishmaniasis vaccines was developed against tegumentary leishmaniasis (LT) and was obtained by manipulating dead parasites with or without adjuvants. These vaccines were used in clinical trials in human populations in endemic areas against the cutaneous form of the disease mainly (ANTUNES et al., 1986; CONVIT et al., 1987; VÉLEZ et al., 2000), but also against the visceral form ( KHALIL et al., 2000).
[042] A segunda geração de vacinas anti- Leishmania pode ser dividida em três categorias de acordo com sua composição: vacinas vivas contendo genes de Leishmania ou usando Leishmania geneticamente modificadas ou vírus expressando genes de Leishmania (CRUZ, COBURN, BEVERLEY, 1991 ; SOUZA et al., 1994; TITUS et al., 1995; RAMIRO et al., 2003; SELVAPANDIYAN et al., 2004; SELVAPANDIYAN et al. 2006; JAIN & JAIN, 2015), vacinas de frações ou subunidades recombinantes ou sintéticas definidas (RUSSO et al., 1991 ; SKEIKY et al.,1995; GURUNATHAN et al.„ 1997; COLER et al., 2002; RAFATI et al., 2002; GRADONI et al., 2005; BADARÓ et al., 2006; POOT et al., 2006; COLER et al., 2007; MORENO et al., 2007; JAIN & JAIN, 2015) e vacinas com frações nativas parcialmente purificadas (PALATNIK et al., 1989; JAFFE, RACHAMIM, SARFSTEIN, 1990; JARDIM et al., 1991 ; LEMESRE et al., 2005, PALATNIK-de-SOUSA et al., 2008; PALATNIK- de-SOUSA et al., 2009; PALATNIK-de-SOUSA, et al., 2009; JAIN, & JAIN, 2015). [043] Por fim, as vacinas de terceira geração contêm genes de antígenos clonados em um vetor de promotor eucariótico injetado e traduzido diretamente no músculo (XU & LIEW, 1994; HANDMAN, 2001 ; RAMIRO et al., 2003; AGUILAR-BE et al., 2005; RAFATI et al., 2005; GAMBOA-LÉON et al., 2006; PALATNIK-de-SOUSA, 2012; JAIN, JAIN, 2015). Vacinas de DNA oferecem meios simples e eficazes de induzir a imunidade a longo prazo e fornecer proteção, além disso é uma forma de imunoterapia antígeno-específica confiável, segura, estável e pode ser facilmente produzida (KUMAR & SAMANT, 2016). [042] The second generation of anti-Leishmania vaccines can be divided into three categories according to their composition: live vaccines containing Leishmania genes or using genetically modified Leishmania or viruses expressing Leishmania genes (CRUZ, COBURN, BEVERLEY, 1991; SOUZA et al., 1994; TITUS et al., 1995; RAMIRO et al., 2003; SELVAPANDIYAN et al., 2004; SELVAPANDIYAN et al. 2006; JAIN & JAIN, 2015), vaccines of defined recombinant or synthetic fractions or subunits ( RUSSO et al., 1991; SKEIKY et al.,1995; GURUNATHAN et al.„ 1997; COLER et al., 2002; RAFATI et al., 2002; GRADONI et al., 2005; BADARÓ et al., 2006; POOT et al., 2006; COLER et al., 2007; MORENO et al., 2007; JAIN & JAIN, 2015) and vaccines with partially purified native fractions (PALATNIK et al., 1989; JAFFE, RACHAMIM, SARFSTEIN, 1990; JARDIM et al., 1991; LEMESRE et al., 2005; PALATNIK-de-SOUSA et al., 2008; PALATNIK-de-SOUSA et al., 2009; PALATNIK-de-SOUSA, et al., 2009; JAIN, & JAIN, 2015). [043] Finally, third-generation vaccines contain antigen genes cloned into a eukaryotic promoter vector injected and translated directly into the muscle (XU & LIEW, 1994; HANDMAN, 2001; RAMIRO et al., 2003; AGUILAR-BE et al., 2005; RAFATI et al., 2005; GAMBOA-LÉON et al., 2006; PALATNIK-de-SOUSA, 2012; JAIN, JAIN, 2015). DNA vaccines offer a simple and effective means of inducing long-term immunity and providing protection, in addition to being a reliable, safe, stable and easily produced form of antigen-specific immunotherapy (KUMAR & SAMANT, 2016).
[044] Anteriormente, desenvolveu-se uma vacina de DNA baseada no gene da NH36 que foi imunoterapêutica contra a LV canina (BORJA CABRERA et al. , 2012) e que foi base de uma patente concedida no México (Dumonteil E. et al., Instituto Mexicano de la Propriedad Industrial (IMPI). YU/a/2004/000010, Folio:YU/E/2004/000078). [044] Previously, a DNA vaccine based on the NH36 gene was developed that was immunotherapeutic against canine VL (BORJA CABRERA et al., 2012) and which was the basis of a patent granted in Mexico (Dumonteil E. et al. , Instituto Mexicano de la Propriedad Industrial (IMPI). YU/a/2004/000010, Folio:YU/E/2004/000078).
[045] Mesmo com tantos avanços nos estudos baseados em formulações vacinais, ainda não se tem disponível uma vacina contra a LV humana ou a LT americana, utilizada em rotina clínica. Apenas uma vacina de primeira geração foi licenciada para imunoterapia da LT humana no Brasil, em 2001 , e demonstrou a sua eficácia na prevenção da doença (MAYRINK et al., 2013). [045] Even with so many advances in studies based on vaccine formulations, there is still no vaccine available against human VL or American LT, used in clinical routine. Only a first-generation vaccine was licensed for human TL immunotherapy in Brazil, in 2001, and it demonstrated its effectiveness in preventing the disease (MAYRINK et al., 2013).
[046] Mais recentemente vemos exemplos de diferentes tipos de vacinas desenvolvidos contra a LV, as vacinas podem ser compostas por Leishmania viva atenuada (AVISHEK et al., 2016), vacinas de subunidades e de RNA (DUTHIE et al., 2018), vacinas de DNA (KUMAR & SAMANT, 2016; KAUR et al., 2016), vacinas de peptídeos sintéticos (De BRITO et al., 2018), vacinas de epítopos sintéticos (CAMPOS et al., 2018; PALATNIK-DE-SOUSA, 2019; JOSHI et al., 2019). [046] More recently we see examples of different types of vaccines developed against VL, vaccines can be composed of live attenuated Leishmania (AVISHEK et al., 2016), subunit and RNA vaccines (DUTHIE et al., 2018), DNA vaccines (KUMAR & SAMANT, 2016; KAUR et al., 2016), synthetic peptide vaccines (De BRITO et al., 2018), synthetic epitope vaccines (CAMPOS et al., 2018; PALATNIK-DE-SOUSA, 2019; JOSHI et al., 2019).
Vacinas contra a LV canina Canine VL vaccines
[047] O Laboratório de Biologia e Bioquímica de Leishmania do Instituto de Microbiologia Paulo de Góes da UFRJ vem desenvolvendo vacinas de segunda geração contra a LV murina e LV canina (LVC) usando o antígeno FML (Ligante de Fucose e Manose) (PI1 100173-9), a glicoproteína GP36 e a proteína recombinante NH36 de Leishmania (L) donovani (P 1015788-3) (PALATNIK-de-SOUSA et al., 2008). [047] The Laboratory of Biology and Biochemistry of Leishmania at the Institute of Microbiology Paulo de Góes at UFRJ has been developing second-generation vaccines against murine VL and canine VL (LVC) using the FML antigen (Ligante de Fucose and Mannose) (PI1 100173-9), glycoprotein GP36 and recombinant protein NH36 from Leishmania (L) donovani (P 1015788-3) (PALATNIK-de-SOUSA et al., 2008).
[048] O antígeno FML de L. (L.) donovani é um complexo glicoprotéico, que inibe a infecção de macrófagos (PALATNIK et al., 1989; PALATNIK-de-SOUSA, DUTRA, BOROJEVIC, 1993) e é sensível e específico no diagnóstico da LV (PALATNIK-de-SOUSA et al., 1995) e LVC (CABRERA et al., 1999). [048] The FML antigen of L. (L.) donovani is a glycoprotein complex, which inhibits the infection of macrophages (PALATNIK et al., 1989; PALATNIK-de-SOUSA, DUTRA, BOROJEVIC, 1993) and is sensitive and specific in the diagnosis of VL (PALATNIK-de-SOUSA et al., 1995) and CVL (CABRERA et al., 1999).
[049] Uma vacina veterinária composta pelo antígeno FML e as saponinas QS21 aciladas e deaciladas da Quillaja saponaria Molina (OLIVEIRA-FREITAS et al., 2006), foi licenciada no Brasil em 2003, sob o nome de Leishmune®, como a primeira vacina registrada para a prevenção da LVC no mundo (PI1 100173-9), (revisado por PALATNIK-de-SOUSA et al., 2008). Ela é bem tolerada (PARRA et al., 2007) e também é bloqueadora da transmissão (PI 0503187-7, Brasil, MX/a/2007/014375, EP1893640 B1 (EPO), PT1893640E (Portugal), ES2540088T3.0 (Espanha), EPIT1893640 (Itália), EP1893640 (França). [049] A veterinary vaccine composed of the FML antigen and the acylated and deacylated QS21 saponins of Quillaja saponaria Molina (OLIVEIRA-FREITAS et al., 2006), was licensed in Brazil in 2003, under the name of Leishmune®, as the first vaccine registered for the prevention of CVL in the world (PI1 100173-9), (reviewed by PALATNIK-de-SOUSA et al., 2008). It is well tolerated (PARRA et al., 2007) and is also a transmission blocker (PI 0503187-7, Brazil, MX/a/2007/014375, EP1893640 B1 (EPO), PT1893640E (Portugal), ES2540088T3.0 (Spain) ), EPIT1893640 (Italy), EP1893640 (France).
[050] A EP1893640 está atualmente depositada em fases nacionais em Reino Unido, Alemanha, Grécia, Bulgária, Turquia (SARAIVA et al., 2006; PALATNIK-de- SOUSA et al., 2008). A Leishmune® é uma vacina bloqueadora da transmissão porque os anticorpos que ela induz em cães sadios bloqueiam o desenvolvimento do parasita no intestino do vetor flebotomíneo e assim, o inseto não passa a frente a infecção para outros humanos ou cães, e a epidemia se interrompe nas áreas endêmicas (SARAIVA et al., 2006; PALATNIK-de-SOUSA et al., 2008; é bem tolerada (PARRA et al., 2007) e também é bloqueadora da transmissão (PI 0503187-7, Brasil, MX/a/2007/014375, EP1893640 B1 (EPO), PT1893640E, ES2540088T3.0, EPIT1893640, EP1893640). [050] EP1893640 is currently deposited in national phases in the United Kingdom, Germany, Greece, Bulgaria, Turkey (SARAIVA et al., 2006; PALATNIK-de-SOUSA et al., 2008). Leishmune® is a transmission blocking vaccine because the antibodies it induces in healthy dogs block the development of the parasite in the gut of the sandfly vector and thus the insect does not pass on the infection to other humans or dogs, and the epidemic is interrupted in endemic areas (SARAIVA et al., 2006; PALATNIK-de-SOUSA et al., 2008; it is well tolerated (PARRA et al., 2007) and also blocks transmission (PI 0503187-7, Brazil, MX/a /2007/014375, EP1893640 B1 (EPO), PT1893640E, ES2540088T3.0, EPIT1893640, EP1893640).
[051] Esta vacina profilática demonstrou em campo eficácias vacinais de 76% (da SILVA et al., 2000) e 80% (BORJA-CABRERA et al., 2002). Os ensaios foram realizados em áreas de alta pressão infectante e o cálculo da eficácia vacinai se baseou no número de óbitos e casos clínicos confirmados da doença (da SILVA et al., 2000; BORJA-CABRERA et al., 2002; PALATNIK-de-SOUSA et al., 2008). [052] A vacinação com Leishmune® deixa os cães não infecciosos para o inseto (NOGUEIRA et al., 2005; PALATNIK-de-SOUSA et al., 2008) e quando administrada com dupla concentração de adjuvante é imunoterapêutica (BORJA- CABRERA et al., 2004, SANTOS et al., 2007). Quando administrada em conjunto com Glucantime e Alopurinol, a Leishmune® negativa a reação em cadeia polimerase (PCR) para DNA de Leishmania gerando uma proteção estéril (BR 1 1 2012 000872- 2, US 10,172,940 B2) (BORJA-CABRERA et al., 2010). [051] This prophylactic vaccine demonstrated in the field vaccine efficacy of 76% (da SILVA et al., 2000) and 80% (BORJA-CABRERA et al., 2002). The trials were carried out in areas of high infectious pressure and the calculation of vaccine efficacy was based on the number of deaths and confirmed clinical cases of the disease (da SILVA et al., 2000; BORJA-CABRERA et al., 2002; PALATNIK-de- SOUSA et al., 2008). [052] Vaccination with Leishmune® leaves dogs non-infectious for the insect (NOGUEIRA et al., 2005; PALATNIK-de-SOUSA et al., 2008) and when administered with double concentration of adjuvant it is immunotherapeutic (BORJA-CABRERA et al., 2004, SANTOS et al., 2007). When administered together with Glucantime and Allopurinol, Leishmune® is negative for the polymerase chain reaction (PCR) for Leishmania DNA, generating sterile protection (BR 1 1 2012 000872- 2, US 10,172,940 B2) (BORJA-CABRERA et al., 2010).
[053] Evidência muito importante da eficácia da Leishmune®, é a demonstração de que nas áreas endêmicas onde a Leishmune® foi aplicada, se detectou uma significativa redução dos casos caninos, da seroprevalência canina e, consequentemente dos casos humanos e mortalidade humana por LV (SARAIVA et al., 2006; PALATNIK-de-SOUSA et al., 2008) confirmando que a vacina tem a capacidade de interromper a epidemia. [053] Very important evidence of the effectiveness of Leishmune® is the demonstration that in endemic areas where Leishmune® was applied, a significant reduction in canine cases, canine seroprevalence and, consequently, human cases and human mortality from VL was detected (SARAIVA et al., 2006; PALATNIK-de-SOUSA et al., 2008) confirming that the vaccine has the capacity to interrupt the epidemic.
[054] Uma segunda vacina profilática licenciada no Brasil em 2008, a Leish- Tec®, contém a proteína recombinante A2 de amastigotas de L. (L.) donovani (PI 0603490-0 A2) e mostrou ser protetora contra LV em ensaios com desafios experimentais em camundongos (GHOSH, LABRECQUE, MATLASHEWSKI, 2001 ; COELHO et al., 2003), macacos Rhesus (GRIMALDI et al., 2014) e cães Beagle (FERNANDES et al., 2008). O primeiro ensaio de campo de Leishtec® foi publicado apenas em 2016 e foi realizado em uma área de baixa pressão infecciosa (REGINA- SILVA et al., 2016). [054] A second prophylactic vaccine licensed in Brazil in 2008, Leish-Tec®, contains recombinant protein A2 from amastigotes of L. (L.) donovani (PI 0603490-0 A2) and has been shown to be protective against VL in trials with experimental challenges in mice (GHOSH, LABRECQUE, MATLASHEWSKI, 2001 ; COELHO et al., 2003), rhesus monkeys (GRIMALDI et al., 2014) and Beagle dogs (FERNANDES et al., 2008). The first field trial of Leishtec® was published only in 2016 and was carried out in an area of low infectious pressure (REGINA-SILVA et al., 2016).
[055] Nesta área, os casos de LV foram definidos, não por óbitos ou sintomas clínicos com confirmações de parasitas como foi usado para a vacina Leishmune® (da SILVA et al., 2000; BORJA-CABRERA et al., 2002; PALATNIK-de-SOUSA et al., 2008), mas sim pela soropositividade confirmada por pelo menos um de três testes parasitológicos, ou pela adição do xenodiagnóstico a ensaios parasitários (REGINA- SILVA et al., 2016). [056] Utilizando esses critérios menos severos, os autores relataram eficácia vacinai de 71 ,4% com base na definição parasitológica dos casos, e de 58,1 % pela adição do xenodiagnóstico. Porém, quando um teste de campo de Leishtec® foi realizado em uma área de alta pressão infecciosa, foi observado um efeito menor na redução da taxa de infecção canina (GRIMALDI et al. , 2017). De fato, a incidência de LV foi de 42 % nos controles e de 27 % nos cães vacinados, representando apenas 35,7 % de eficácia vacinai (GRIMALDI et al., 2017). [055] In this area, VL cases were defined, not by deaths or clinical symptoms with confirmation of parasites as was used for the Leishmune® vaccine (da SILVA et al., 2000; BORJA-CABRERA et al., 2002; PALATNIK -de-SOUSA et al., 2008), but by seropositivity confirmed by at least one of three parasitological tests, or by the addition of xenodiagnosis to parasitic assays (REGINA-SILVA et al., 2016). [056] Using these less severe criteria, the authors reported vaccine efficacy of 71 .4% based on the parasitological definition of cases, and 58.1% by adding xenodiagnosis. However, when a field test of Leishtec® was performed in an area of high infectious pressure, a smaller effect was observed in reducing the rate of canine infection (GRIMALDI et al., 2017). In fact, the incidence of VL was 42% in controls and 27% in vaccinated dogs, representing only 35.7% of vaccine efficacy (GRIMALDI et al., 2017).
[057] As respostas protetoras foram ou “não geradas” ou “não mantidas” em 43% dos cães imunizados que se infectaram e desenvolveram a doença ao longo do tempo. Entretanto, a A2 se mostrou imunogênica uma vez que os níveis de anticorpos IgG anti-A2 específicos foram significativamente maiores em receptores de vacina do que em cães controles infectados (GRIMALDI et al., 2017). [057] Protective responses were either "not generated" or "not maintained" in 43% of immunized dogs that became infected and developed the disease over time. However, A2 proved to be immunogenic since the levels of specific anti-A2 IgG antibodies were significantly higher in vaccine recipients than in infected control dogs (GRIMALDI et al., 2017).
[058] Portanto, em contraste com a Leishmune®, que mostrou eficácia de 76% a 80%, com base em parâmetros finais estritos (óbitos e casos clínicos) (da SILVA et al., 2000, BORJA-CABRERA et al., 2002) e promoveu a diminuição da incidência canina e humana de LV em áreas de alta pressão infecciosa (PALATNIK-de-SOUSA et al., 2009), o segundo ensaio de campo do Leishtec® mostrou que esta vacina pode não reduzir a incidência canina de leishmaniose em áreas de alta transmissão e pode não ter impacto na incidência humana da doença (GRIMALDI et al., 2017). [058] Therefore, in contrast to Leishmune®, which showed efficacy of 76% to 80%, based on strict final parameters (deaths and clinical cases) (da SILVA et al., 2000, BORJA-CABRERA et al., 2002) and promoted a decrease in the canine and human incidence of VL in areas of high infectious pressure (PALATNIK-de-SOUSA et al., 2009), the second Leishtec® field trial showed that this vaccine may not reduce the canine incidence of leishmaniasis in areas of high transmission and may not have an impact on the human incidence of the disease (GRIMALDI et al., 2017).
[059] Um estudo recente sobre cães de caça proprietários infectados com L (L) infantum mostrou que, se usada para imunoterapia, o Leishtec ® reduziu em 25% o risco de progressão para sintomas clínicos, e em 70% a mortalidade (TOEPP et al., 2018). Em contrapartida, foi descrita uma potência mais alta para Leishmune® que, quando utilizada para imunoterapia, reduziu 80% nos casos sintomáticos, 100% nos casos positivos para parasitas e 100% nas mortes e, que quando usada em combinação com quimioterapia, também promoveu uma cura estéril com resultados negativos de PCR (BORJA-CABRERA et al., 2010). [060] Essa evidência explica por que muitos estudos comparativos revelaram resultados de maior eficácia para as vacinas Leishmune® do que para as vacinas Leishtec® e / ou LBsap (FERNANDES et a!., 2014; de MENDONÇA et al., 2016), além de uma indução mais forte da resposta imune e pró-inflamatória (MOREIRA et al., 2016; COSTA PEREIRA et al., 2015, de LIMA et al., 2010) e aprimoramento das proporções de células T CD8 + que secretam IFN-y (ARAÚJO et al., 2009). [059] A recent study on hunting dog owners infected with L(L) infantum showed that, if used for immunotherapy, Leishtec ® reduced the risk of progression to clinical symptoms by 25%, and mortality by 70% (TOEPP et al., 2018). In contrast, a higher potency was described for Leishmune® which, when used for immunotherapy, reduced 80% in symptomatic cases, 100% in positive cases for parasites and 100% in deaths and, when used in combination with chemotherapy, also promoted a sterile cure with negative PCR results (BORJA-CABRERA et al., 2010). [060] This evidence explains why many comparative studies have revealed results of greater efficacy for Leishmune® vaccines than for Leishtec® and / or LBsap vaccines (FERNANDES et a!., 2014; de MENDONÇA et al., 2016), in addition to a stronger induction of the immune and pro-inflammatory response (MOREIRA et al., 2016; COSTA PEREIRA et al., 2015, de LIMA et al., 2010) and improvement of the proportions of CD8 + T cells that secrete IFN- y (ARAÚJO et al., 2009).
[061] Adicionalmente, uma proteína recombinante, denominada Q, formada pela fusão genética de cinco fragmentos antigênicos intracelulares das proteínas ribossômicas ácidas Lip, Lip2b, P0 e histona H2A (CARCELÉN et al., 2009; FERNÁNDEZ-COTRINA et al., 2018) foi licenciada como a vacina Letifend® com a eficácia de 72 % (FERNÁNDEZ COTRINA et al., 2018) (LU93259C). [061] In addition, a recombinant protein, called Q, formed by the genetic fusion of five intracellular antigenic fragments of the acidic ribosomal proteins Lip, Lip2b, P0 and histone H2A (CARCELÉN et al., 2009; FERNÁNDEZ-COTRINA et al., 2018) was licensed as the Letifend® vaccine with an efficacy of 72% (FERNÁNDEZ COTRINA et al., 2018) (LU93259C).
[062] Finalmente, a vacina CaniLeish®, composta pelas proteínas excretadas de L. (L.) infantum (ESP) e o extrato purificado de Quillaja saponaria (QA-21 ), também mostrou uma resposta imune Th1 dominante que persistiu por um ano inteiro (GRADONI, 2015) (W02002100430A1 ). Um ensaio de campo realizado em áreas de alta endemicidade da bacia do Mediterrâneo usou PCR e culturas de parasitas para confirmação da infecção (OLIVA et al., 2014). Considerando a infecção ativa, foi observada uma eficácia de 63 % da vacina no mês 24 após a vacinação. [062] Finally, the CaniLeish® vaccine, composed of the excreted proteins of L. (L.) infantum (ESP) and the purified extract of Quillaja saponaria (QA-21 ), also showed a dominant Th1 immune response that persisted for one year integer (GRADONI, 2015) (W02002100430A1 ). A field trial conducted in highly endemic areas of the Mediterranean basin used PCR and parasite cultures to confirm infection (OLIVA et al., 2014). Considering active infection, an efficacy of 63% of the vaccine was observed at month 24 after vaccination.
[063] Considerando os sintomas da LV, a eficácia da vacina foi de 68,4% (RODRIGUES et al., 2016). De acordo com esses resultados, foi reconhecido que somente duas vacinas, consistindo de frações purificadas pelo parasita com adjuvantes derivados de saponina, mostraram conferir proteção significativa contra doença e morte sob condições naturais, o FML-saponina (Leishmune®) no Brasil, e o LiESP / QA -21 (CaniLeish®) na Europa (GRADONI, 2015). [063] Considering the symptoms of VL, the efficacy of the vaccine was 68.4% (RODRIGUES et al., 2016). According to these results, it was recognized that only two vaccines, consisting of fractions purified by the parasite with saponin-derived adjuvants, were shown to confer significant protection against disease and death under natural conditions, the FML-saponin (Leishmune®) in Brazil, and the LiESP / QA -21 (CaniLeish®) in Europe (GRADONI, 2015).
Vacinas contendo os antíqenos GP36 e Nucleosídeo hidrolase de Leishmania (L.) donovani (NH36) Vaccines containing GP36 and Leishmania (L.) donovani Nucleoside hydrolase (NH36) antigens
[064] Em paralelo ao desenvolvimento da vacina Leishmune(R) descrevemos que o antígeno principal do complexo FML é a glicoproteína de 36 kDa de L. (L.) donovani, que é reconhecida por soros humanos e caninos de LV (PALATNIK-de- SOUSA et al., 1996; SANTANA et al., 2002; NICO et al., 2014b) e foi clonada em Escherichia coli, revelando ser uma Nucleosídeo hidrolase (NH36), marcador sorológico da LVC (SANTANA et al., 2002). [064] In parallel with the development of the Leishmune (R) vaccine, we described that the main antigen of the FML complex is the 36 kDa glycoprotein of L. (L.) donovani, which is recognized by human and canine VL sera (PALATNIK-de - SOUSA et al., 1996; SANTANA et al., 2002; NICO et al., 2014b) and was cloned in Escherichia coli, revealing to be a Nucleoside hydrolase (NH36), serological marker of CVL (SANTANA et al., 2002).
[065] Quando clonada no vetor VR1012 (AGUILAR-BE et al., 2005) se apresentou como uma vacina de DNA, que assim como as vacinas FML e NH36 formuladas com saponina, protege contra a infecção murina por L. (L.) infantum chagasi, L. (L.) mexicana (AGUILAR-BE et al., 2005) e L. (L.) amazonensis (SOUZA, PALATNIK-de-SOUSA, 2009; NICO et al., 2014a; NICO et al., 2014b). As vacinas FML e VR1012 NH36 geram portanto, a prevenção bivalente contra a LV e LT (AGUILAR- BE et al., 2005; SOUZA; PALATNIK-de-SOUSA, 2009) e a cura imunoterapêutica contra LV murina (GAMBOA-LEÓN et al., 2006) e LVC (BORJA-CABRERA et al., 2009, 2012). [065] When cloned in the VR1012 vector (AGUILAR-BE et al., 2005) it was presented as a DNA vaccine, which, like the FML and NH36 vaccines formulated with saponin, protects against murine infection by L. (L.) infantum chagasi, L. (L.) mexicana (AGUILAR-BE et al., 2005) and L. (L.) amazonensis (SOUZA, PALATNIK-de-SOUSA, 2009; NICO et al., 2014a; NICO et al. , 2014b). The FML and VR1012 NH36 vaccines therefore generate bivalent prevention against VL and LT (AGUILARBE et al., 2005; SOUZA; PALATNIK-de-SOUSA, 2009) and immunotherapeutic cure against murine VL (GAMBOA-LEÓN et al ., 2006) and LVC (BORJA-CABRERA et al., 2009, 2012).
[066] A NH36 de L. (L.) donovani é composta por 314 aminoácidos (CUI, et al., 2001 ) e demonstra alta homologia com as sequências descritas para as NH de L. (L) major (95 %) (CUI et al., 2001 ), L. (L) chagasi (99 %), L (L.) infantum (99 %), L. (L.) tropica (97 %), L. (L.) mexicana (93 %) e L. (V.) braziliensis (84 %) BLAST (2014). [066] The NH36 of L. (L.) donovani is composed of 314 amino acids (CUI, et al., 2001 ) and demonstrates high homology with the sequences described for the NH of L. (L) major (95%) ( CUI et al., 2001 ), L. (L.) chagasi (99 %), L. (L.) infantum (99 %), L. (L.) tropica (97 %), L. (L.) mexicana ( 93 %) and L. (V.) braziliensis (84 %) BLAST (2014).
[067] No intuito de identificar os epítopos da NH36, a serem incluídos numa vacina sintética, foram utilizadas duas metodologias combinadas: 1 ) a de clonagem dos fragmentos imunogênicos e 2) a de predição de epítopos por programas cujo algoritmo detecta setores com mais alta frequência de aminoácidos hidrofóbicos e carregados. [067] In order to identify the NH36 epitopes to be included in a synthetic vaccine, two combined methodologies were used: 1) the cloning of immunogenic fragments and 2) the prediction of epitopes by programs whose algorithm detects sectors with the highest frequency of hydrophobic and charged amino acids.
[068] Inicialmente foram clonados três fragmentos da sequência da NH36 no vetor pET28b para expressão das proteínas com cauda de histidina: F1 (aminoácidos de 1 a 103); o F2 (a.a. 104 a 198) e o F3 (a.a 199 a 304). O modelo tridimensional revelou que, no tetrâmero da NH36, o domínio F3 é o que apresenta maior área exposta (29507.002 Angstroms2). Ele é seguido pelo domínio F1 (N-terminal) com uma área de 27132.781 Angstroms2. [069] O domínio F2 (central) tem a menor área superficial (19931.451 Angstroms2) e é o fragmento menos exposto da proteína. A sequência F3 inclui três epítopos preditos para células T CD4+ de camundongos e três epítopos para anticorpos, enquanto que o F1 mostra dois epítopos para CD4+, um para CD8+ de camundongos e dois para anticorpos (NICO et al., 2014b, PI 1015788-3). [068] Initially, three fragments of the NH36 sequence were cloned into the pET28b vector for expression of histidine-tagged proteins: F1 (amino acids 1 to 103); the F2 (aa 104 to 198) and the F3 (aa 199 to 304). The three-dimensional model revealed that, in the NH36 tetramer, the F3 domain has the largest exposed area (29,507,002 Angstroms 2 ). It is followed by the F1 domain (N-terminal) with an area of 27132781 Angstroms 2 . [069] The F2 domain (central) has the smallest surface area (19931451 Angstroms 2 ) and is the least exposed fragment of the protein. The F3 sequence includes three predicted epitopes for mouse CD4 + T cells and three epitopes for antibodies, whereas the F1 shows two epitopes for CD4+, one for mouse CD8+, and two for antibodies (NICO et al., 2014b, PI 1015788- 3).
[070] Na vacinação de camundongos BALB/c com os fragmentos F1 , F2 e F3 e saponina ficou demonstrado que a proteção contra L. (L.) infantum chagasi está relacionada com o seu domínio C-terminal (F3) e é mediada principalmente por uma resposta de células T CD4+ com uma menor contribuição de células T CD8+ (NICO et al., 2010). A imunização com o F3 otimizou e excedeu em 36,73 % a reposta protetora induzida pela proteína cognata NH36. Foram detectados aumentos de anticorpos IgM, lgG2a, IgG 1 e lgG2b, de proporções de células T CD4+, da secreção de IFN-y, das razões de células T CD4+ e CD8+ produtoras de IFN-y/IL-10 e das porcentagens de inibição da ligação de anticorpos por epítopos sintéticos preditos (NICO et al., 2010). [070] Vaccination of BALB/c mice with F1, F2 and F3 fragments and saponin demonstrated that protection against L. (L.) infantum chagasi is related to its C-terminal domain (F3) and is mainly mediated by a CD4+ T cell response with a smaller contribution from CD8+ T cells (NICO et al., 2010). Immunization with F3 optimized and exceeded by 36.73% the protective response induced by the cognate protein NH36. Increases in IgM, IgG2a, IgG 1 and IgG2b antibodies, proportions of CD4+ T cells, IFN-y secretion, ratios of IFN-y/IL-10 producing CD4+ and CD8+ T cells and inhibition percentages were detected. of antibody binding by predicted synthetic epitopes (NICO et al., 2010).
[071] O aumento na intradermoreação (IDR) e nas razões de células T CD4+ produtoras de TNF-α/IL-10 foram os fortes correlates da proteção, que foi confirmada pelo ensaio de depleção in vivo com anticorpos monoclonais, pelos epítopos para CD4+ e CD8+ preditos pelos programas baseados em algoritmo de Sette e pelo pronunciado decréscimo na carga parasitária (90,5-88,23 %). Esta proteção foi duradoura (NICO et al. 2010, PI 1015788-3). [071] The increase in intradermal staining (IDR) and in the ratios of CD4+ T cells producing TNF-α/IL-10 were the strong correlates of protection, which was confirmed by the in vivo depletion assay with monoclonal antibodies, by the epitopes for CD4+ and CD8+ predicted by programs based on Sette's algorithm and by the pronounced decrease in parasitic load (90.5-88.23 %). This protection was long lasting (NICO et al. 2010, PI 1015788-3).
[072] Devido à alta homologia das sequências das NHs, a proteção gerada contra a LV por L. (L.) infantum chagasi poderia se estender a outras espécies causadoras da LT. Conforme confirmado pelo ensaio de depleção in vivo com anticorpos antiCD4+ e anti-CD8+, observamos que a proteção gerada pela NH36 contra a infecção murina por L. (L.) amazonensis está mediada pela combinação da resposta T CD4+ contra o domínio F3 e da resposta TCD8+ contra o domínio F1 (NICO et al., 2010, 2014a, PI 1015788-3). Portanto, o domínio F3 da NH36 é necessário para a proteção contra a LV e os domínios F3 e F1 para a prevenção contra a LT murinas. [073] O genoma da L. (L.) amazonensis foi posteriormente elucidado e a sequência de aminoácidos da NH36 mostrou 93% de identidade com a da NH A34480 de L. (L.) amazonensis (NICO et al., 2014a). Existem nela, epítopos completamente conservados para células T CD4+ e CD8+ no domínio F1 , e para células T CD4+, mostrando diferenças em um aminoácido apenas, nos domínios F1 e F3. Esta homologia justifica o forte efeito imunoprotetor cruzado desenvolvido pelos fragmentos F1 e F3 na prevenção da LT murina. Adicionalmente, também os peptídeos F1 e F3 determinaram um forte efeito cruzado na imunoterapia da infecção por L. (L.) amazonensis (NICO et al., 2014b). [072] Due to the high sequence homology of the NHs, the protection generated against VL by L. (L.) infantum chagasi could be extended to other species that cause LT. As confirmed by the in vivo depletion assay with anti-CD4+ and anti-CD8+ antibodies, we observed that the protection generated by NH36 against murine infection by L. (L.) amazonensis is mediated by the combination of the CD4+ T response against the F3 domain and the response TCD8+ against the F1 domain (NICO et al., 2010, 2014a, PI 1015788-3). Therefore, the F3 domain of NH36 is required for protection against VL and the F3 and F1 domains for prevention against murine TL. [073] The genome of L. (L.) amazonensis was later elucidated and the amino acid sequence of NH36 showed 93% identity with that of NH A34480 of L. (L.) amazonensis (NICO et al., 2014a). There are completely conserved epitopes in it for CD4+ and CD8+ T cells in the F1 domain, and for CD4+ T cells, showing differences in only one amino acid, in the F1 and F3 domains. This homology justifies the strong cross-immunoprotective effect developed by the F1 and F3 fragments in the prevention of murine LT. Additionally, the F1 and F3 peptides also determined a strong cross-effect in the immunotherapy of L. (L.) amazonensis infection (NICO et al., 2014b).
[074] Adicionalmente, cães infectados com L (L) infantum chagasie tratados por imunoterapia com a vacina de DNA NH36 desenvolveram aumentas significativas nos tamanho e proporções de reações DTH-+- e nas frequências de células T CD4+ NH36 específicas em resposta ao domínio F3, e aumentos nas razões lgG2/lgG1 de anticorpos anti-NH36 e nas contagens de células T CD8+, em resposta ao domínio F1 . A imunoterapia promoveu uma diminuição da carga parasitária e perda de peso, aumentando a sobrevida dos cães (BORJA-CABRERA et al., 2010 b). [074] Additionally, dogs infected with L(L) infantum chagasie treated by immunotherapy with the NH36 DNA vaccine developed significant increases in the size and proportions of DTH-+- reactions and in the frequencies of NH36-specific CD4+ T cells in response to the F3 domain , and increases in IgG2/IgG1 ratios of anti-NH36 antibodies and CD8+ T cell counts in response to the F1 domain. Immunotherapy promoted a decrease in parasitic load and weight loss, increasing the survival of dogs (BORJA-CABRERA et al., 2010 b).
[075] Os domínios F1 e F3 foram adicionalmente expressos em tandem em uma quimera recombinante otimizada clonada no vetor pET28b, que foi a formulação mais potente na vacinação contra a L. (L.) infantum chagasi, na geração de anticorpos lgG2a anti-NH36, na IDR ao lisado de Leishmania, na secreção de IFN-y, na indução dos menores níveis de TNF-α com o estímulo do subpeptídeo F3-3 (porção C- terminal do peptídeo F3) e de IL-10, e na mais potente redução do número de parasitas no fígado, compartilhando a sua predominância com o F3 na redução da hepatoesplenomegalia. A quimera superou o efeito protetor gerada pela vacinação com cada peptídeo individualmente, ou pela adição de ambos, sugerindo que a apresentação em tandem e com códons otimizados potencializa muito a eficácia vacinai contra a LV murina (GOMES, 2013). [076] A quimera também promoveu uma proteção maior do que a gerada pelos dois domínios misturados ou por cada domínio independentemente, contra o desafio por L. (L.) amazonensis mostrando a mais alta produção de IgA, IgG e lgG2a anti- NH36, IDR, IFN-Y e IL-10, enquanto TNF-α foi mais secretada por camundongos vacinados com F3 ou com as vacinas contendo F3 (ALVES-SILVA et al., 2017). Além disso, a quimera e a vacina F1 induziram as maiores proporções de células T CD4+ e CD8+ mono produtoras de IL-2, TNF-α ou IFN-y; duplo produtoras de TNF-α e IL-2, TNFa e IFN-y ou IFN-y e IL-2, e de células multifuncionais T CD4+ triplo produtoras de IL-2, TNF-α e IFN-y. A quimera e os domínios misturados reduziram também o tamanho das lesões cutâneas (84% e 80%, respectivamente) e a carga parasitária (99,8%). Assim, a quimera otimizou também a proteção cruzada contra L. (L.) amazonensis (ALVES-SILVA et al., 2017). [075] The F1 and F3 domains were additionally expressed in tandem in an optimized recombinant chimera cloned in the pET28b vector, which was the most potent formulation in the vaccination against L. (L.) infantum chagasi, in the generation of anti-NH36 lgG2a antibodies , in the IDR to the Leishmania lysate, in the secretion of IFN-y, in the induction of the lowest levels of TNF-α with the stimulus of the F3-3 subpeptide (C-terminal portion of the F3 peptide) and of IL-10, and in the most potent reduction in the number of parasites in the liver, sharing its predominance with F3 in reducing hepatosplenomegaly. The chimera overcame the protective effect generated by vaccination with each peptide individually, or by the addition of both, suggesting that presentation in tandem and with optimized codons greatly enhances vaccine efficacy against murine VL (GOMES, 2013). [076] The chimera also promoted greater protection than that generated by the two domains mixed or by each domain independently, against challenge by L. (L.) amazonensis showing the highest production of anti-NH36 IgA, IgG and lgG2a, IDR, IFN-Y and IL-10, while TNF-α was more secreted by mice vaccinated with F3 or vaccines containing F3 (ALVES-SILVA et al., 2017). Furthermore, the chimera and the F1 vaccine induced the highest proportions of CD4+ and CD8+ T cells monoproducing IL-2, TNF-α or IFN-y; double producers of TNF-α and IL-2, TNFa and IFN-y or IFN-y and IL-2, and CD4+ multifunctional T cells triple producers of IL-2, TNF-α and IFN-y. Chimera and mixed domains also reduced the size of skin lesions (84% and 80%, respectively) and parasite burden (99.8%). Thus, the chimera also optimized cross-protection against L. (L.) amazonensis (ALVES-SILVA et al., 2017).
[077] Mas enquanto que a proteção contra a infecção por L. (L.) infantum chagasi e L. (L.) amazonensis requer uma resposta Th1 , é a infecção por L. (V.) braziliensis determina uma resposta inflamatória aumentada com forte secreção de IFN-y e TNF-α (ALVES-SILVA et al., 2019). Além disso, a produção de IL-10 que modula a resposta imune, na infecção por L. (V.) braziliensis é reduzida. [077] But while protection against L. (L.) infantum chagasi and L. (L.) amazonensis infection requires a Th1 response, it is L. (V.) braziliensis infection that triggers an increased inflammatory response with strong secretion of IFN-y and TNF-α (ALVES-SILVA et al., 2019). Furthermore, the production of IL-10, which modulates the immune response, in L. (V.) braziliensis infection is reduced.
[078] Confirmando o efeito benéfico da vacinação com a quimera F1 F3, observou-se o aumento das respostas IgA, IgG e lgG3 e da IDR, 49% mais forte do que a NH36. No entanto, enquanto que as respostas Th1 foram mais fortes com taxas elevadas de I FN-y/l L-10 e TNF-α/IL-10 no caso das vacinas F3 e F1 , a quimera F1 F3 promoveu a maior secreção de IL-10, o que reduziu a resposta Th1 patológica e caracterizou a indução de uma resposta reguladora mista e / ou de células T (ALVES- SILVA et al., 2019). [078] Confirming the beneficial effect of vaccination with the F1 F3 chimera, an increase in IgA, IgG and IgG3 responses and IDR, 49% stronger than NH36, was observed. However, whereas Th1 responses were stronger with high rates of I FN-y/l L-10 and TNF-α/IL-10 in the case of the F3 and F1 vaccines, the F1 F3 chimera promoted the greatest IL secretion -10, which reduced the pathological Th1 response and characterized the induction of a mixed regulatory and/or T-cell response (ALVES-SILVA et al., 2019).
[079] Identificou-se então os epítopos responsáveis por essas respostas imunes em camundongos. A vacina F3 induziu a imunidade mais precoce e após o desafio, mas a quimera F1 F3 promoveu as maiores respostas de células T CD4+ e CD8+, secretoras de citocinas, e as frequências predominantes de células TCD4+ e CD8+ IL-2+ e multifuncionais IL-2+TNF-α+IFN-Y+. [080] Também como observado contra a infecção por L. (L.) amazonensis, a quimera F1 F3 promoveu a maior redução no tamanho das lesões de orelha induzida por L. (V.) braziliensis. Os resultados confirmaram o potencial uso da quimera F1 F3 em uma vacina de proteção cruzada multiespécies contra a LV e LT (ALVES-SILVA et al., 2019). [079] We then identified the epitopes responsible for these immune responses in mice. The F3 vaccine induced immunity earlier and after the challenge, but the F1 F3 chimera promoted the highest cytokine-secreting CD4+ and CD8+ T cell responses, and the predominant frequencies of CD4+ and CD8+ IL-2+ T cells and multifunctional IL- 2+TNF-α+IFN-Y+. [080] Also as observed against L. (L.) amazonensis infection, the F1 F3 chimera promoted the greatest reduction in the size of L. (V.) braziliensis-induced ear lesions. The results confirmed the potential use of the F1 F3 chimera in a multispecies cross-protective vaccine against VL and LT (ALVES-SILVA et al., 2019).
Vacina humana recombinante em desenvolvimento que contém a NH36 Recombinant human vaccine under development that contains NH36
[081 ] O decréscimo das proporções de linfócitos T CD4+ totais e dos linfócitos T CD4+ Leishmania- específicos, características da LV, indicam que uma vacina eficaz deve reforçar a resposta imune T CD4+ (KUMAR & NYLÉN, 2012). Neste cenário é importante observar que, recentemente, uma proteína de fusão composta pela NH36 de L. (L.) donovani e uma esterol 24-c-metiltransferase (SMT), adjuvantada por GLA- SE (glucopiranosil lipídeo A estabilizado em emulsão óleo-água), e denominada Leish- F3 (NH36-SMT-GLA-SE) protegeu camundongos contra as infecções por L. (L.) infantum e L. (L.) donovani. Níveis sustentados de IL-2 (contra NH36 e SMT) e de TNF-α (contra NH36) foram encontrados em camundongos vacinados, que exibiram a carga parasitária reduzida (COLER et al., 2015). [081] The decrease in the proportions of total CD4+ T lymphocytes and Leishmania-specific T CD4+ lymphocytes, characteristic of VL, indicate that an effective vaccine should reinforce the T CD4+ immune response (KUMAR & NYLÉN, 2012). In this scenario, it is important to note that, recently, a fusion protein composed of NH36 from L. (L.) donovani and a sterol 24-c-methyltransferase (SMT), adjuvanted by GLA-SE (glucopyranosyl lipid A stabilized in oil- water), and called Leish-F3 (NH36-SMT-GLA-SE) protected mice against infections by L. (L.) infantum and L. (L.) donovani. Sustained levels of IL-2 (against NH36 and SMT) and TNF-α (against NH36) were found in vaccinated mice, which exhibited reduced parasite load (COLER et al., 2015).
[082] Adicionalmente, a Leish-F3 induziu aumentos das frequências de células T CD4+ produtoras de IFN-y, ou IL-2 ou TNF-α em PBMCs de pacientes infectados por L. (L.) donovani de Bangladesh, e de anticorpos IgG NH-específicos, maiores nos indivíduos subclínicos do que em pacientes humanos antes do tratamento (COLER et al., 2015). Finalmente, a Leish-F3 também foi preparada em condições GMP, sendo até o momento, a única vacina humana de subunidades contra a LV humana que chegou a testes de FASE I em adultos humanos não infectados de USA, apesar de não ter sido licenciada ainda. Os PBMCs dos indivíduos vacinados mostraram um aumento da secreção de IFN-y, TNF-α e IL-2 e baixos níveis de IL-5 e IL-10 em resposta a Leish-F3. A vacina foi bem tolerada (COLER et al., 2015). Um pedido de patente foi concedido na USPTO a respeito desta formulação (US20160186158A1 ). Vacinas de epítopos [082] Additionally, Leish-F3 induced increases in the frequencies of CD4+ T cells producing IFN-y, or IL-2 or TNF-α in PBMCs from patients infected with L. (L.) donovani from Bangladesh, and antibodies NH-specific IgG, higher in subclinical subjects than in human patients before treatment (COLER et al., 2015). Finally, Leish-F3 was also prepared under GMP conditions, being so far the only human subunit vaccine against human VL that has reached PHASE I testing in uninfected human adults in the USA, despite not having been licensed yet. . PBMCs from vaccinated subjects showed increased secretion of IFN-γ, TNF-α and IL-2 and low levels of IL-5 and IL-10 in response to Leish-F3. The vaccine was well tolerated (COLER et al., 2015). A patent application has been granted with the USPTO regarding this formulation (US20160186158A1). epitope vaccines
[083] A produção e o armazenamento de proteínas recombinantes são frequentemente problemáticos e requerem boas instalações, o que limitam seu uso em muitos contextos. Por outro lado, os peptídeos são mais facilmente produzidos e enviados, além de que podem ser armazenados liofilizados (LESTINOVA et al. , 2017). [083] The production and storage of recombinant proteins are often problematic and require good facilities, which limit their use in many contexts. On the other hand, peptides are more easily produced and shipped, and they can be stored lyophilized (LESTINOVA et al., 2017).
[084] As novas abordagens de vacinação são baseadas no design racional de epítopos para linfócitos B e T que prometem induzir repertórios de especificidades imunológicas, bem como lidar de forma mais segura com a variação genética tanto dos patógenos como dos seres humanos. Além disso os peptídeos sintéticos são produzidos por síntese química e são vantajosos do ponto de vista de fabricação (OYARZUN & KOBE, 2016). [084] The new vaccination approaches are based on the rational design of epitopes for B and T lymphocytes that promise to induce repertoires of immunological specificities, as well as to deal more safely with the genetic variation of both pathogens and humans. In addition, synthetic peptides are produced by chemical synthesis and are advantageous from a manufacturing point of view (OYARZUN & KOBE, 2016).
[085] Mais recentemente foi desenvolvido o conceito de que a resposta imune mais eficaz contra patógenos é derivada de várias células T diferentes que respondem a um conjunto de péptidos curtos derivados dos patógenos chamados epítopos (DE GROOT et al., 2002). A teoria das vacinas baseadas em epítopos, postula que pode- se aumentar a potência e a eficácia de uma vacina se, para otimizá-la, forem usados fragmentos cada vez menores, porém mais imunogênicos, da proteína selecionada. [085] More recently, the concept was developed that the most effective immune response against pathogens is derived from several different T cells that respond to a set of short peptides derived from pathogens called epitopes (DE GROOT et al., 2002). The theory of vaccines based on epitopes postulates that the potency and efficacy of a vaccine can be increased if, in order to optimize it, fragments that are smaller and smaller, but more immunogenic, of the selected protein are used.
[086] Desta forma, o mapeamento de epítopos de uma proteína pode ser usado para a concepção de vacinas multiepítopos, poli-epítopos ou politopos (SAYED et al., 2016). Os conjuntos de poli-epítopos são preferidos para substituir o organismo patógeno vivo, cuja utilização estaria sempre ligada ao risco de gerar a doença. Em efeito, os epítopos peptídicos de uma proteína, ou das diferentes proteínas de uma cepa, ou de proteínas conservadas de diferentes cepas de uma espécie ou de um gênero podem ser facilmente hoje reunidos em uma única vacina polivalente ou universal (DE GROOT et al., 2002; SAYED et al., 2016). [086] In this way, the mapping of epitopes of a protein can be used for the design of multiepitope, polyepitope or polytope vaccines (SAYED et al., 2016). Sets of polyepitopes are preferred to replace the living pathogen organism, whose use would always be linked to the risk of generating the disease. Indeed, the peptide epitopes of a protein, or of different proteins of a strain, or of conserved proteins of different strains of a species or genus, can now be easily assembled into a single polyvalent or universal vaccine (DE GROOT et al. , 2002; SAYED et al., 2016).
[087] Os epítopos são selecionados de acordo com a sua habilidade para ligar nas fendas das moléculas receptoras de histocompatibilidade (MHC em camundongos e HLA em humanos) das células apresentadoras de antígenos (APC). Estas moléculas apresentam os epítopos aos linfócitos iniciando a resposta imune. [088] Os resíduos de ancoragem dos epítopos se prendem aos bolsos da fenda da molécula MHC, e a sequência fica no assoalho dessa fenda de ligação, disponível para ser reconhecida pelos receptores de linfócitos (CHRISTOPHER et al., 2013), o que desencadeará a resposta imune. [087] The epitopes are selected according to their ability to bind in the clefts of histocompatibility receptor molecules (MHC in mice and HLA in humans) of antigen presenting cells (APC). These molecules present the epitopes to lymphocytes initiating the immune response. [088] The epitope anchor residues attach to pockets of the MHC molecule cleft, and the sequence is on the floor of this binding cleft, available to be recognized by lymphocyte receptors (CHRISTOPHER et al., 2013), which will trigger the immune response.
[089] A ligação do epítopo ao MHC-II pode ser considerada um fator limitante para a posterior exposição do epítopo na superfície celular. Além da acomodação da cadeia lateral dos resíduos de aminoácidos nos “bolsos” da fenda de ligação do MHC- II, estudos demonstram que ligações de hidrogênio são responsáveis pela discriminação entre os estados carregado e vazio do MHC-II, sugerindo que a perda de uma única ligação de hidrogênio entre a cadeia principal do epítopo e resíduos conservados do MHC-II é capaz de favorecer a proteólise deste complexo (ARNESON et al., 2001 , PAINTER et al., 2008; YANEVA et al., 2009). [089] The binding of the epitope to MHC-II can be considered a limiting factor for the subsequent exposure of the epitope on the cell surface. In addition to the accommodation of the side chain of amino acid residues in the “pockets” of the MHC-II binding cleft, studies demonstrate that hydrogen bonds are responsible for the discrimination between the charged and empty states of MHC-II, suggesting that the loss of a The single hydrogen bond between the main chain of the epitope and conserved MHC-II residues is capable of favoring the proteolysis of this complex (ARNESON et al., 2001, PAINTER et al., 2008; YANEVA et al., 2009).
[090] O peptídeo antigênico se liga ao MHC-II de modo distendido, sendo governado pelas ligações de hidrogênio decorrentes da interação entre resíduos conservados presentes nas hélices da fenda do MHC-II e o “esqueleto” do peptídeo. Esta conformação permite a acomodação da cadeia lateral dos resíduos de aminoácidos nos bolsos P1 , P4, P6/P7 e P9 que são denominados resíduos âncora, responsáveis pela estabilização do complexo. [090] The antigenic peptide binds to MHC-II in a distended manner, being governed by hydrogen bonds resulting from the interaction between conserved residues present in the helices of the MHC-II cleft and the “skeleton” of the peptide. This conformation allows the accommodation of the side chain of amino acid residues in pockets P1, P4, P6/P7 and P9 which are called anchor residues, responsible for stabilizing the complex.
[091] As propriedades inerentes a esses bolsos determinam a sua especificidade por determinados resíduos definindo os aminoácidos âncora de cada isótipo de molécula de MHC-II (JONES et al., 2006; PAINTER et al., 2008). Fato decorrente, o seu conhecimento implica no desenvolvimento racional de peptídeos ou proteínas para serem usados como alvos vacinais, por exemplo (JAMES et al., 2009). Existem, entretanto, muitos alelos para cada gene que codifica as proteínas dos receptores MHC e HLA, e esta variabilidade gera diferenças estruturais nestas proteínas, que influenciam na ligação com os epítopos (FLERI et al., 2017). Este fator poderia dificultar o desenvolvimento de uma vacina que deve ser protetora para uma população geneticamente heterogênea no que diz respeito às suas moléculas HLA. [092] Entretanto, atualmente, os programas de predição de epítopos in silico identificam sequências mínimas com capacidade de ligar a muitos alelos MHC ou HLA. Estes epítopos, denominados promíscuos (FLERI et al. , 2017), são os melhores candidatos para compor uma vacina multi-epítopos. [091] The inherent properties of these pockets determine their specificity for certain residues defining the anchor amino acids of each MHC-II molecule isotype (JONES et al., 2006; PAINTER et al., 2008). As a result, their knowledge implies the rational development of peptides or proteins to be used as vaccine targets, for example (JAMES et al., 2009). There are, however, many alleles for each gene that encodes the proteins of the MHC and HLA receptors, and this variability generates structural differences in these proteins, which influence the binding with the epitopes (FLERI et al., 2017). This factor could hinder the development of a vaccine that should be protective for a genetically heterogeneous population with regard to its HLA molecules. [092] However, currently, in silico epitope prediction programs identify minimal sequences capable of binding to many MHC or HLA alleles. These epitopes, called promiscuous (FLERI et al., 2017), are the best candidates to compose a multi-epitope vaccine.
NH36, seus domínios e epítopos na resposta imune de pacientes com leishmaniose visceral NH36, its domains and epitopes in the immune response of patients with visceral leishmaniasis
[093] Continuando com a busca dos domínios e sequências mais imunogênicos da NH36 para humanos, pesquisou-se os epítopos da NH36 que seriam apresentados por moléculas HLA de Classe II e Classe I humanas, usando os programas de bioinformática preditores de epítopos TEPITOPE e SYFPEITHI. O intuito foi identificar os epítopos que possam ligar a um número maior de moléculas de histocompatibilidade. Uma vacina composta por estes epítopos, denominados promíscuos, poderá gerar proteção mais ampla nas populações humanas sem estar restrita apenas a proteger indivíduos que apresentem alguns alelos específicos de HLA. [093] Continuing with the search for the most immunogenic domains and sequences of NH36 for humans, we searched for the NH36 epitopes that would be presented by human HLA Class II and Class I molecules, using the epitope predictor bioinformatics programs TEPITOPE and SYFPEITHI . The aim was to identify epitopes that could bind to a greater number of histocompatibility molecules. A vaccine composed of these epitopes, called promiscuous, could generate broader protection in human populations without being restricted to protecting individuals who have some specific HLA alleles.
[094] Visando então iniciar o desenvolvimento de uma vacina humana contra as leishmanioses, neste estudo identificou-se 3 epítopos preditos na NH36, capazes de se ligarem a pelo menos 19 das 25 moléculas de HLA DR humanas mais frequentes: 1 epítopo no F1 da NH36, e dois no F2, além de 8 epítopos para linfócitos CD8 (3 em F1 , 2 em F2, 3 em F3) (BARBOSA SANTOS et al., 2017). De acordo com a predição, para uma vacina humana, portanto, os domínios F1 e F2 seriam os mais importantes. [094] In order to start the development of a human vaccine against leishmaniasis, this study identified 3 predicted epitopes in NH36, capable of binding to at least 19 of the 25 most frequent human HLA DR molecules: 1 epitope in the F1 of NH36, and two in F2, in addition to 8 epitopes for CD8 lymphocytes (3 in F1, 2 in F2, 3 in F3) (BARBOSA SANTOS et al., 2017). According to the prediction, for a human vaccine, therefore, the F1 and F2 domains would be the most important.
[095] A comparação da reatividade de indivíduos doentes de LV, que são imunossuprimidos, com a de indivíduos com infecção assintomática ou indivíduos curados, que tem a resposta imune celular ativa contra Leishmania e são DTH+, nos guiariam na identificação dos epítopos e domínios a incluir numa vacina humana (KUMAR et al., 2012; SANTOS et al, 2017; STOBER et al., 2012). [096] Coincidentemente com as predições in silica, estudando pacientes brasileiros infectados com L. (L.) infantum chagasi, detectou-se como marcadores de resistência natural a LV, o domínio F2, que induziu os níveis maiores de IFN-y, IL-11β e TNF-α e, junto com o F1 , a mais forte secreção de IL-17, IL-6 e IL-10 por PBMCs in vitro de indivíduos DTH+ e curados (BARBOSA SANTOS et al., 2017). O F2 também promoveu as mais elevadas frequências de células T CD4+ produtoras de IL-2 ou TNF- a, de IL-2 e IFN-y, e multifuncionais produtoras de IL-2, TNF-α e IFN-y em indivíduos curados e assintomáticos DTH+. [095] Comparing the reactivity of individuals with VL, who are immunosuppressed, with that of individuals with asymptomatic infection or cured individuals, who have an active cellular immune response against Leishmania and are DTH+, would guide us in identifying the epitopes and domains to include in a human vaccine (KUMAR et al., 2012; SANTOS et al, 2017; STOBER et al., 2012). [096] Coincidentally with the predictions in silica, studying Brazilian patients infected with L. (L.) infantum chagasi, it was detected as markers of natural resistance to VL, the F2 domain, which induced the highest levels of IFN-y, IL -11β and TNF-α and, together with F1, the strongest secretion of IL-17, IL-6 and IL-10 by in vitro PBMCs from DTH+ and cured individuals (BARBOSA SANTOS et al., 2017). F2 also promoted the highest frequencies of IL-2 or TNF-a-producing CD4 + T cells, IL-2 and IFN-y, and IL-2, TNF-α and IFN-y producing multifunctional cells in cured individuals and asymptomatic DTH+.
[097] O aumento em IFN-y estava correlacionado com a diminuição do tamanho dos baços e fígados e com o aumento dos hematócritos em resposta a F1 , e com o aumento nos hematócritos e contagens de hemoglobina, em resposta a F2. Adicionalmente, o aumento da secreção de IL-17 em resposta a F1 e F2 estava associado com a diminuição dos tamanhos de baços e fígados. [097] The increase in IFN-γ correlated with decreases in the size of spleens and livers and with increases in hematocrits in response to F1, and with increases in hematocrits and hemoglobin counts in response to F2. Additionally, increased IL-17 secretion in response to F1 and F2 was associated with decreased spleen and liver sizes.
[098] Em contraposição, os domínios F1 e F3 aumentaram as frequências de células CD8+ secretoras de IL-2, de IL-2 e TNF-α, e de células CD8+ multifuncionais secretoras de IL-2, TNF-α e IFN-y em pacientes com LV ativa. Estes aumentos, estavam correlacionados com aumentos nos tamanhos de baços e fígados e diminuição das contagens de hemoglobina e hematócritos (BARBOSA SANTOS et al., 2017). [098] In contrast, the F1 and F3 domains increased the frequencies of CD8 + cells secreting IL-2, IL-2 and TNF-α, and multifunctional CD8 + cells secreting IL-2, TNF-α and IFN -y in patients with active VL. These increases were correlated with increases in the sizes of spleens and livers and decreases in hemoglobin and hematocrit counts (BARBOSA SANTOS et al., 2017).
[099] Foi concluído então que a cura e resistência a LV estão relacionadas com uma resposta CD4+-Th1 e Th-17 aos domínios F2 e F1 e a LV ativa está associada com respostas T CD8+ contra os domínios F3 e F1 , provavelmente envolvidas no controle da infecção inicial (BARBOSA SANTOS et al., 2017). Finalmente, e confirmando o achado de epítopos preditos que ligam a pelo menos 19 dos 25 haplótipos mais comuns das moléculas HLA-DR, HLA-A e HLA-B, descreveu- se que PBMCs de indivíduos DTH+ secretaram IFN-y em reposta ao epítopo preditos sintéticos do domínio F1 , denominado SEQ ID NO:1 , e em maior proporção, em resposta aos epítopos do domínio F2, denominados SEQ ID NO:2 seguida da SEQ ID NO:3 (BARBOSA SANTOS et al., 2017). [100] Foram descritos também que os epítopos SEQ ID NO:31 , SEQ ID NO:2 e SEQ ID NO:3 de NH36, identificados em 2014 usando os programas TEPITOPE e SYFPEITH, são muito conservados no gênero Leishmania (BARBOSA SANTOS et al., 2017). Adicionalmente, em indivíduos infectados com L. (L.) infantum de Espanha observou-se que a maior resposta linfoproliferativa de pacientes curados de LV é dirigida contra o peptídeo F1 (CARRILLO et al., 2017) e está acompanhada pelo aumento das razões de IFN-y/IL10 e TNF-α/IL-10 e da secreção de IL-17, em indivíduos assintomáticos, e de Granzyme B, em pacientes curados. Concluíiu-se que o domínio F1 , é um indutor da resposta Th1 e Th17 em indivíduos curados e assintomáticos infectados com L. (L.) infantum (CARRILLO et al., 2017). [099] It was therefore concluded that healing and resistance to VL are related to a CD4+-Th1 and Th-17 response to the F2 and F1 domains and active VL is associated with CD8+ T responses against the F3 and F1 domains, likely involved in the initial infection control (BARBOSA SANTOS et al., 2017). Finally, and confirming the finding of predicted epitopes that bind to at least 19 of the 25 most common haplotypes of HLA-DR, HLA-A and HLA-B molecules, it was described that PBMCs from DTH+ individuals secreted IFN-y in response to the epitope synthetic predictors of the F1 domain, called SEQ ID NO:1, and in greater proportion, in response to the epitopes of the F2 domain, called SEQ ID NO:2 followed by SEQ ID NO:3 (BARBOSA SANTOS et al., 2017). [100] It was also described that the epitopes SEQ ID NO:31 , SEQ ID NO:2 and SEQ ID NO:3 of NH36, identified in 2014 using the TEPITOPE and SYFPEITH programs, are highly conserved in the genus Leishmania (BARBOSA SANTOS et al ., 2017). Additionally, in individuals infected with L. (L.) infantum from Spain, it was observed that the greatest lymphoproliferative response of patients cured of VL is directed against the F1 peptide (CARRILLO et al., 2017) and is accompanied by increased ratios of IFN-y/IL10 and TNF-α/IL-10 and IL-17 secretion, in asymptomatic individuals, and Granzyme B, in cured patients. It was concluded that the F1 domain is an inducer of the Th1 and Th17 response in cured and asymptomatic individuals infected with L. (L.) infantum (CARRILLO et al., 2017).
[101] Confirmando a teoria das vacinas de epítopos, foi possível demonstrar que a utilização de sequências cada vez menores da NH36, porém imunogênicas, potencializa e otimiza a resposta imune e gera maior resposta de proteção, tanto em camundongos e cães, como em humanos. Adicionalmente, confirmando também que 3 dos epítopos preditos pelo programa TEPITOPE, e que ligam a pelo menos 19 dos 25 alelos mais frequentes de moléculas de MHC classe II HLA-DR, estimulam a secreção de IFN-y por PBMC de indivíduos assintomáticos DTH+. [101] Confirming the theory of epitope vaccines, it was possible to demonstrate that the use of increasingly smaller sequences of NH36, although immunogenic, potentiates and optimizes the immune response and generates a greater protective response, both in mice and dogs, as well as in humans . Additionally, also confirming that 3 of the epitopes predicted by the TEPITOPE program, and which bind to at least 19 of the 25 most frequent alleles of MHC class II HLA-DR molecules, stimulate the secretion of IFN-y by PBMC of DTH+ asymptomatic individuals.
[102] A presente invenção trata da seleção de epítopos geneticamente modificados para a produção de proteínas multiepitopos e formulação de uma composição imunogênica contra as leishmanioses, desenhadas com critérios ainda mais exigentes uma vez que os epítopos componentes foram preditos com algoritmos mais sensíveis, que ligam a mais alelos de mais genes de histocompatibilidade. De fato, a predição considerou 50 dos alelos mais frequentes de moléculas de MHC Classe II HLA-DR, DQ e DP. Estes epítopos promíscuos podem ser reconhecidos pela mais ampla gama de indivíduos. [102] The present invention deals with the selection of genetically modified epitopes for the production of multiepitope proteins and the formulation of an immunogenic composition against leishmaniasis, designed with even more demanding criteria since the component epitopes were predicted with more sensitive algorithms, which link to more alleles of more histocompatibility genes. In fact, the prediction considered 50 of the most frequent alleles of MHC Class II molecules HLA-DR, DQ and DP. These promiscuous epitopes can be recognized by the widest range of individuals.
[103] A invenção combina os epítopos promíscuos e usa como espaçadores uma sequência de AAA (Alanina-Alanina-Alanina) ou uma sequência de GPGPG (Glicina-Prolina-Glicina-Prolina-Glicina) para evitar que o epítopo seja digerido pela célula apresentadora de antígeno, e evitar epítopos justapostos (LIVINGSTON et al., 2002), formando assim as proteínas multiepitopos. Linfócitos T Multifuncionais [103] The invention combines the promiscuous epitopes and uses an AAA sequence (Alanine-Alanine-Alanine) or a GPGPG sequence (Glycine-Proline-Glycine-Proline-Glycine) as spacers to prevent the epitope from being digested by the presenting cell of antigen, and avoid juxtaposed epitopes (LIVINGSTON et al., 2002), thus forming multiepitope proteins. Multifunctional T Lymphocytes
[104] O modelo de diferenciação de células T CD4+ efetoras e de memória de (SEDER et al., 2008) se inicia com linfócitos T CD4 virgens, que após contato com uma vacina desenvolvem a secreção precoce de TNF-α seguida de IL-2, de TNF-α e IL-2, e da secreção tardia de IL-2, TNF-α e IFN-y simultaneamente, por células CD4+ denominadas multifuncionais ou polifuncionais, que podem persistir como células T de memória ou efetoras (CARRILLO et al., 2017). [104] The CD4+ effector and memory T cell differentiation model by (SEDER et al., 2008) starts with naive CD4 T lymphocytes, which after contact with a vaccine develop early secretion of TNF-α followed by IL- 2, of TNF-α and IL-2, and late secretion of IL-2, TNF-α and IFN-y simultaneously, by CD4+ cells called multifunctional or polyfunctional, which can persist as memory or effector T cells (CARRILLO et al., 2017).
[105] As células T CD4+ normalmente podem permanecer como células T de memória ou diferenciarem-se em efetoras, ou podem morrer por apoptose logo após sua ativação (SEDER et al., 2008). A existência desses subconjuntos distintos de células T CD4+ de memória/efetora e virgens podem desempenhar um papel importante em diferentes contextos clínicos. Portanto, elas precisam ser consideradas no monitoramento imunológico em estratégias de vacinação e imunoterapia (CACCAMO et al., 2018). [105] CD4 + T cells normally can remain as memory T cells or differentiate into effector cells, or they can die by apoptosis soon after their activation (SEDER et al., 2008). The existence of these distinct subsets of memory/effector and naive CD4+ T cells may play an important role in different clinical settings. Therefore, they need to be considered in immunological monitoring in vaccination and immunotherapy strategies (CACCAMO et al., 2018).
[106] A classificação dos subconjuntos de células T de memória baseia-se na expressão de receptores necessários para extravasamento através de vênulas endoteliais altas para órgãos linfóides secundários, tais como o CCR7+ / CD62L+ (SALLUSTO, 2016) e podem ser divididas em pelo menos três populações diferentes: virgens/(naive) referido como CD45RA + CCR7 +, memória central como CD45RA- CCR7 +, e memória efetora como CD45RA-CCR7- (ORLANDO et al, 2016). [106] The classification of memory T cell subsets is based on the expression of receptors necessary for extravasation through high endothelial venules to secondary lymphoid organs, such as CCR7+ / CD62L+ (SALLUSTO, 2016) and can be divided into at least three different populations: virgins/(naive) referred to as CD45RA+CCR7+, core memory as CD45RA-CCR7+, and effector memory as CD45RA-CCR7- (ORLANDO et al, 2016).
[107] O receptor de Quimiocina CC7 (CCR7) é um receptor de membrana, presente na superfície de linfócitos que está envolvido na organização da arquitetura e função tímicas e no direcionamento de células T virgens e reguladoras para vários órgãos linfóides secundários, como linfonodos e baço, foi demonstrado também que o CCR7 tem capacidade de estimular a maturação das células dendríticas e está envolvido no direcionamento de células T (SEDER et al., 2008). [107] The CC7 Chemokine Receptor (CCR7) is a membrane receptor, present on the surface of lymphocytes, that is involved in organizing thymic architecture and function, and in directing naive and regulatory T cells to various secondary lymphoid organs such as lymph nodes and spleen, it has also been shown that CCR7 has the ability to stimulate the maturation of dendritic cells and is involved in targeting T cells (SEDER et al., 2008).
[108] O estudo de Sallusto e Lanzavecchia (1999) mostrou que células CD4+CCR7+ (de memória central) expressam níveis mais elevados de IL-2, enquanto as células CD4+CCR7- (de memória efetora) produzem mais IFN-y. [109] Além disso, células T CD4+ e CD8+ multifuncionais cuja frequência é aumentada em resposta a antígenos têm um papel essencial na proteção contra uma variedade de doenças infecciosas causadas por patógenos intracelulares como já foi demonstrado na hanseníase (SANTOS et al., 2018), e nas leishmanioses tegumentar (NICO et al., 2014) e visceral (NICO et al., 2018). [108] The study by Sallusto and Lanzavecchia (1999) showed that CD4+CCR7+ (central memory) cells express higher levels of IL-2, whereas CD4+CCR7- (effector memory) cells produce more IFN-y. [109] In addition, multifunctional CD4 + and CD8 + T cells whose frequency is increased in response to antigens have an essential role in protecting against a variety of infectious diseases caused by intracellular pathogens as has already been demonstrated in leprosy (SANTOS et al., 2018), and in tegumentary (NICO et al., 2014) and visceral (NICO et al., 2018) leishmaniasis.
[1 10] Nesta invenção, a eficácia dos epítopos componentes das proteínas multiepítopos e da composição imunogênica ficou evidente ao estudar a capacidade dos mesmos de induzir a secreção de citocinas, intracelularmente e aos sobrenadantes, por linfócitos T CD4+ e T CD8+ de pacientes assimtomáticos e DTH+ e pacientes curados de Leishmaniose visceral. [1 10] In this invention, the efficacy of the component epitopes of the multiepitope proteins and the immunogenic composition was evident when studying their ability to induce the secretion of cytokines, intracellularly and in the supernatants, by T CD4+ and T CD8+ lymphocytes from asymptomatic patients and DTH+ and patients cured of visceral leishmaniasis.
Descrição detalhada da Invenção Detailed Description of the Invention
[1 1 1] Para caracterizar os epítopos para linfócitos T CD4+ potencialmente promíscuos, que ligam a maioria das moléculas de histocompatibilidade de classe II, a sequência completa da NH36 (Pubmed Databank Protein AAG02281 ) foi inicialmente submetida a análise pelo programa de predição PROPPED (http://crdd.osdd.net/raqhava/propred/) usando um “cut off” de 3%. O PROPRED identificou as sequências de 20-24 aminoácidos mais promíscuas, que ligam a 75- 88% das 51 moléculas humanas mais frequentes HLA DRB1 (Tabela 1 ). [1 1 1] To characterize the epitopes for potentially promiscuous CD4 + T lymphocytes, which bind most class II histocompatibility molecules, the complete sequence of NH36 (Pubmed Databank Protein AAG02281 ) was initially subjected to analysis by the prediction program PROPPED (http://crdd.osdd.net/raqhava/propred/) using a 3% cut off. PROPRED identified the most promiscuous 20-24 amino acid sequences, which bind to 75-88% of the 51 most frequent human HLA DRB1 molecules (Table 1).
[1 12] Um teste anterior, realizado com o programa TEPITOPE que analisa a ligação a 25 moléculas de HLA DRB1 , havia identificado apenas os epítopos 1 -2014, 2-2014 e 3-2013 (BARBOSA-SANTOS et al., 2017). O programa PROPRED considera a ligação com as 25 moléculas consideradas pelo TEPITOPE e a mais 26 outras moléculas do gene DRB1 apenas. [1 12] A previous test, carried out with the TEPITOPE program that analyzes binding to 25 molecules of HLA DRB1 , had identified only the epitopes 1 -2014, 2-2014 and 3-2013 (BARBOSA-SANTOS et al., 2017) . The PROPRED program considers binding to the 25 molecules considered by TEPITOPE plus 26 other molecules from the DRB1 gene alone.
[1 13] Utilizou-se também o programa do IEDB, inicialmente com 5% percentile rank para identificar na sequência da NH36 os epítopos que ligam aos genes DQA1 VDQB1 * e DPA /DPB1 *. O algoritmo do IEDB confirmou dois epítopos identificados pelo PROPRED e mais 5 novos epítopos. Finalmente, confirmaram-se os resultados prévios, fazendo uma análise dos epítopos identificados para HLA de classe II com o método IEDB recommended 2.22, usando 10% e 20% percentile rank. [1 14] Esta análise fez uma predição da ligação dos epítopos aos 27 alelos mais frequentes de moléculas humanas HLA de classe II, não somente de DRB1 , DQA1/DQB1 e DPA1/DPB1 , mas também de DRB3, DRB4 e DRB5 (Tabela 1). [1 13] The IEDB program was also used, initially with a 5% percentile rank to identify in the NH36 sequence the epitopes that bind to the DQA1 VDQB1 * and DPA /DPB1 * genes. The IEDB algorithm confirmed two epitopes identified by PROPRED and 5 new epitopes. Finally, the previous results were confirmed, performing an analysis of the epitopes identified for HLA class II with the IEDB recommended 2.22 method, using 10% and 20% percentile rank. [1 14] This analysis predicted epitope binding to the 27 most frequent alleles of human HLA class II molecules, not only from DRB1 , DQA1/DQB1 and DPA1/DPB1 , but also from DRB3, DRB4 and DRB5 (Table 1 ).
[1 15] Os peptídeos foram sintetizados pela Genscript e denominados: 1 -2014 (SEQ ID NO:1 ), 2-2014 (SEQ ID NO:2), 3-2014 (SEQ ID NO:3), 1 -2018 (SEQ ID NO:4), 3-2018 (SEQ ID NO:5), 5-2018 (SEQ ID NO:6), 7-2018 (SEQ ID NO:7), 9-2018 (SEQ ID NO:8), 1 1 -2018 (SEQ ID NO:9), 13-2018 (SEQ ID NO:10), 15-2018 (SEQ ID NO:1 1 ) e 17-2018 (SEQ ID NO:12), conforme mostra a Tabela 1 . Foram avaliadas as reatividades destes epítopos com anticorpos séricos, na secreção intracelular de citocinas por células T CD4+ e CD8+ e na secreção de citocinas nos sobrenadantes de PBMC de pacientes humanos assintomáticos e sintomáticos curados de LV. [1 15] The peptides were synthesized by Genscript and named: 1 -2014 (SEQ ID NO:1 ), 2-2014 (SEQ ID NO:2), 3-2014 (SEQ ID NO:3), 1 -2018 ( SEQ ID NO:4), 3-2018 (SEQ ID NO:5), 5-2018 (SEQ ID NO:6), 7-2018 (SEQ ID NO:7), 9-2018 (SEQ ID NO:8) , 11-2018 (SEQ ID NO:9), 13-2018 (SEQ ID NO:10), 15-2018 (SEQ ID NO:11) and 17-2018 (SEQ ID NO:12), as shown in Table 1 . The reactivity of these epitopes with serum antibodies, the intracellular secretion of cytokines by CD4 + and CD8 + T cells and the secretion of cytokines in PBMC supernatants from asymptomatic and symptomatic human patients cured of VL were evaluated.
[1 16] A predição adicional que usou o programa do IEDB recommended 2.22 para 27 alelos identificou adicionalmente, os epítopos “border line” BL-1 (SEQ ID NO:14) e BL2 (SEQ ID NO:15) (Tabela 1), que foram sintetizados e utilizados junto aos outros no ensaio de interação in vitro com moléculas recombinantes de HLA de Classe II. Finalmente, a sequência dos epítopos 15-2018 e 17-2018, que apresentavam uma alta superposição foram combinadas para formar o novo epítopo 15-17-2018 (SEQ ID NO:13) (Tabela 1) que também foi incluído na análise por imunoinformática. [1 16] Additional prediction using the IEDB recommended 2.22 program for 27 alleles additionally identified the “border line” epitopes BL-1 (SEQ ID NO:14) and BL2 (SEQ ID NO:15) (Table 1) , which were synthesized and used together with others in the in vitro interaction assay with recombinant HLA Class II molecules. Finally, the sequence of the 15-2018 and 17-2018 epitopes, which had a high overlap, were combined to form the new epitope 15-17-2018 (SEQ ID NO:13) (Table 1) which was also included in the immunoinformatics analysis .
[1 17] Posteriormente foram preditas, dentro do epítopos para classe II, as sequências que ligam à 27 moléculas de HLA-A e HLA-B da classe I humanas. Foi também feita a análise da cobertura populacional mundial dos epítopos para alelos de HLA de classe II e HLA de classe I. Finalmente, foram também identificados quais dos epítopos para HLA da classe II ligam em alelos de DRB1 e DQA1 considerados associados com suscetibilidade ou resistência a LV humana. Assim, foi feita a tipagem de HLA dos 10 pacientes curados e 10 pacientes DTH+ estudados em Sergipe, no Laboratório HLA-UERJ. [1 18] Finalmente, com todas as informações reunidas foi desenhada uma proteína multiepítopos usando os epítopos geneticamente modificados (sequências artificiais) através da adição de espaçadores de aminoácidos, para ser utilizada em vacinação, tratamento, controle de transfusão e diagnóstico das leishmanioses humanas e animais. [1 17] Subsequently, within the epitopes for class II, the sequences that bind to 27 molecules of human HLA-A and HLA-B class I were predicted. Analysis of the worldwide population coverage of epitopes for HLA class II and HLA class I alleles was also performed. Finally, we also identified which of the epitopes for HLA class II bind to DRB1 and DQA1 alleles considered to be associated with susceptibility or resistance. the human VL. Thus, HLA typing was performed on the 10 cured patients and 10 DTH+ patients studied in Sergipe, at the HLA-UERJ Laboratory. [1 18] Finally, with all the information gathered, a multiepitope protein was designed using genetically modified epitopes (artificial sequences) through the addition of amino acid spacers, to be used in vaccination, treatment, transfusion control and diagnosis of human leishmaniasis and animals.
Tabela 1. Predição de epítopos da NH36 para moléculas HLA de Classe II. Sequências dos epítopos contendo os aminoácidos preditos pelos programas PROPRED para moléculas DRB*1 , e IEDB para as moléculas DQA17DQB1 * e DPA17DPB1 *, DRB*1 , DRB*3, DRB*4, DRB*5.
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Table 1. NH36 epitope prediction for HLA Class II molecules. Sequences of the epitopes containing the amino acids predicted by the programs PROPRED for molecules DRB*1 , and IEDB for molecules DQA17DQB1 * and DPA17DPB1 *, DRB*1 , DRB*3, DRB*4, DRB*5.
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Testes dos epitopos em pacientes humanos de LV Epitope testing in human VL patients
[1 19] Para esta invenção, identificou-se os epitopos preditos da NH36 que podem ligar à moléculas MHC de classe II DR, DB e DQ. Estas moléculas apresentam os antígenos aos linfócitos T CD4+ que estão envolvidos na proteção contra LV, mantendo íntegra a resposta imune celular ao parasita. A LV determina uma perda severa da resposta imune celular à Leishmania. Para guiar a construção de uma composição imunogênica (vacina) multiepítopos preventiva, usou-se então soros e PBMC dos grupos de pacientes que apresentam resitência natural a LV e resposta imune T CD4+ preservada (assintomáticos DTH+) e dos pacientes curados de LV. estas respostas foram comparadas com as de indivíduos controles sadios de área não endêmica. [1 19] For this invention, we identified the predicted epitopes of NH36 that can bind to MHC class II molecules DR, DB and DQ. These molecules present antigens to CD4+ T lymphocytes that are involved in protection against VL, keeping the cellular immune response to the parasite intact. VL determines a severe loss of cellular immune response to Leishmania. To guide the construction of a preventive multiepitope immunogenic composition (vaccine), sera and PBMC from groups of patients with natural resistance to VL and preserved CD4+ T immune response (asymptomatic DTH+) and patients cured of VL were used. these responses were compared with those of healthy controls from a non-endemic area.
[120] A antigenicidade dos epítopos foi testada para anticorpos séricos, através de ensaio de ELISA, e as suas capacidades de induzir a produção e secreção de citocinas, através do ensaio de LUMINEX e citometria de fluxo. Amostras de pacientes com LV visceral diagnosticada e o tratados no Hospital Universitário de Sergipe pelo Dr. Roque Pacheco de Almeida foram obtidas. Foram utilizadas amostras de sangue periférico cedidas pelos pacientes curados de Leishmaniose Visceral (n=10), e de familiares dos pacientes que eram assintomáticos mas apresentaram positividade para o teste de Montenegro (DTH+) (n=10) e controles sadios (n=10). [120] The antigenicity of the epitopes was tested for serum antibodies, through ELISA assay, and their abilities to induce production and secretion of cytokines, through the LUMINEX assay and flow cytometry. Samples of patients with visceral VL diagnosed and treated at the University Hospital of Sergipe by Dr. Roque Pacheco de Almeida were obtained. Peripheral blood samples provided by patients cured of Visceral Leishmaniasis (n=10) and from relatives of patients who were asymptomatic but were positive for the Montenegro test (DTH+) (n=10) and healthy controls (n=10) were used. ).
[121] Para a realização desta pesquisa todos os pacientes assinaram um termo de consentimento livre e esclarecido (TCLE), confirmando suas participações. O uso destas células já foi submetido e aprovado pelo comitê de ética do HU/UFS sob o CAAE-0123.0.107.000-1 1 . Os critérios utilizados para a classificação das formas clínicas da LV são descritos abaixo: [121] In order to carry out this research, all patients signed an informed consent form (TCLE), confirming their participation. The use of these cells has already been submitted and approved by the ethics committee of the HU/UFS under CAAE-0123.0.107.000-1 1 . The criteria used to classify the clinical forms of VL are described below:
[122] Assintomáticos: familiares e contactantes dos pacientes que realizaram o teste de hipersensibilidade do tipo tardio (DTH+) para antígeno solúvel de leishmania e apresentaram pápula maior ou igual a 5mm na face do antebraço, além disso não apresentam sinais ou sintomas clínicos da LV clássica. [122] Asymptomatic: family members and contacts of patients who underwent the delayed-type hypersensitivity test (DTH+) for soluble Leishmania antigen and presented a papule greater than or equal to 5mm on the surface of the forearm, in addition to which they did not present clinical signs or symptoms of VL classic.
[123] Curados: Indivíduos que concluíram o tratamento da LV e que não apresentaram recidiva num período de 180 dias, na faixa de 12 a 50 anos de idade. Foram excluídos deste estudo pacientes alcoólatras, crianças, co-infecção com HIV, Hepatites e outras patologias de origem infecciosa. [123] Cured: Individuals who have completed VL treatment and who have not relapsed within a 180-day period, aged 12 to 50 years. Alcoholic patients, children, co-infection with HIV, Hepatitis and other pathologies of infectious origin were excluded from this study.
[124] Adicionalmente, para os ensaios sorológicos, amostras controles de área não endêmica obtidas de doadores de sangue sadios do Hospital Universitário Clementino Fraga Filho da Universidade Federal do Rio de Janeiro foram cedidos. Os soros utilizados mostraram respostas negativas nos testes de HIV, Doença de Chagas, Hepatites B e C, Sífilis, HTLV e Doença de Chagas. [124] Additionally, for serological assays, control samples from a non-endemic area obtained from healthy blood donors from the Clementino Fraga Filho University Hospital of the Federal University of Rio de Janeiro were provided. The sera used showed negative responses in tests for HIV, Chagas Disease, Hepatitis B and C, Syphilis, HTLV and Chagas Disease.
[125] Os “buffy coats" de doadores de sangue soronegativos utilizados para testes de ICS também foram obtidos no Banco de Sangue do Hospital Universitário Clementino Fraga Filho da Universidade Federal do Rio de Janeiro, projeto do Instituto Oswaldo Cruz do Rio de Janeiro (CAAE 35775014.0.0000.5248), aprovado em 24 de Abril de 2018, com a colaboração da FIOCRUZ, RJ. Os epitopos preditos sintéticos da NH36 são reconhecidos por anticorpos do tipo[125] The "buffy coats" of seronegative blood donors used for ICS tests were also obtained from the Blood Bank of the Clementino Fraga Filho University Hospital of the Federal University of Rio de Janeiro, a project of the Oswaldo Cruz Institute of Rio de Janeiro (CAAE 35775014.0.0000.5248), approved on April 24, 2018, with the collaboration of FIOCRUZ, RJ. Predicted synthetic NH36 epitopes are recognized by antibodies of the type
IgG, lgG1 , lqG2, lqG3 e lqG4 IgG, lgG1, lqG2, lqG3 and lqG4
[126] Os epitopos sintéticos da NH36 foram testados em ensaio de ELISA contra soros de controles sadios de área não endêmica, indivíduos assintomáticos DTH+ e pacientes curados de LV (Figura 1). Foram detectadas diferenças significativas entre as respostas dos controles sadios de área não endêmica e dos indivíduos curados (p <0.0001 ) e DTH+ (p < 0.0001 ). Em geral, as respostas de indivíduos curados foram semelhantes a dos indivíduos DTH+. As maiores absorbâncias de anticorpos IgG foram registradas em resposta aos epitopos 1 -2014 (SEQ ID NO:1 ) e 2-2014 (SEQ ID NO:2) (Figura 1 ). [126] Synthetic NH36 epitopes were tested in an ELISA assay against sera from healthy controls from a non-endemic area, asymptomatic DTH+ individuals, and cured VL patients (Figure 1). Significant differences were detected between the responses of healthy controls from a non-endemic area and cured (p < 0.0001 ) and DTH+ (p < 0.0001 ). In general, the responses of cured individuals were similar to those of DTH+ individuals. The highest absorbances of IgG antibodies were recorded in response to epitopes 1 -2014 (SEQ ID NO:1 ) and 2-2014 (SEQ ID NO:2) (Figure 1 ).
[127] A resposta lgG1 também foi forte contra a sequencia 1 -2014 e os epitopos 3-2018 (SEQ ID NO:5) e 5-2018 (SEQ ID NO:6). Entretanto, foi o epítopo 15- 2018 (SEQ ID NO:1 1 ) o predominante na resposta lgG2, seguido do 7-2018 (SEQ ID NO:7), 9-2018 (SEQ ID NO:8) e 1 -2014. Na resposta lgG3 se sobresaíram os epitopos 3-2018 (SEQ ID NO:5) e 7-2018 (SEQ ID NO:7), seguidos dos demais epitopos de 2018 e da sequencia 2-2014. Finalmente os anticorpos lgG4 estavam mais dirigidos contra os epitopos 3-2014 e 3-2018 seguidos de 7-2018 e 9-2018 (Figura 1). [127] The lgG1 response was also strong against sequence 1-2014 and epitopes 3-2018 (SEQ ID NO:5) and 5-2018 (SEQ ID NO:6). However, it was the epitope 15-2018 (SEQ ID NO:1 1 ) that predominated in the lgG2 response, followed by 7-2018 (SEQ ID NO:7), 9-2018 (SEQ ID NO:8) and 1 -2014. In the lgG3 response, the epitopes 3-2018 (SEQ ID NO:5) and 7-2018 (SEQ ID NO:7) stood out, followed by the other epitopes of 2018 and the sequence 2-2014. Finally, IgG4 antibodies were more directed against epitopes 3-2014 and 3-2018 followed by 7-2018 and 9-2018 (Figure 1).
[128] Adicionalmente, a representação dos resultados da análise por ELISA através do “heatmap” facilitou a distinção gráfica dos epitopos mais potentes e dos tipos de anticorpos em maior concentração que determinaram maiores absorbâncias. Em efeito, na Figura 2 é possível confirmar que as maiores absorbancias foram desenvolvidas pelos anticorpos IgG, seguida de resposta de menor intensidade para as IgG 1 , lgG2 e lgG3. As menores absorbâncias foram detectadas para lgG4. [128] Additionally, the representation of the analysis results by ELISA through the “heatmap” facilitated the graphic distinction of the most potent epitopes and the types of antibodies in higher concentration that determined higher absorbances. Indeed, in Figure 2 it is possible to confirm that the highest absorbances were developed by the IgG antibodies, followed by a less intense response to the IgG 1 , IgG2 and IgG3. The lowest absorbances were detected for lgG4.
[129] O heatmap confirma que os epitopos 1 -2014 e 2-2014 são os mais potentes na resposta IgG, sendo que o 1 -2014 também induz forte resposta IgG 1 . Por outro lado, os epitopos 3-2018 e 5-2018 induzem a resposta lgG1 e, junto com o 7- 2018, a lgG3. O predominante na resposta lgG2 foi o epítopo 15-2018 com intensidade semelhante aos epitopos 1 -2014 e 2-2014 para IgG. A resposta lgG4 foi mais potente contra os epitopos 3-2014 e 3-2018 (Figura 2). [130] Os resultados revelam o potencial antigênico dos epítopos da NH36 preditos para o sistema HLA-classe II, no reconhecimento de anticorpos gerados durante a infecção por L.(L.) infantum chagasi. Um dos sintomas da LV é a hipergamaglobulinemia com altos níveis de anticorpos anti-Leishmania circulantes, que porém, não são protetores. Entretanto uma vacina que induza, além de uma resposta celular, uma forte resposta humoral pode trazer o benefício do bloqueio da transmissão pelo inseto vetor em áreas endémicas, conforme descrito para as vacinas TBV contra a Malária (WHO, 1997). [129] The heatmap confirms that epitopes 1 -2014 and 2-2014 are the most potent in the IgG response, with 1 -2014 also eliciting a strong IgG response 1 . On the other hand, the 3-2018 and 5-2018 epitopes induce the lgG1 response and, together with the 7-2018, the lgG3. The predominant in the lgG2 response was the epitope 15-2018 with similar intensity to epitopes 1 -2014 and 2-2014 for IgG. The lgG4 response was most potent against the 3-2014 and 3-2018 epitopes (Figure 2). [130] The results reveal the antigenic potential of the NH36 epitopes predicted for the HLA-class II system, in the recognition of antibodies generated during infection by L.(L.) infantum chagasi. One of the symptoms of VL is hypergammaglobulinemia with high levels of circulating anti-Leishmania antibodies, which, however, are not protective. However, a vaccine that induces, in addition to a cellular response, a strong humoral response can bring the benefit of blocking transmission by the insect vector in endemic areas, as described for TBV vaccines against Malaria (WHO, 1997).
[131] A vacina Leishmune® é por exemplo, uma vacina bloqueadora da transmissão (TBV) e os anticorpos gerados por ela contribuem com a interrupção do ciclo infeccioso na natureza (PALATNIK DE SOUSA et al., 2009, SARAIVA et al., 2006, PALATNIK DE SOUSA et al., 2008). Os níveis elevados de lgG1 anti- Leishmania, estão associados com falência terapêutica ou relapso da doença no calazar pos-dérmico, enquanto que após cura os níveis de lgG1 decrescem (MARLAIS et al. 2018). [131] The Leishmune® vaccine is, for example, a transmission blocking vaccine (TBV) and the antibodies generated by it contribute to the interruption of the infectious cycle in nature (PALATNIK DE SOUSA et al., 2009, SARAIVA et al., 2006 , PALATNIK DE SOUSA et al., 2008). Elevated levels of anti-Leishmania lgG1 are associated with therapeutic failure or relapse of the disease in post-dermal kala-azar, whereas after healing, lgG1 levels decrease (MARLAIS et al. 2018).
[132] Coincidentemente, níveis elevados de anticorpos lgG3 e lgG1 anti- Leishmania (L.) donovani foram descritos nos pacientes com calazar pos-dérmico (SAHA et al., 2005), e considerados marcadores “surrogate” de IL-10 na LV, porque são concomitantes com os elevados níveis de IL-10 (GANGULY et al., 2008) e diminuem com o tempo de cura da leishmaniose tegumentar (FAGUNDES SILVA et al., 2012). [132] Coincidentally, elevated levels of anti-Leishmania (L.) donovani lgG3 and lgG1 antibodies have been described in patients with post-dermal kala-azar (SAHA et al., 2005), and considered IL-10 surrogate markers in VL , because they are concomitant with high levels of IL-10 (GANGULY et al., 2008) and decrease with the healing time of cutaneous leishmaniasis (FAGUNDES SILVA et al., 2012).
[133] Adicionalmente, ANSARI et al., (2008) descreveram que os anticorpos anti- Leishmania lgG3 e lgG4 estavam significativamente aumentados em crianças com LV enquanto que os níveis de IgG, lgG1 e lgG2 eram comparáveis em casos pediátricos e adultos de LV pos-dérmica. ANAM et al., 1999, definem a lgG3 como a subclasse relacionada como marcador de LV e SAHA et al., (2005) descreveram níveis altos de anticorpos IgG, lgG1 , lgG2, e lgG3 encontrados em pacientes com calazar pos dérmico, mas não com LV da índia (SAHA et al., 2005). [134] Já GOSH et al., (1995) encontraram em pacientes com LV da índia, níveis de anticorpos anti-Leishmania lgG1 > lgG2 > lgG3, e muito pouco lgG4. Adicionalmente, os anticorpos do isótipo lgG3 reagiram com antígenos da faixa de 14 a 34 kDa e persistiram por vários meses após a cura (GOSH et al., 1995). [133] In addition, ANSARI et al., (2008) described that anti-Leishmania antibodies lgG3 and lgG4 were significantly increased in children with VL whereas IgG, lgG1 and lgG2 levels were comparable in pediatric and adult cases of VL post -dermal. ANAM et al., 1999, define lgG3 as the subclass related to VL marker and SAHA et al., (2005) described high levels of IgG, lgG1, lgG2, and lgG3 antibodies found in patients with post dermal kala-azar, but not with VL from India (SAHA et al., 2005). [134] GOSH et al., (1995) found in patients with VL from India, levels of anti-Leishmania antibodies lgG1 > lgG2 > lgG3, and very little lgG4. Additionally, antibodies of the lgG3 isotype reacted with antigens in the 14 to 34 kDa range and persisted for several months after cure (GOSH et al., 1995).
[135] Em todos estes trabalhos não se detectaram subtipos de anticorpos completamente correlacionados com a cura ou a resistência a LV, o que ressalta a forte imunogenicidade dos epítopos da NH36, que sim são reconhecidos por anticorpos IgG, lgG1 , lgG2, lgG3 e, em menor concentração por anticorpos lgG4 de pacientes curados e assintomáticos (Figura 2). [135] In all these works, antibody subtypes were not detected completely correlated with the cure or resistance to VL, which emphasizes the strong immunogenicity of the NH36 epitopes, which are recognized by IgG, lgG1, lgG2, lgG3 antibodies and, in lower concentrations by lgG4 antibodies from cured and asymptomatic patients (Figure 2).
[136] Neste sentido, vale salientar que a NH36 foi fortemente reconhecida por anticorpos IgG de soros de pacientes de LV e de indivíduos assintomáticos de Bangladesh, enquanto que houve um aumento preferencial de anticorpos IgG, IgG 1 e lgG3 em indivíduos vacinados com uma quimera recombinante que contém a NH36 (COLER et al., 2015). A descrição da diferente afinidade dos epítopos da NH36 por anticorpos de pacientes curados e DTH+ auxiliou no desenho de uma composição imunogênica (vacina) com proteínas multiepítopos com alvo na resposta celular e humoral contra a LV. [136] In this sense, it is worth noting that NH36 was strongly recognized by IgG antibodies in sera from VL patients and asymptomatic individuals from Bangladesh, while there was a preferential increase in IgG, IgG 1 and IgG3 antibodies in individuals vaccinated with a chimera recombinant containing NH36 (COLER et al., 2015). The description of the different affinity of the NH36 epitopes for antibodies from cured patients and DTH+ helped in the design of an immunogenic composition (vaccine) with multiepitope proteins targeting the cellular and humoral response against VL.
Os epítopos preditos sintéticos da NH36 induzem a expressão intracelular de citocinas em linfócitos TCD4+ Predicted synthetic NH36 epitopes induce intracellular expression of cytokines in CD4+ T lymphocytes
[137] Para avaliar a produção de citocinas intracelulares pro-inflamatórias em linfócitos TCD4+ e TCD8+ de controles sadios, pacientes curados de LV e indivíduos assintomáticos utilizou-se a técnica de citometria de fluxo multiparamétrica e a análise booleana, que consiste na utilização de diferentes fluorocromos para a detecção de citocinas expressas isoladamente, ou da expressão de duas our três citocinas de forma simultânea. [137] To assess the production of pro-inflammatory intracellular cytokines in TCD4+ and TCD8+ lymphocytes from healthy controls, patients cured of VL and asymptomatic individuals, the technique of multiparametric flow cytometry and Boolean analysis was used, which consists of using different fluorochromes for the detection of cytokines expressed alone, or the expression of two or three cytokines simultaneously.
[138] Principalmente, as chamadas triplo-secretoras ou células T multifuncionais estão relacionadas com a memória imunológica que se deseja conseguir com uma vacina preventiva. Para isso utilizou-se a estratégia de gate conforme pode ser observado na Figura 3. [139] Inicialmente a população de células viáveis foi separada de forma a excluir o excesso de “debris”, bem como de células mortas e dentro dessa população os linfócitos foram selecionados utilizando os parâmetros tamanho por granulosidade (FSC x SSC). A partir dessa população de linfócitos, somente foram selecionados os que eram CD3+ e posteriomente CD3+CD4+ e CD3+CD8+. [138] Mainly, the so-called triple-secretory or multifunctional T cells are related to the immunological memory that one wants to achieve with a preventive vaccine. For this, the gate strategy was used, as can be seen in Figure 3. [139] Initially, the population of viable cells was separated in order to exclude excess “debris” as well as dead cells and within this population lymphocytes were selected using the parameters size by granularity (FSC x SSC). From this population of lymphocytes, only those that were CD3+ and subsequently CD3 + CD4 + and CD3 + CD8 + were selected.
[140] Tendo em vista a avaliação de apenas a população de linfócitos CD3+CD4+ e CD3+CD8+que tiveram contato com os epítopos, e se tornaram linfócitos efetores e de memória, para refletir uma melhor resposta aos antígenos estudados, a população de linfócitos virgens foi excluída (CCR7+CD45+). Dessa forma os linfócitos incluidos na análise são células efetoras (CD45+CCR7-) e /ou de memória (CD45- CCR7+), que foram aqueles que tiveram contato com os antígenos e estão aptos para combater a infecção. [140] Considering the evaluation of only the population of CD3 + CD4 + and CD3 + CD8 + lymphocytes that had contact with the epitopes, and became effector and memory lymphocytes, to reflect a better response to the studied antigens, the population of naive lymphocytes was excluded (CCR7 + CD45 + ). Thus, the lymphocytes included in the analysis are effector (CD45+CCR7-) and/or memory (CD45-CCR7+) cells, which were those that had contact with the antigens and are able to fight the infection.
[141] Por fim, analisou-se neles a produção das citocinas IL-2, TNF-α, IFN- Y, e em seguida foi realizada a análise booleana para a detectar a produção simultânea de duas citocinas (IL-2+TNF-α+, IL-2+IFN-Y+ e TNF-O+IFN-Y+) OU de três citocinas, nos linfócitos triplo-secretores ou multifuncionais (IL-2+TNF-α+IFN-Y+) pela população de efetores e de memória. [141] Finally, the production of cytokines IL-2, TNF-α, IFN-Y was analyzed in them, and then Boolean analysis was performed to detect the simultaneous production of two cytokines (IL-2+TNF- α+, IL-2+IFN-Y+ and TNF-O+IFN-Y+) OR three cytokines, in triple-secretory or multifunctional lymphocytes (IL-2+TNF-α+IFN-Y+) by the effector population and memory.
[142] O percentual de linfócitos TCD3+ estimulados com os epítopos da NH36 (1 -2014 (SEQ ID NO:1 ), 2-2014 (SEQ ID NO:2), 3-2014 (SEQ ID NO:3), 1 -2018 (SEQ ID NO:4), 3-2018 (SEQ ID NO:5), 5-2018 (SEQ ID NO:6), 7-2018 (SEQ ID NO:7), 9-2018 (SEQ ID NO:8), 1 1 -2018 (SEQ ID NO:9), 13-2018 (SEQ ID NO:10), 15- 2018 (SEQ ID NO:11 ) e 17-2018 (SEQ ID NO:12), bem como com o antígeno solúvel de Leishmania donovani (SLA) é semelhante nos grupos controle sadio, pacientes curados de LV (D180) e assintomáticos (DTH+). Eles apresentam frequências médias de 70%, sendo que nos pacientes curados (D180) há um discreto aumento (Figura 4 A). [142] The percentage of TCD3+ lymphocytes stimulated with the epitopes of NH36 (1 -2014 (SEQ ID NO:1 ), 2-2014 (SEQ ID NO:2), 3-2014 (SEQ ID NO:3), 1 - 2018 (SEQ ID NO:4), 3-2018 (SEQ ID NO:5), 5-2018 (SEQ ID NO:6), 7-2018 (SEQ ID NO:7), 9-2018 (SEQ ID NO: 8), 11-2018 (SEQ ID NO:9), 13-2018 (SEQ ID NO:10), 15-2018 (SEQ ID NO:11) and 17-2018 (SEQ ID NO:12), as well as with the soluble Leishmania donovani antigen (SLA) is similar in the healthy control, cured VL (D180) and asymptomatic (DTH+) groups. (Figure 4A).
[143] Dentro dessa população de linfócitos T CD3+, o percentual de linfócitos TCD3+TCD4+ é em média 50% (Figura 4 B) e os linfócitos CD3+CD8+ (Figura 4 C) aproximadamente 40%, neste último caso, com discreto aumento nos indivíduos curados. [144] Não existindo diferença no percentual de linfócitos entre os controles sadios, pacientes curados de LV e de indivíduos assintomáticos, realizou-se a avaliação à resposta imunológica através da análise da produção de citocinas intracelulares, após estímulo com os epítopos da NH36. [143] Within this population of CD3+ T lymphocytes, the percentage of CD3 + TCD4 + lymphocytes averages 50% (Figure 4 B) and CD3 + CD8 + lymphocytes (Figure 4 C) approximately 40%, in the latter case with slight increase in cured individuals. [144] Since there was no difference in the percentage of lymphocytes between healthy controls, patients cured of VL and asymptomatic individuals, the evaluation of the immune response was carried out through the analysis of the production of intracellular cytokines, after stimulation with NH36 epitopes.
[145] Com relação à produção intracelular de uma única citocina (Figura 5) vale salientar que as frequências de linfócitos T CD4+ produtores de IL-2, TNF-α ou IFN-y eram predominantemente mais elevadas nos indivíduos DTH+, do que nos curados, e mais altas nestes do que nos controles, com exceção do epítopo 9-2018, que aumentou mais as proporções de linfócitos TCD4+TNF-α+ nos controles (Figura 5B). Também é importante destacar que os todos os epítopos são mais potentes que o antígeno solúvel SLA no aumento de proporções de linfócitos TCD4+ produtores de IL-2 ou IFN-y (Figura 5 A e 5 C). Destacaram-se os epítopos 3, 9 e 11 -2018 no aumento de frequências de linfócitos TCD4+IL-2+ (Figura 5 A); os epítopos 1 , 7 e 13 -2018 para as frequências de células TCD4+-TNF-α (Figura 5 B), e os epítopos 5, 7, 9 e 17-2018 para as proporções de células TCD4+IFN-Y (Figura 5 C). [145] Regarding the intracellular production of a single cytokine (Figure 5) it is worth noting that the frequencies of CD4+ T lymphocytes producing IL-2, TNF-α or IFN-y were predominantly higher in DTH+ individuals than in cured individuals , and higher in these than in controls, with the exception of the 9-2018 epitope, which increased the proportions of TCD4+TNF-α+ lymphocytes more in controls (Figure 5B). It is also important to highlight that all epitopes are more potent than the soluble SLA antigen in increasing the proportions of IL-2 or IFN-y producing CD4+ T lymphocytes (Figure 5 A and 5 C). Epitopes 3, 9 and 11 -2018 stood out in the increase in frequencies of TCD4+IL-2+ lymphocytes (Figure 5 A); epitopes 1 , 7 and 13 -2018 for the frequencies of TCD4+-TNF-α cells (Figure 5 B), and epitopes 5, 7, 9 and 17-2018 for the proportions of TCD4+IFN-Y cells (Figure 5 W).
[146] Adicionalmente, os controles sadios apresentaram frequências maiores de células T CD4+ duplo-produtoras de IL-2 e TNF-α, do que os indivíduos curados ou DTH (Figura 6 A). Isto foi mais notório no caso do epítopo 9-2018 que já mostrara induzir aumentos nos controles nas frequências de células TCD4+ produtoras de TNF-α sozinho. Em contraste, os linfócitos TCD4+ produtores de TNF- a e IFN-y tiveram as suas frequências aumentadas nos indivíduos DTH+, principalmente em resposta aos epítopos 1 -2014 e 5, 7, 9 e 11 -2018 (Figura 6 B). [146] Additionally, healthy controls had higher frequencies of dual-producing IL-2 and TNF-α CD4+ T cells than cured or DTH subjects (Figure 6A). This was most notable in the case of the 9-2018 epitope which had already been shown to induce increases in controls in the frequencies of TNF-α producing CD4+ T cells alone. In contrast, TNF-a and IFN-y producing TCD4+ lymphocytes had their frequencies increased in DTH+ individuals, mainly in response to epitopes 1 -2014 and 5, 7, 9 and 11 -2018 (Figure 6 B).
[147] Unicamente o antígeno SLA elevou estas proporções em pacientes curados. Por último, as frequências dos linfócitos TCD4+ produtores de IL-2 e IFN-y também estavam aumentadas nos indivíduos DTH+, principalmente em resposta aos epítopos 2-014 e de 3 a 17-2018 (Figura 6 C). [148] Finalmente, foi possível detectar aumentos de frequências de linfócitos TCD4+ triplo secretores ou multifuncionais, principalmente nos indivíduos DTH+, promovidos pela maioria dos epítopos, com destaque para os epítopos 9 e 11 - 2018 seguidos das sequências 1 -2014, e 3, 5, 7 e 15 de 2018. A resposta ao antígeno SLA é maior em indivíduos curados (Figura 7), assim como detectado em linfócitos secretores de TNF-α+ e IFN-y+ (Figura 6 B). [147] SLA antigen alone raised these proportions in cured patients. Finally, the frequencies of TCD4+ lymphocytes producing IL-2 and IFN-y were also increased in DTH+ individuals, mainly in response to epitopes 2-014 and 3 to 17-2018 (Figure 6 C). [148] Finally, it was possible to detect increases in the frequency of triple secretory or multifunctional TCD4+ lymphocytes, mainly in DTH+ individuals, promoted by most epitopes, with emphasis on epitopes 9 and 11 - 2018 followed by sequences 1 -2014, and 3, 5, 7 and 15 of 2018. The response to the SLA antigen is greater in cured individuals (Figure 7), as well as detected in lymphocytes secreting TNF-α+ and IFN-y+ (Figure 6 B).
[149] Adicionalmente, foi gerado um “heatmap” baseado nos valores das médias das frequências do linfócitos TCD4+ secretores de citocinas (Figura 8) para auxiliar na identificação dos epítopos mais potentes. Utilizamos neste caso um gráfico normalizado por colunas para facilitar a visualização dos epítopos mais potentes, mesmo para o caso de subtipos celulares que aparecem com menor frequência, como por exemplo os triplo-secretores e multifuncionais. As conclusões estão sumarizadas na Tabela 2. [149] Additionally, a heatmap was generated based on the average frequency values of cytokine-secreting CD4+ T lymphocytes (Figure 8) to help identify the most potent epitopes. In this case, we used a graph normalized by columns to facilitate the visualization of the most potent epitopes, even for cell subtypes that appear less frequently, such as triple-secretors and multifunctional ones. The conclusions are summarized in Table 2.
[150] Concluiu-se então que, apesar de que vários epítopos mostraram grande potencial, foram os epítopos 9, 11 , 15 e 3-2018 os que conseguiram elevar a frequência de células multifuncionais provavelmente relacionadas com a memória imunológica ao antígeno NH36 (Figura 8 e Tabela 2). [150] It was then concluded that, although several epitopes showed great potential, it was epitopes 9, 11 , 15 and 3-2018 that were able to increase the frequency of multifunctional cells probably related to immunological memory to the NH36 antigen (Figure 8 and Table 2).
Tabela 2. Epítopos mais potentes no aumento das frequências de linfócitos T CD4 secretores de citocinas.
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Table 2. Most potent epitopes in increasing the frequencies of cytokine-secreting CD4 T lymphocytes.
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Os epítopos preditos sintéticos da NH36 para linfócitos TCD4+ induzem também a expressão intracelular de citocinas em linfócitos TCD8+ Predicted synthetic epitopes of NH36 for CD4+ T lymphocytes also induce intracellular expression of cytokines in CD8+ T lymphocytes
[151] Adicionalmente, a resposta de linfócitos TCD3+CD8+ foi estudada após incubação com os epítopos preditos para linfócitos T CD4+ sintéticos da NH36. Com respeito a produção intracelular de uma única citocina, observou-se que as frequências de linfócitos T CD8+ produtores de IL-2 ou IFN-y eram, assim como detectado para células TCD4+, predominantemente mais elevadas nos indivíduos DTH+, do que nos curados e controles. As proporções de células T CD8+ produtoras de IL-2 estavam aumentadas em resposta aos epítopos 9, 1 1 e 17-2018, seguidos de 2-2014, e de 3 e 15-2018 (Figura 9 A). No caso da produção de TNF-α, se destacaram os epítopos 9 e 1 1 que aumentaram em 84% e 60 %, respectivamente, as proporções de células TCD8+TNF-α+ em indivíduos DTH+ (Figura 9 B). Entretanto, os controles também respondiam com baixas frequências contra a maioria dos epítopos. Finalmente as frequências de linfócitos TCD8+IFN-Y+ foram mais pronunciadas em resposta ao epítopos 7, 9 e 17 -2018, seguidas dos epítopos 1 -2014, 3, 5 e 1 1 -2018 (Figura 9 C). [151] Additionally, the CD3+CD8+ T lymphocyte response was studied after incubation with the predicted epitopes for synthetic CD4+ T lymphocytes from NH36. With respect to the intracellular production of a single cytokine, it was observed that the frequencies of IL-2 or IFN-y producing CD8+ T lymphocytes were, as well as detected for TCD4+ cells, predominantly higher in DTH+ individuals than in cured and controls. The proportions of IL-2 producing CD8+ T cells were increased in response to epitopes 9, 11 and 17-2018, followed by 2-2014, and 3 and 15-2018 (Figure 9A). In the case of TNF-α production, epitopes 9 and 1 1 stood out, increasing by 84% and 60%, respectively, the proportions of TCD8+TNF-α+ cells in DTH+ individuals (Figure 9 B). However, controls also responded with low frequencies against most epitopes. Finally, the frequencies of TCD8+IFN-Y+ lymphocytes were more pronounced in response to epitopes 7, 9 and 17 -2018, followed by epitopes 1 -2014, 3, 5 and 1 1 -2018 (Figure 9C).
[152] Após, a produção simultânea de duas citocinas nos linfócitos TCD8+ foi estudada (Figura 10). A secreção conjunta de IL-2 e TNF-α, foi maior em pacientes curados e DTH+, com exceção do epítopos 7, 9 e 13-2018 nos quais as frequências dos controles estavam aumentadas (Figura 10 A). Os epítopos mais potentes foram o 3-2014 e 9-2018. Em contraste, os linfócitos TCD8+ produtores de TNF-α e IFN-y (Figura 10 B), e de IL-2 e IFN-y (Figura 10 C) tiveram as suas frequências aumentadas nos indivíduos DTH+, principalmente em resposta aos epítopos 9 e 1 1 - 2018, em células produtoras de TNF-α e IFN-y (Figura 10 B), e aos epítopos 5, 9, 15 e 17-2018, em células produtoras de IL-2 e IFN-y (Figura 10 C). [152] Afterwards, the simultaneous production of two cytokines in TCD8+ lymphocytes was studied (Figure 10). Joint secretion of IL-2 and TNF-α was higher in cured and DTH+ patients, with the exception of epitopes 7, 9 and 13-2018 in which the frequencies of controls were increased (Figure 10 A). The most potent epitopes were 3-2014 and 9-2018. In contrast, TNF-α and IFN-y producing CD8+ T lymphocytes (Figure 10 B), and IL-2 and IFN-y (Figure 10 C) had their frequencies increased in DTH+ individuals, mainly in response to epitopes 9 and 1 1 - 2018, in TNF-α and IFN-y producing cells (Figure 10 B), and to epitopes 5, 9, 15 and 17-2018, in IL-2 and IFN-y producing cells (Figure 10 W).
[153] Finalmente, e assim como foi descrito para os linfócitos T CD4+ (Figura 7), foi possível detectar aumentos de frequências de linfócitos TCD8+ triplo secretores ou multifuncionais, principalmente nos indivíduos DTH+, promovidos pela maioria dos epítopos, com destaque para os epítopos 9 e 11 -2018 seguidos das sequências 1 - 2014, e 3, 7 e 15 de 2018 (Figura 11). [153] Finally, and as described for CD4+ T lymphocytes (Figure 7), it was possible to detect increases in the frequencies of triple-secretory or multifunctional TCD8+ lymphocytes, mainly in DTH+ individuals, promoted by most of the epitopes, with emphasis on the epitopes 9 and 11 -2018 followed by sequences 1 - 2014, and 3, 7 and 15 of 2018 (Figure 11).
[154] A resposta ao antígeno SLA foi, assim como descrito para linfócitos T CD4+ multifuncionais (Figura 7), maior nos indivíduos curados, tanto nas células CD8+ multifuncionais (Figura 11) como nos linfócitos TCD8+ secretores de IL-2 (Figura 9 A), de IL-2 e TNF-α+ (Figura 10 A) e TNF-α+ e IFN-y+ (Figura 10 B). [155] Confirmando a potência imunogênica dos epítopos vale salientar que o controle de SLA sempre funcionou induzindo respostas menores ou semelhantes aos epítopos, salvo nas células TCD4+ e CD8+ duplo-produtoras de TNF-α e IFN-y, nas que induziu resposta maior que os epítopos, em indivíduos curados. [154] The response to the SLA antigen was, as described for multifunctional CD4+ T lymphocytes (Figure 7), greater in cured individuals, both in multifunctional CD8+ cells (Figure 11) and in IL-2-secreting CD8+ T lymphocytes (Figure 9A ), IL-2 and TNF-α+ (Figure 10 A) and TNF-α+ and IFN-γ+ (Figure 10 B). [155] Confirming the immunogenic potency of the epitopes, it is worth noting that the SLA control always worked by inducing smaller or similar responses to the epitopes, except in CD4+ and CD8+ T cells that double produce TNF-α and IFN-y, in which it induced a response greater than the epitopes, in cured individuals.
[156] Foi gerado também um “heatmap” (Figura 12) baseado nos valores das médias das frequências do linfócitos TCD8+ secretores de citocinas (Figura 9-11) para auxiliar na identificação dos epítopos. Utilizamos também para os linfócitos TCD8+ secretores, assim como realizamos para linfócitos TCD4+ (Figura 8), um gráfico normalizado por colunas (Figura 12). As conclusões estão sumarizadas na Tabela 3. [156] A heatmap (Figure 12) was also generated based on the average frequency values of TCD8+ cytokine-secreting lymphocytes (Figure 9-11) to aid in the identification of epitopes. We also used a graph normalized by columns for CD8+ T lymphocytes, as we did for TCD4+ lymphocytes (Figure 8) (Figure 12). The conclusions are summarized in Table 3.
[157] Concluiu-se então que, apesar de vários epítopos mostrarem grande potencial, foram os epítopos 9, 11 , 15 os que conseguiram elevar a frequência de células multifuncionais TCD8+ provavelmente relacionadas com a memória imunológica ao antígeno NH36. [157] It was then concluded that, although several epitopes showed great potential, it was epitopes 9, 11 , 15 that were able to increase the frequency of multifunctional TCD8+ cells probably related to the immunological memory to the NH36 antigen.
Tabela 3. Epítopos mais potentes para o aumento das frequências de linfócitos T CD8 secretores
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Table 3. Most potent epitopes for increasing the frequencies of secretory CD8 T lymphocytes
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Os epítopos preditos sintéticos da NH36 induzem a secreção de citocinas por PBMCPredicted synthetic NH36 epitopes induce cytokine secretion by PBMC
[158] Foi observado que o grupo DTH+ foi o que obteve melhor resposta para a produção de linfócitos T multifuncionais. Então avaliou-se a secreção de citocinas pró-inflamatórias, anti-inflamatórias e regulatórias nos sobrenadantes de PBMC estimulados com os epítopos da NH36 do grupo de indivíduos DTH+. [158] It was observed that the DTH+ group had the best response for the production of multifunctional T lymphocytes. Then, the secretion of pro-inflammatory, anti-inflammatory and regulatory cytokines in PBMC supernatants stimulated with NH36 epitopes from the group of DTH+ individuals was evaluated.
[159] Para tal fim, o sobrenadante da cultura do PBMC foi coletado 72 horas e os níveis das citocinas IL-2, TNF-α, IFN-y, IL-12p70, IL-1 β, IL-4, IL-6, TGF-p, IL-22, IL-10 foram dosados utilizando o sistema Luminex. Vale salientar que como controle basal células de cada indivíduo DTH+ foram utilizadas, sem estímulo, como parâmetro de comparação. Os resultados estão sumarizados na Figura 13. [159] For this purpose, the PBMC culture supernatant was collected at 72 hours and the levels of cytokines IL-2, TNF-α, IFN-y, IL-12p70, IL-1 β, IL-4, IL-6 , TGF-β, IL-22, IL-10 were measured using the Luminex system. It should be noted that as a control Baseline cells from each DTH+ individual were used, without stimulation, as a comparison parameter. The results are summarized in Figure 13.
[160] No que diz respeito à indução de resposta pró-inflamatória, foi possível observar que os epítopos da NH36 induzem um aumento significativo da produção da citocina IL-113 em resposta ao no epítopo 1 1 -2018, bem como aos epítopos 13-2018, 9-2018, 2-2104 e 1 -2018, com níveis maiores do que àqueles observados no controle basal (33 pg/ml) e no antígeno SLA (108 pg/ml) (Figura 13). Também foi observado um aumento de secreção de TNF-α em resposta ao epítopo 9-2018 (265 pg/ml) quando comparado com o controle basal (136 pg/ml) (Figura 13). Quanto à produção de IL-12p70, houve discreto aumento na produção dessa citocina em resposta ao epítopo 3-2014 (1 ,3 pg/ml) quando comparado com os demais epítopos e com o controle basal (0.5pg/ml) (Figura 13). Finalmente, a produção das citocinas IFN-y e IL-2 foi observada somente no estímulo com o antígeno SLA. Apenas o epítopo 3- 2014 promoveu aumentos na secreção de IFN-y e IL-2, porém a níveis similares ao controle basal (Figura 13). [160] With regard to the induction of pro-inflammatory response, it was possible to observe that the NH36 epitopes induce a significant increase in the production of the cytokine IL-113 in response to the 1 1 -2018 epitope, as well as to the 13- epitopes 2018, 9-2018, 2-2104 and 1 -2018, with levels greater than those observed in the baseline control (33 pg/ml) and in the SLA antigen (108 pg/ml) (Figure 13). An increase in TNF-α secretion in response to the 9-2018 epitope (265 pg/ml) was also observed when compared to the basal control (136 pg/ml) (Figure 13). As for the production of IL-12p70, there was a slight increase in the production of this cytokine in response to the 3-2014 epitope (1 .3 pg/ml) when compared with the other epitopes and with the basal control (0.5pg/ml) (Figure 13 ). Finally, the production of cytokines IFN-y and IL-2 was observed only in stimulation with the SLA antigen. Only the 3-2014 epitope promoted increases in IFN-y and IL-2 secretion, but at levels similar to baseline control (Figure 13).
[161] A secreção da citocina anti-inflamatória IL-6 foi mais elevada em resposta ao epítopo 11 -2018 (1600 pg/ml), enquanto que os controles secretaram aproximadamente 400 pg/ml (Figura 13). Adicionalmente, houve também um aumento da produção de TGF-[3 para os epítopos 1 -2014, 2-2014 e 13-2018 (49 a 61 pg/ml), o dobro dos valores encontrados para SLA e para o controle basal (aproximadamente 20 pg/ml) (Figura 13). [161] Secretion of the anti-inflammatory cytokine IL-6 was highest in response to the 11 -2018 epitope (1600 pg/ml), whereas controls secreted approximately 400 pg/ml (Figure 13). Additionally, there was also an increase in TGF-[3 production for epitopes 1 -2014, 2-2014 and 13-2018 (49 to 61 pg/ml), twice the values found for SLA and for the basal control (approximately 20 pg/ml) (Figure 13).
[162] Por outro lado, a produção de IL-10 observada apenas com estímulo com SLA e no grupo controle basal, enquanto que IL-22, foi apenas secretada pelo antígeno SLA. Não houve produção da citocina IL-4 em resposta aos epítopos da NH36 (Figura 13). [162] On the other hand, IL-10 production was observed only with SLA stimulation and in the basal control group, whereas IL-22 was only secreted by the SLA antigen. There was no production of the cytokine IL-4 in response to the NH36 epitopes (Figure 13).
[163] Em conclusão, no que tange à resposta pro-inflamatória se destacam o epítopo 9 na secreção de TNF-α, e o epítopo 11 junto com os 9, 7, 1 , 3, 13 e 15 de 2018 e 2, 3 de 2014 na secreção de IL1 β. Além de IL1 β, o epítopo 11 de 2018 também promove a produção de IL-6. Adicionalmente, o epítopo 13 de 2018, junto ao 1 e 2 de 2014 promovem a produção de TGF-[3. [164] A Nucleosídeo hidrolase (NH36) é um importante marcador filogenético do gênero Leishmania que apresenta domínios altamente conservados entre as diferentes espécies (NICO et al., 2017). Estudos in vivo em modelo murino utilizando a imunização com a proteína NH36 recombinante e suas frações peptídicas sugerem uma associação com uma resposta imune protetora na LV (AGUILAR-BE et al., 2005; GAMBOA-LEÒN et al., 2006; NICO et al., 2017; NICO et al., 2018) e uma resposta imune preventiva cruzada contra a infecção por Leishmania (L.) amazonensis (NICO et al., 2014, ALVES-SILVA et al., 2019) e por Leishmania (V.) braziliensis (ALVES- SILVA et al., 2019). [163] In conclusion, with regard to the pro-inflammatory response, epitope 9 in TNF-α secretion stands out, and epitope 11 along with 9, 7, 1, 3, 13 and 15 of 2018 and 2, 3 de 2014 on IL1 β secretion. In addition to IL1 β, the 2018 epitope 11 also promotes IL-6 production. Additionally, epitope 13 from 2018, together with 1 and 2 from 2014 promote the production of TGF-[3. [164] Nucleoside hydrolase (NH36) is an important phylogenetic marker of the genus Leishmania that presents highly conserved domains among different species (NICO et al., 2017). In vivo studies in a murine model using immunization with the recombinant NH36 protein and its peptide fractions suggest an association with a protective immune response in VL (AGUILAR-BE et al., 2005; GAMBOA-LEÒN et al., 2006; NICO et al. ., 2017; NICO et al., 2018) and a cross-preventive immune response against Leishmania (L.) amazonensis (NICO et al., 2014, ALVES-SILVA et al., 2019) and Leishmania (V. ) braziliensis (ALVES-SILVA et al., 2019).
[165] Em estudo prévio desse grupo de pesquisa, SANTOS et al. (2017) descreveram em pacientes brasileiros infectados com L. (L.) infantum chagasi, como marcadores de resistência natural a LV, o domínio F2 induziu os níveis maiores de IFN-y, IL-1 p e TNF-α e, junto com o F1 , a mais forte secreção de IL-17, IL-6 e IL-10 em indivíduos DTH+ e curados (SANTOS et al., 2017). O F2 também promoveu as maiores frequências de células T CD4+IL-2+, CD4+IL-2+TNF-α+, CD4+IL-2+IFN-y+ e CD4+IL-2+TNF-α+IFN-γ+ em indivíduos curados e assintomáticos. [165] In a previous study by this research group, SANTOS et al. (2017) described in Brazilian patients infected with L. (L.) infantum chagasi, as markers of natural resistance to VL, the F2 domain induced the highest levels of IFN-y, IL-1 p and TNF-α and, together with the F1, the strongest secretion of IL-17, IL-6 and IL-10 in DTH+ and cured individuals (SANTOS et al., 2017). F2 also promoted the highest frequencies of T cells CD4 + IL-2 + , CD4 + IL-2 + TNF-α + , CD4 + IL-2 + IFN-y + and CD4 + IL-2 + TNF-α + IFN -γ + in cured and asymptomatic individuals.
[166] Em contraposição, os domínios F1 e F3 aumentaram as frequências de células CD8+IL-2+, CD8+IL-2+TNF-α+ e CD8+IL-2+TNF-α+IFN-y+ de pacientes com LV ativa. Nesse estudo, Santos et al. concluíram que a cura e resistência a LV estão relacionadas com uma resposta CD4+-TM e Th-17 aos domínios F2 e F1 e a LV ativa está associada com respostas T CD8+ contra os domínios F3 e F1 , provavelmente envolvidas no controle da infecção inicial. [166] In contrast, the F1 and F3 domains increased the frequencies of CD8 + IL-2 + , CD8 + IL-2 + TNF-α + and CD8 + IL-2 + TNF-α + IFN-y + cells in patients with active LV. In this study, Santos et al. concluded that VL cure and resistance are related to a CD4+-TM and Th-17 response to the F2 and F1 domains, and active VL is associated with CD8+ T responses against the F3 and F1 domains, probably involved in controlling the initial infection.
[167] Utilizando os epítopos preditos pelo programa TEPITOPE, que liga a 25 moléculas em HLA-DR, e SYFPEITH HLA-A e HLA-B, PBMC, os indivíduos DTH+ secretaram mais IFN-y em reposta aos epítopos sintéticos 2-2014 e 3-2014 do domínio F2 seguido do epítopo 1 -2014 localizado no domínio F1 [26]. [167] Using the epitopes predicted by the TEPITOPE program, which binds to 25 molecules on HLA-DR, and SYFPEITH HLA-A and HLA-B, PBMC, DTH+ individuals secreted more IFN-γ in response to the synthetic epitopes 2-2014 and 3-2014 of the F2 domain followed by the epitope 1 -2014 located in the F1 domain [26].
[168] Na presente invenção, utilizamos os epítopos 1 , 2 e 3-2014, mas também incluímos no estudo, os epítopos sintéticos 1 , 3, 5, 7, 9, 11 , 13, 15, 17-2018, preditos pelos Programas Propred e os algoritmos do IEDB que incluem 50 haplótipos de moléculas MHC de classe II DR, DP e DQ. [169] Nesta invenção, portanto, utilizou-se um número maior de epítopos que representam toda a sequência da NH36 e que puderam ser considerados mais promíscuos. [168] In the present invention, we used the epitopes 1 , 2 and 3-2014, but we also included in the study, the synthetic epitopes 1 , 3, 5, 7, 9, 11 , 13, 15, 17-2018, predicted by the Programs Propred and IEDB algorithms that include 50 haplotypes of MHC class II DR, DP and DQ molecules. [169] In this invention, therefore, a greater number of epitopes were used that represent the entire sequence of NH36 and that could be considered more promiscuous.
[170] Os epítopos da NH36 induziram um fenótipo protetor do tipo Th1 mediado pela produção das citocinas isoladas IL-2, que está relacionada com proliferação celular, bem como TNF-α e IFN-y, que estão envolvidas no controle da infecção por Leishmania, além de estarem relacionados com a capacidade de gerar memória imunológica através do desenvolvimento de linfócitos TCD4+ e TCD8+ de memória efetora e memória central. [170] NH36 epitopes induced a Th1-type protective phenotype mediated by production of the isolated cytokines IL-2, which is related to cell proliferation, as well as TNF-α and IFN-y, which are involved in controlling Leishmania infection , in addition to being related to the ability to generate immunological memory through the development of TCD4+ and TCD8+ lymphocytes of effector memory and central memory.
[171] Resultados semelhantes foram observados por CARRILLO et al., (2017) onde o domínio F1 da proteína NH36 sugeriu o desenvolvimento de uma resposta protetora do tipo Th1 mediante a secreção de citocinas pró-inflamatórias em PBMCs de pacientes curados de LV e em indivíduos assintomáticos. Assim mesmo Santos et al, descreveram uma resposta robusta de IL-2 e TNF-α gerada pelos domínios da NH36. [171] Similar results were observed by CARRILLO et al., (2017) where the F1 domain of the NH36 protein suggested the development of a Th1-type protective response through the secretion of pro-inflammatory cytokines in PBMCs from patients cured of VL and in asymptomatic individuals. Likewise, Santos et al, described a robust response of IL-2 and TNF-α generated by NH36 domains.
[172] De acordo com SEDER (2008), embora a IL-2 tenha pouca função efetora, ela promove a expansão das células T de maneira autócrina ou parácrina, o que poderia aprimorar a função de memória de células T CD8+, bem como para amplificar as respostas das células T multifuncionais. [172] According to SEDER (2008), although IL-2 has little effector function, it promotes T cell expansion in an autocrine or paracrine manner, which could enhance the memory function of CD8+ T cells, as well as to amplify multifunctional T cell responses.
[173] No presente estudo, tanto os PBMCs de indivíduos assintomáticos quanto os pacientes curados (D180) produziram um elevado percentual de citocinas pró-inflamatórias quando estimulados com os epítopos da NH36, o que indica que o contato prévio com parasito potencializa o desenvolvimento de uma resposta protetora. [173] In the present study, both PBMCs from asymptomatic individuals and cured patients (D180) produced a high percentage of pro-inflammatory cytokines when stimulated with NH36 epitopes, which indicates that previous contact with the parasite potentiates the development of a protective response.
[174] Demonstrou-se nesse estudo que os epítopos da NH36: 3-2018, 9- 2018, 1 1 -2018 e 15-2018 foram os mais imunogênicos na análise multiparamétrica de ICS, pois induziram uma potente resposta de linfócitos TCD4+ multifuncionais CD3+CD4+IL-2+TNF-α+IFN-Y, principalmente em indivíduos assintomáticos, seguido pelo grupo de pacientes curados de LV. [175] Adicionalmente, os epítopos 9-2018, 11-2018 e 15-2018 também aumentaram a resposta de linfócitos TCD8+ multifuncionais CD3+CD8+IL-2+TNF- a+IFN-y em pacientes DTH+ e curados. [174] It was shown in this study that the NH36 epitopes: 3-2018, 9-2018, 1 1 -2018 and 15-2018 were the most immunogenic in the multiparametric analysis of ICS, as they induced a potent CD3 multifunctional TCD4+ lymphocyte response + CD4 + IL-2 + TNF-α + IFN-Y, mainly in asymptomatic individuals, followed by the group of cured VL patients. [175] Additionally, the 9-2018, 11-2018, and 15-2018 epitopes also enhanced the response of CD3 + CD8 + IL-2 + TNF-a + IFN-y multifunctional TCD8+ lymphocytes in DTH+ and cured patients.
[176] Vale salientar que o percentual desses linfócitos foi duas vezes maior que os valores encontrados por BARBOSA SANTOS et al., (2017) ao utilizar os domínios da NH36 como antígenos. Com isto, comprovou-se que a identificação e utilização dos epítopos mais imunogênicos potencializa a resposta acima da gerada pela proteína total ou seus domínios (PALATNIK de SOUSA, SOARES & ROSA, 2018, DE GROOT et al., 2002, SEYED et al., 2016). [176] It is noteworthy that the percentage of these lymphocytes was twice as high as the values found by BARBOSA SANTOS et al., (2017) when using the NH36 domains as antigens. With this, it was proven that the identification and use of the most immunogenic epitopes potentiates the response above that generated by the total protein or its domains (PALATNIK de SOUSA, SOARES & ROSA, 2018, DE GROOT et al., 2002, SEYED et al. , 2016).
[177] Isso pode ser explicado pelo fato de os epítopos possuírem sequências menores de aminoácidos que são, porém, as mais restritas ao receptor HLA de classe II, gerando assim uma resposta mais potente. Este efeito já foi confirmado com a vacina NH36 em camundongos (NICO et al, 2010, 2014; Alves-Silva et al. 2017, 2019; PALATNIK de SOUSA, 2019). Assim, os epítopos 3, 9, 1 1 e 15-2018 devem ser incluídos numa vacina sintética que vise a indução de uma resposta imune celular Th1 e TCD8. De acordo com OYARZUN & KOBE (2016), à versatilidade para arranjar geneticamente grandes combinações de epítopos de células B e T capazes permite induzir robustas respostas imunes humorais e celulares. [177] This can be explained by the fact that the epitopes have shorter amino acid sequences that are, however, more restricted to the HLA class II receptor, thus generating a more potent response. This effect has already been confirmed with the NH36 vaccine in mice (NICO et al, 2010, 2014; Alves-Silva et al. 2017, 2019; PALATNIK de SOUSA, 2019). Thus, epitopes 3, 9, 11 and 15-2018 should be included in a synthetic vaccine aimed at inducing a Th1 and TCD8 cellular immune response. According to OYARZUN & KOBE (2016), the versatility to genetically arrange large combinations of capable B and T cell epitopes allows to induce robust humoral and cellular immune responses.
[178] Foi observado inicialmente uma elevada produção TNF-α e /ou TNF-α e IL-2 em alguns controles sadios. Isto não era esperado em controles sadios de área não endêmica com teste sorológico de doença de Chagas negativo. Essas elevadas frequências de linfócitos TCD4+ e TCD8 que produzem TNF-α e TNF-α e IL-2 foram detectadas principalmente em resposta ao epítopo 9-2018, que foi um dos mais potentes na indução de células multifuncionais em pacientes curados e DTH+. [178] Elevated TNF-α and/or TNF-α and IL-2 production was initially observed in some healthy controls. This was not expected in healthy controls from a non-endemic area with a negative serological test for Chagas disease. These high frequencies of TCD4+ and TCD8 lymphocytes that produce TNF-α and TNF-α and IL-2 were mainly detected in response to the 9-2018 epitope, which was one of the most potent in inducing multifunctional cells in cured patients and DTH+.
[179] É possível que o epítopo 9 detenha uma capacidade extremadamente forte de indução de TNF-α sozinho e /ou TNF-α e IL-2 e assim observemos esta manifestação nos controles. Este resultado pode ser justificado pela alta qualidade dos antígenos, com capacidade para induzir TNF-α nesse grupo. [180] Também é possível que os alelos de MHC classe II DR, DQ, ou DP e HLA de alguns dos indivíduos controles sadios tenham uma maior afinidade pelo epítopo 9 determinando esta resposta em indivíduos que não tiveram contato com o parasita. A amostra de indivíduos utilizada neste estudo é relativamente pequena e eles não foram ainda tipados para HLA. [179] It is possible that epitope 9 has an extremely strong ability to induce TNF-α alone and/or TNF-α and IL-2 and thus we observe this manifestation in controls. This result can be explained by the high quality of the antigens, capable of inducing TNF-α in this group. [180] It is also possible that the MHC class II DR, DQ, or DP and HLA alleles of some of the healthy control individuals have a higher affinity for epitope 9 determining this response in individuals who have not had contact with the parasite. The sample of individuals used in this study is relatively small and they have not yet been HLA typed.
Afinidade dos epítopos da NH36 por moléculas HLA DR, DQ e DP in silico e in vitroAffinity of NH36 epitopes for HLA DR, DQ and DP molecules in silico and in vitro
[181] A predição da afinidade dos epítopos da NH36 pelas 27 moléculas humanas mais frequentes dos genes DRB*1 , DRB*3, DRB*4, DRB*5, DQA*1/DQB*1 e DPA*1/DPB*1 está sumarizada na Figura 14. Numa análise mais restrita (< 10% percentil rank), os epítopos 15-17-2018, 1 1 -2018 e 17-2018 são os que se ligam a um número maior de moléculas e são, portanto, considerados como os mais promíscuos. A análise mais ampla (< 20 % percentil rank) confirma estes epítopos e incorpora também as sequências 2-2014, 5-2018, 9-2018 e 15-2018 (Figura 14). [181] Prediction of the affinity of NH36 epitopes for the 27 most frequent human molecules from the DRB*1 , DRB*3, DRB*4, DRB*5, DQA*1/DQB*1 and DPA*1/DPB*1 genes is summarized in Figure 14. In a more restricted analysis (< 10% percentile rank), the epitopes 15-17-2018, 1 1 -2018 and 17-2018 are the ones that bind to a greater number of molecules and are, therefore, considered the most promiscuous. The broader analysis (< 20% percentile rank) confirms these epitopes and also incorporates sequences 2-2014, 5-2018, 9-2018 and 15-2018 (Figure 14).
[182] Além da predição por imunoinformática (Figura 14), afinidade dos epítopos da NH36 por receptores MHC foi estudada in vitro, com base na sua capacidade de inibir a ligação de uma sonda peptídica radiativa, a moléculas MHC purificadas (Sidney et al. , 2013. Curr Protoc Immunol. 2013 Chapter 18 :U n it 18.3. doi: 10.1002/0471142735. im1803s100). Incluímos nesta análise os epítopos 1 , 2 e 3 de 2014; 1 , 3, 5, 7, 9, 1 1 , 13, 15 e 17 de 2018 e dois epítopos adicionais “Border Line” (BL1 e BL2), que não foram incluídos nos ensaios imunológicos anteriores. [182] In addition to immunoinformatics prediction (Figure 14), affinity of NH36 epitopes for MHC receptors has been studied in vitro, based on their ability to inhibit binding of a radioactive peptide probe to purified MHC molecules (Sidney et al. , 2013. Curr Protoc Immunol. 2013 Chapter 18:U n it 18.3. doi: 10.1002/0471142735.im1803s100). We included in this analysis the epitopes 1, 2 and 3 from 2014; 1, 3, 5, 7, 9, 1 1 , 13, 15 and 17 of 2018 and two additional “Border Line” epitopes (BL1 and BL2), which were not included in previous immunological assays.
[183] A Figura 15 representa os valores IC50 ηM desenvolvidos pelos epítopos quando se ligam a 27 moléculas diferentes de HLA Classe II DPA1 / DPB1 , DQA1 / DQB1 e DRB1 , DRB3, DRB4 e DRB5. As concentrações de IC50 < a 1000 M, representadas em negrita, indicam as afinidades mais altas de um epítopo para cada receptor HLA. Os signos negativos indicam valores IC50>30000 ηM (Figura 15). [183] Figure 15 depicts the IC50 ηM values developed by the epitopes when binding to 27 different HLA Class II molecules DPA1/DPB1, DQA1/DQB1, and DRB1, DRB3, DRB4, and DRB5. IC50 concentrations < to 1000 M, represented in bold, indicate the highest affinities of an epitope for each HLA receptor. Negative signs indicate IC50 values >30000 ηM (Figure 15).
[184] É importante notar que a maioria dos epítopos são promíscuos e se ligam a, pelo menos, sete (25%) das 27 moléculas de HLA classe II testadas (Figura 15). Apenas o alelo DRB1 * 12: 01 não se ligou a nenhum epítopo. [185] Em contraste, 5 epítopos (11 -2018, 1 -2014, 5-2018, 13-2018 e BL1 ) ligam-se a 13 (48% dos alelos) e 1 epitopo (2-2014) se liga à 17 moléculas HLA (63%). Segundo essa abordagem, os epitopos 17-2018 e 15-2018, que se ligam apenas a 2 e 5 alelos, respectivamente, poderiam ser excluídos da vacina, por não serem promíscuos. [184] It is important to note that most epitopes are promiscuous and bind to at least seven (25%) of the 27 HLA class II molecules tested (Figure 15). Only the DRB1*12:01 allele did not bind to any epitope. [185] In contrast, 5 epitopes (11 -2018, 1 -2014, 5-2018, 13-2018 and BL1 ) bind to 13 (48% of alleles) and 1 epitope (2-2014) binds to 17 HLA molecules (63%). According to this approach, the epitopes 17-2018 and 15-2018, which bind to only 2 and 5 alleles, respectively, could be excluded from the vaccine, as they are not promiscuous.
[186] A tabela 4 mostra a soma das frequências de todas as células T CD4+ e CD8+ secretoras de citocinas e as frequências das células multifuncionais triple— secretoras em resposta aos epítopos. As maiores frequências de todos os tipos celulares foram observadas em resposta ao epítopo 1 1 -2018, seguido do 9-2018. O epítopo 1 1 -2018 seria, portanto, não somente mais promíscuo (Figura 14 e 15) se não também, mais imunogênico (Tabela 4). [186] Table 4 shows the sum of the frequencies of all cytokine-secreting CD4+ and CD8+ T cells and the frequencies of triple-secreting multifunctional cells in response to the epitopes. The highest frequencies of all cell types were observed in response to the epitope 1 1 -2018, followed by 9-2018. The 1 1 -2018 epitope would therefore be not only more promiscuous (Figure 14 and 15) but also more immunogenic (Table 4).
Tabela 4. Número de alelos HLA de classe II aos que ligam os epítopos da NH36, soma das frequências de todas as células T CD4 e CD8 secretoras de citocinas e das triplo secretoras de IL-2TNF-olFN-y, em resposta aos epítopos
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Table 4. Number of HLA class II alleles that bind NH36 epitopes, sum of frequencies of all cytokine-secreting CD4 and CD8 T cells and IL-2TNF-olFN-y secreting cells in response to epitopes
Figure imgf000047_0001
[187] Na Tabela 5 é possível comparar o número de alelos preditos para a ligação de cada epítopo, com 10 % e 20 % de percentil rank, e o número de alelos efetivamente ligados in vitro. Existem semelhanças entre os resultados da predição e do ensaio in vitro para os epítopos 1 1 -2018, 2-2014, 5-2018, 13-2018 e BL1 , que são os mais promíscuos. Por outro lado, os epítopos 15-2018 e 17-2018, apesar de terem sido preditos como ligadores de 1 1 e 21 alelos, ligaram efetivamente a apenas 5 e 2 alelos, respectivamente. Este resultado pode estar baseado na alta hidrofobicidade destes epítopos, que poderia interferir com a sua capacidade de ligação in vitro. Tabela 5. Predição da ligação de alelos por imunoinformática e alelos ligados in vitro
Figure imgf000048_0001
[187] In Table 5 it is possible to compare the number of alleles predicted for the binding of each epitope, with 10% and 20% percentile rank, and the number of alleles actually bound in vitro. There are similarities between prediction and in vitro assay results for epitopes 1 1 -2018, 2-2014, 5-2018, 13-2018 and BL1 , which are the most promiscuous. On the other hand, the epitopes 15-2018 and 17-2018, despite being predicted to bind 1 1 and 21 alleles, effectively bound only 5 and 2 alleles, respectively. This result may be based on the high hydrophobicity of these epitopes, which could interfere with their binding capacity in vitro. Table 5. Prediction of allele linkage by immunoinformatics and in vitro linked alleles
Figure imgf000048_0001
[188] Por outro lado, o epítopo 17-2018 poderia ser considerado não essencial, uma vez que se liga ao alelo DQA1 * 05: 01 / DQB1 * 02: 01 , ao qual também se ligam outros 10 epítopos (9-2018, 1 1 -2018, 15 -2018, 2-2014,1 -2018, 5- 2018, 13-2018, 7-2018, BL1 e BL2), e ao alelo DRB3 * 01 : 01 , ao qual também, outros 4 epítopos se ligam (1 1 -2018, 2-2014, 13-2018, BL1 ) (Figura 15). Portanto, nada seria perdido ao excluir o epítopo 17-2018. No entanto, a análise da resposta imune de PBMC humanos previamente estudados revelou que, ambos os epítopos 15-2018 e 17-2018 aumentaram as frequências totais de células T CD8 secretoras de citocinas, e o epítopo 15-2018, foi um dos quatro mais potentes no aumento de CD4 + e frequências de células T multifuncionais CD8 + (Tabela 4). [188] On the other hand, the 17-2018 epitope could be considered non-essential since it binds to the DQA1*05:01 / DQB1*02:01 allele, to which another 10 epitopes (9-2018, 1 1 -2018, 15 -2018, 2-2014, 1 -2018, 5- 2018, 13-2018, 7-2018, BL1 and BL2), and to the allele DRB3 * 01 : 01 , to which also, another 4 epitopes bind (11-2018, 2-2014, 13-2018, BL1) (Figure 15). Therefore, nothing would be lost by deleting the 17-2018 epitope. However, analysis of the immune response of previously studied human PBMC revealed that both the 15-2018 and 17-2018 epitopes increased the total frequencies of cytokine-secreting CD8 T cells, and the 15-2018 epitope was one of the four most potent in increasing CD4 + and CD8 + multifunctional T cell frequencies (Table 4).
[189] É importante considerar, no entanto, que as sequências dos epítopos 15-2018 e 17-2018 se sobrepõem em 16 aminoácidos. Desta forma, é possível desenhar um novo epítopo estendendo a sequência do epítopo 15-2018 para incluir também os quatro últimos aminoácidos do epítopo 17-2018 (RIGD). Isso não aumentará a cobertura, mas poderá aumentar a redundância da cobertura, o que pode ser importante se ocorrer algum escape. Assim, na composição imunogênica (vacina) com proteínas multiepítopos, os epítopos 15-2018 e 17-2018 serão substituídos por um novo epítopo denominado 15-17-2018, que é composto pela sequência QVAVKLDFDKFWCLVIDALKRIGD (Tabela 1 ). Seleção dos epítopos de acordo com sua cobertura de moléculas HLA de classe
Figure imgf000049_0001
[189] It is important to consider, however, that the sequences of the 15-2018 and 17-2018 epitopes overlap by 16 amino acids. In this way, it is possible to design a new epitope by extending the sequence of the 15-2018 epitope to also include the last four amino acids of the 17-2018 epitope (RIGD). This will not increase coverage, but it can increase coverage redundancy, which can be important if any leaks occur. Thus, in the immunogenic composition (vaccine) with multiepitope proteins, the epitopes 15-2018 and 17-2018 will be replaced by a new epitope called 15-17-2018, which is composed of the sequence QVAVKLDFDKFWCLVIDALKRIGD (Table 1). Selection of epitopes according to their coverage of class HLA molecules
Figure imgf000049_0001
[190] Na Figura 15 é possível observar que o epítopo 13-2018 é o único que se liga ao alelo DRB1 *03:01 e, junto com BL1 , são os únicos dois que se ligam ao alelo DRB3*02:02. Assim, ambos os epítopos 13-2018 e BL1 , que se ligam a 13 alelos, também são essenciais na composição imunogênica (vacina). Na verdade, 6 alelos se ligam a 3 epítopos simultaneamente, 7 alelos a 4 epítopos, 2 alelos a 5 epítopos, 1 alelo a 7 epítopos, 2 alelos a 9 epítopos, 1 alelo a 10 epítopos, 1 a 1 1 epítopos e 1 alelo a 13 epítopos. [190] In Figure 15 it is possible to observe that the epitope 13-2018 is the only one that binds to the DRB1 *03:01 allele and, along with BL1 , they are the only two that bind to the DRB3*02:02 allele. Thus, both the 13-2018 and BL1 epitopes, which bind to 13 alleles, are also essential in the immunogenic composition (vaccine). In fact, 6 alleles bind to 3 epitopes simultaneously, 7 alleles to 4 epitopes, 2 alleles to 5 epitopes, 1 allele to 7 epitopes, 2 alleles to 9 epitopes, 1 allele to 10 epitopes, 1 to 1 1 epitopes and 1 allele to 13 epitopes.
[191] Com relação às suas atividades antigênicas, os epítopos 9-2018, 1 1 - 2018, 7-2018, 5-2018 e 3-2018, em ordem decrescente, induziram as maiores somas de frequências de células T CD4+ e CD8+ secretoras de citocinas (Tabela 4). Em concordância, os epítopos 9-2018 e 1 1 -2018, seguidos por 15-2018 e 3-2018, e em menor grau, por 1 -2014, 5-2018 e 7-2018 (Tabela 4), em ordem decrescente, foram os promotores mais potentes das frequências de células T multifuncionais CD4+ e CD8+ (Tabela 4). [191] With regard to their antigenic activities, the epitopes 9-2018, 1 1 - 2018, 7-2018, 5-2018, and 3-2018, in descending order, induced the highest sums of CD4 + and CD8 T cell frequencies + secretory cytokines (Table 4). Accordingly, the epitopes 9-2018 and 1 1 -2018, followed by 15-2018 and 3-2018, and to a lesser extent by 1 -2014, 5-2018 and 7-2018 (Table 4), in descending order, were the most potent promoters of CD4 + and CD8 + multifunctional T cell frequencies (Table 4).
[192] Outro critério para estimar os melhores epítopos candidatos é a cobertura potencial da população, isto é, sua capacidade de se ligar a uma ampla gama de alelos de moléculas HLA de classe II. Na Figura 15, as colunas com dois alelos mostram as cadeias alfa e beta para moléculas DQ e DP, porque para DQ e DP a cadeia alfa é polimórfica. Em contraste, DRA é amplamente monomórfica (cerca de 98% DRA1 *01 :01 ) e esta variante não influencia a ligação. Por isso é comum ignorar a anotação da DRA e apenas anotar a variante da cadeia beta a respeito de DR (DRB). [192] Another criterion for estimating the best candidate epitopes is their potential population coverage, ie, their ability to bind to a wide range of alleles of HLA class II molecules. In Figure 15, the columns with two alleles show the alpha and beta chains for DQ and DP molecules, because for DQ and DP the alpha chain is polymorphic. In contrast, DRA is largely monomorphic (about 98% DRA1 *01 :01 ) and this variant does not influence binding. Hence it is common to ignore the DRA annotation and just annotate the beta strand variant with respect to DR (DRB).
[193] Para DQ, a cadeia alfa definitivamente pode afetar a especificidade de ligação, por isso é importante a sua anotação. Ou seja, DQA1 *0301 /DQB1 *0301 tem uma especificidade diferente de DQA1 *0501 /DQB1 *0301 . Ao mesmo tempo, a ligação DQA e DQB é bastante estreita, então você geralmente pode inferir qual será a cadeia alfa se conhecer o DQB, com algumas exceções (como DQB1 * 0301 ). [194] Para os receptores DP, por outro lado, a cadeia alfa ajuda a formar o sulco de ligação, mas não é muito polimórfica e não tem muito efeito na especificidade de ligação. Na verdade, do ponto de vista de ligação do peptídeo, não é possível dizer a diferença entre, por exemplo, DPA1 *0103/ DPB1 *0402 e DPA1 *0301/ DPB1 *0402. No entanto, como o polimorfismo pode afetar o reconhecimento do TCR, o DPA geralmente também é anotado. Por exemplo, a correlação entre DPA1 *0103/DPB1 *0402 e DPA1 *0301 /DPB1 *0402 para uma proteína hipotética é de 0,99, tanto para IC50 nM quanto para o rank, sugerindo que não há impacto na variação de DPA. [193] For DQ, the alpha chain definitely can affect binding specificity, so its annotation is important. That is, DQA1 *0301 /DQB1 *0301 has a different specificity than DQA1 *0501 /DQB1 *0301 . At the same time, the link between DQA and DQB is quite close, so you can generally infer what the alpha chain will be if you know the DQB, with a few exceptions (such as DQB1 * 0301 ). [194] For DP receptors, on the other hand, the alpha chain helps to form the binding groove, but it is not very polymorphic and does not have much effect on binding specificity. Indeed, from a peptide binding point of view, it is not possible to tell the difference between, for example, DPA1 *0103/DPB1 *0402 and DPA1 *0301/DPB1 *0402. However, as polymorphism can affect TCR recognition, DPA is usually annotated as well. For example, the correlation between DPA1 *0103/DPB1 *0402 and DPA1 *0301 /DPB1 *0402 for a hypothetical protein is 0.99, both for IC50 nM and rank, suggesting that there is no impact on DPA variation.
[195] Com relação às moléculas DP, o DPB1 *04:01 e DPB1 *04:02 são os dois alelos mais prevalentes em todas as populações do mundo e em todos os principais grupos étnicos e geográficos (AFND; www.allelefrequencies.net; Requena et al. 2020, Front. Immunol.1 1 , 2008, doi: 10.3389 / fimmu.2020.02008). Para algumas populações, 0401 é o mais prevalente, enquanto para outras, 0402 é o mais frequente. Um deles ou outro estão presentes em mais de 60% da população humana. Ambos correm cerca de 35-40%, em média, na população em geral, quase o dobro do próximo DP mais comum. Em comparação, o DR mais comum terá uma frequência média de cerca de 20%. No entanto, embora a cobertura populacional desses alelos DP seja prevista para ser muito alta, é importante notar que a expressão de DP na superfície celular é considerada um pouco mais baixa do que a de DQ e DR. Talvez por esta razão, DP está em geral associado a menos epítopos de células T restritos a HLA definidos do que DQ e DR. [195] With respect to DP molecules, DPB1 *04:01 and DPB1 *04:02 are the two most prevalent alleles in all populations of the world and in all major ethnic and geographic groups (AFND; www.allelefrequencies.net ;Requena et al.2020, Front.Immunol.11,2008,doi:10.3389/fimmu.2020.02008). For some populations, 0401 is most prevalent, while for others, 0402 is most frequent. One or the other is present in more than 60% of the human population. Both run about 35-40% on average in the general population, nearly double the next most common DP. In comparison, the most common DR will have an average frequency of around 20%. However, although the population coverage of these DP alleles is predicted to be very high, it is important to note that the cell surface expression of DP is considered to be somewhat lower than that of DQ and DR. Perhaps for this reason, DP is generally associated with less defined HLA-restricted T cell epitopes than DQ and DR.
[196] Os epítopos 3-2018, 11 -2018 e 15-2018, que são fortemente antigênicos se ligam a DPA1 *01 :03/DPB1 *04:01 (Figura 15), indicando que uma vacina que contenha esses epítopos poderia ser usada em todo o mundo, não somente por ligar em DPB1 *04:01 , se não por ligar também em DPA1 *01 :03, que é o alelo de DPA mais frequente em todo o mundo, e é prevalente em 71 ,70% da população brasileira (Requena et al. 2020, Front. Immunol.1 1 , 2008, doi: 10.3389/ fimmu.2020.02008). Coincidentemente DPA1 *01 :03, está presente exatamente em 7/10 pacientes analisados (3 curados e 4 DTH+) (Figura 20). [197] Adicionalmente, DPA1 *01 :03 e está combinado com DPB1 *04:01 , em cinco deles e com DPB1 *04:02 em 2 deles, coincidindo com a descrição da de que desses dois alelos estão presentes em 60% da população humana. [196] The epitopes 3-2018, 11 -2018, and 15-2018, which are strongly antigenic, bind to DPA1 *01:03/DPB1 *04:01 (Figure 15), indicating that a vaccine containing these epitopes could be used all over the world, not only because it binds to DPB1 *04:01 , but also because it binds to DPA1 *01 :03, which is the most frequent DPA allele in the world, and is prevalent in 71 .70% of the Brazilian population (Requena et al. 2020, Front. Immunol.1 1 , 2008, doi: 10.3389/fimmu.2020.02008). Coincidentally, DPA1 *01 :03 is present in exactly 7/10 patients analyzed (3 cured and 4 DTH+) (Figure 20). [197] Additionally, DPA1 *01:03 e is combined with DPB1 *04:01 , in five of them and with DPB1 *04:02 in 2 of them, matching the description that these two alleles are present in 60% of the human population.
[198] Por outro lado, o alelo DPB1 *04:02, ao qual os epítopos 3-2018, 1 1 - 2018 e 2-2014 também se ligam (Figura 14), foi recentemente descrito como prevalente em 64,98% da população brasileira (Requena et al., 2020). Portanto, uma vacina contendo esses epítopos poderia gerar alta eficácia. No entanto, a ligação a apenas esses alelos altamente prevalentes podem não ser interessante, uma vez que a promiscuidade também é importante e otimiza a eficácia da vacina. [198] On the other hand, the DPB1 *04:02 allele, to which the epitopes 3-2018, 1 1 - 2018 and 2-2014 also bind (Figure 14), was recently described as prevalent in 64.98% of the population. Brazilian population (Requena et al., 2020). Therefore, a vaccine containing these epitopes could generate high efficacy. However, linking to only these highly prevalent alleles may not be interesting, as promiscuity is also important and optimizes vaccine efficacy.
[199] Em contrapartida, com relação ao DR, o alelo DRB1 *03:01 , liga-se apenas ao epítopo 13-2018, e está presente em 6,49% da população brasileira. Por outro lado, o alelo DRB1 *07:01 , que se liga aos epítopos 3-2018, 9-2018, 1 -2014, 2- 2014, 5-2018, 13-2018 e BL1 , está presente em 9,58%; e o alelo DRB1 *11 :01 , que se liga a 3-2018, 1 -2014, 5-2018, em 5,91 % da população brasileira (Requena et al. 2020, Front. Immunol.1 1 , 2008, doi: 10.3389/ fimmu.2020.02008) (Figura 15). Os resultados revelaram para os epítopos da NH36 um perfil interessante de cobertura dos alelos de moléculas HLA classe II. [199] In contrast, with regard to DR, the DRB1 *03:01 allele, binds only to the 13-2018 epitope, and is present in 6.49% of the Brazilian population. On the other hand, the DRB1 *07:01 allele, which binds to the epitopes 3-2018, 9-2018, 1 -2014, 2-2014, 5-2018, 13-2018 and BL1, is present in 9.58% ; and the DRB1 *11:01 allele, which binds to 3-2018, 1 -2014, 5-2018, in 5.91% of the Brazilian population (Requena et al. 2020, Front. Immunol.1 1 , 2008, doi : 10.3389/fimmu.2020.02008) (Figure 15). The results revealed for the NH36 epitopes an interesting coverage profile of HLA class II molecules alleles.
Identificação de sequências liqadoras de moléculas HLA de classe I dentro do epítopos para classe da NH36.
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Identification of binding sequences of class I HLA molecules within the epitopes for the NH36 class.
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[200] No ensaio biológico de ICS foi evidenciado que os epítopos da NH36, apesar de terem sido preditos como ligadores de moléculas MHC de classe II, também podem ser ligadores de moléculas MHC de classe I. Em efeito, eles aumentaram as frequências de linfócitos T CD8+ que expressam citocinas (Figura 9-12). Para confirmar esta hipótese, submeteu-se as sequências dos epítopos para MHC Classe II da NH36 à análise pelo programa “MHC Class I Binding predictions” do IEDB Database, usando como base o programa NetMHCpan EL 4.1 (Figura 16). Quantificou-se a presença das possíveis sequências ligadoras de moléculas de HLA- A e HLA-B. [201] Foram obtidos: 1 ) o número predito de sequências ligadoras em cada epítopo, 2) o número de alelos associados com essas sequências e 3) o número de sequências ligadoras promíscuas dentro de cada epítopo (Figura 16). Adicionalmente, a Figura 16, mostra a predição de, com quais dos 27 alelos estudados (16 alelos de HLA-A* e 11 alelos de HLA-B*) essas sequências ligadoras podem se associar. É notória a predominância dos epítopos 11 -2018 e 13-2018 nesses 3 parâmetros, seguidos do 15-17-2018, BL2 e 5-2018. [200] In the ICS bioassay it was shown that NH36 epitopes, despite being predicted to bind MHC class II molecules, may also be binding to MHC class I molecules. In effect, they increased lymphocyte frequencies T CD8+ that express cytokines (Figure 9-12). To confirm this hypothesis, the epitope sequences for MHC Class II of NH36 were submitted to analysis by the “MHC Class I Binding predictions” program of the IEDB Database, using the NetMHCpan EL 4.1 program as a basis (Figure 16). The presence of possible linker sequences of HLA-A and HLA-B molecules was quantified. [201] The following were obtained: 1) the predicted number of linker sequences within each epitope, 2) the number of alleles associated with these sequences, and 3) the number of promiscuous linker sequences within each epitope (Figure 16). Additionally, Figure 16 shows the prediction of which of the 27 studied alleles (16 HLA-A* alleles and 11 HLA-B* alleles) these linker sequences might associate. The predominance of epitopes 11 -2018 and 13-2018 in these 3 parameters is notorious, followed by 15-17-2018, BL2 and 5-2018.
Análise de promiscuidade e cobertura populacional Analysis of promiscuity and population coverage
[202] Finalmente, foi feita a análise da cobertura populacional mundial dos epítopos para alelos de HLA de classe I e de classe II (Figura 17). Esta figura sumariza a cobertura populacional para alelos dos loci de classe I A e B para a população mundial, dada por cada epítopo estudado. Observou-se que 1 1 dos 15 epítopos estudados apresentam a capacidade de se ligar a mais do que 50% dos alelos de classe I da população mundial (Figura 17). [202] Finally, analysis of the worldwide population coverage of epitopes for HLA class I and class II alleles was performed (Figure 17). This figure summarizes the population coverage for class I A and B loci alleles for the world population, given by each epitope studied. It was observed that 11 of the 15 epitopes studied have the capacity to bind to more than 50% of the class I alleles of the world population (Figure 17).
[203] Os epítopos 11 -2018 e 13-2018, são os de maior cobertura para moléculas de classe I, e junto com os epítopos 2-2014, 5-2018, 7-2018 e BL1 , os de maior cobertura para moléculas de classe II (Figura 17). Em efeito, a cobertura populacional mundial do epítopo 11 -2018 é 93,9 % e 92,7 % para classe I e classe II, respectivamente (Figura 17). A do epítopo 13-2018 é 77,8 % e 85,9 % para classe I e classe II, respectivamente (Figura 17). As curvas da cobertura populacional mundial dos epítopos para Classe I e Classe II estão representadas nas Figuras 18 e 19, respectivamente. [203] The epitopes 11 -2018 and 13-2018, are the ones with the highest coverage for class I molecules, and together with the epitopes 2-2014, 5-2018, 7-2018 and BL1 , the ones with the highest coverage for molecules of class II (Figure 17). Indeed, the worldwide population coverage of epitope 11 -2018 is 93.9% and 92.7% for class I and class II, respectively (Figure 17). That of the 13-2018 epitope is 77.8% and 85.9% for class I and class II, respectively (Figure 17). The worldwide population coverage curves of the epitopes for Class I and Class II are shown in Figures 18 and 19, respectively.
[204] Abaixo das curvas, uma tabela menor mostra a cobertura para o grupo inteiro de 15 epítopos. Os epítopos individuais tem uma ampla margem de eficácia, com coberturas para os loci de Classe I que oscilam entre 7,8 e 93,9% (Figura 17). Como um todo, o painel inteiro fornece cobertura para >98% dos indivíduos (Figura 18), com uma média individual que reconhece aproximadamente 11 combinações de epítopos/moléculas HLA diferentes. [205] Este número é, porém, subestimado, uma vez que epítopos múltiplos de Classe I preditos para o mesmo alelo dentro de um mesmo epítopo para CD4 não são quantificados. De fato, cada alelo é somente quantificado uma vez. [204] Below the curves, a smaller table shows coverage for the entire group of 15 epitopes. Individual epitopes have a wide margin of effectiveness, with coverage for Class I loci ranging from 7.8 to 93.9% (Figure 17). As a whole, the entire panel provides coverage for >98% of individuals (Figure 18), with an average individual recognizing approximately 11 different HLA epitope/molecule combinations. [205] This number is, however, an underestimate, since multiple Class I epitopes predicted for the same allele within the same CD4 epitope are not quantified. In fact, each allele is only quantified once.
[206] O epítopo 1 1 , por exemplo, tem uma cobertura populacional para Classe I de 93,9% (Figura 17). Isso significa que é esperado que 93,9% dos indivíduos tenham pelo menos um alelo de Classe I predito para ligar numa sequência incluída no epítopo 1 1. Porém, a predição para a ligação de moléculas MHC, não necessariamente significa a capacidade de induzir uma resposta de células T. Além da sua cobertura populacional impressionante, é também possível que outros alelos possam ligar em outras sequencia contidas no epítopo 1 1 . [206] Epitope 1 1 , for example, has a Class I population coverage of 93.9% (Figure 17). This means that 93.9% of individuals are expected to have at least one Class I allele predicted to bind in a sequence included in epitope 11. However, prediction for binding of MHC molecules does not necessarily mean the ability to induce a T cell response. In addition to its impressive population coverage, it is also possible that other alleles may bind to other sequences contained in the 11 epitope.
[207] Este resultado é muito bom, uma vez que o painel não apenas fornece coletivamente uma cobertura ampla, ou seja, que os epítopos todos ligam uma alta porcentagem de indivíduos, mas também fornece uma cobertura "profunda" (Figura 17). Por profundidade entende-se que não apenas o indivíduo é coberto, mas que ele é coberto por epítopos múltiplos diferentes. Isso é importante nos casos em que, por exemplo, um epítopo dominante para A*02: 01 sofre uma mutação que provoca que o patógeno agora possa evitar a resposta imune. Se houver uma cobertura profunda, a probabilidade de evitar a detecção e a resposta imune é minimizada, pois é improvável que vários epítopos que ligam ao alelo A*02:01 , por exemplo, sofram ao mesmo tempo uma mutação semelhante. [207] This result is very good, as the panel not only collectively provides broad coverage, ie that the epitopes all bind a high percentage of individuals, but also provides "deep" coverage (Figure 17). By depth it is meant that not only is the individual covered, but that he is covered by multiple different epitopes. This is important in cases where, for example, a dominant epitope for A*02:01 undergoes a mutation that causes the pathogen to now be able to evade the immune response. If there is deep coverage, the likelihood of evading detection and immune response is minimized, as multiple epitopes that bind to the A*02:01 allele, for example, are unlikely to mutate similarly at the same time.
[208] Na Figura 18 observa-se a curva de cobertura populacional para Classe I. Cada indivíduo em uma população reconhecerá um certo número de epítopos aninhados em um epítopo para CD4 da NH36. Por exemplo, alguém que é A * 02: 01 , A * 03: 01 , B * 07: 02 e B * 40: 01 pode reconhecer 4, 2, 1 e 5 epítopos restritos a essos alelos, respectivamente; no geral, eles reconheceriam 12 combinações diferentes de HLA / epítopo (4 para A * 02: 01 , 2 para A * 03: 01 etc.). O gráfico de barras mostra o número de combinações "reconhecidas" por diferentes frações da população. Aqui, um pouco mais de 5% dos indivíduos (eixo y 1 ) reconhecerão 6 combinações (eixo x, barras), 7,5% reconhecerá 14, e cerca de 2,5% reconhecerá 20, etc. [209] Cumulativamente, adicionando da direita para a esquerda, em 90% dos indivíduos, espera-se que pelo menos 3,19 epítopos serão reconhecidos (PCgo, Figura 18). Da mesma forma, cerca de 75% da população reconheceria 6 ou mais, 50% cerca de 12 ou mais, etc. [208] Figure 18 shows the population coverage curve for Class I. Each individual in a population will recognize a certain number of epitopes nested within an NH36 CD4 epitope. For example, someone who is A*02:01, A*03:01, B*07:02, and B*40:01 might recognize 4, 2, 1, and 5 epitopes restricted to those alleles, respectively; overall, they would recognize 12 different HLA/epitope combinations (4 for A*02:01, 2 for A*03:01, etc.). The bar chart shows the number of combinations "recognized" by different fractions of the population. Here, just over 5% of subjects (y-axis 1 ) will recognize 6 combinations (x-axis, bars), 7.5% will recognize 14, and about 2.5% will recognize 20, etc. [209] Cumulatively, adding from right to left, in 90% of individuals, it is expected that at least 3.19 epitopes will be recognized (PCgo, Figure 18). Likewise, about 75% of the population would recognize 6 or more, 50% about 12 or more, etc.
[210] Na Figura 17 observa-se também a cobertura populacional para Classe II (última coluna cinza). É importante salientar, porém, que a cobertura para a predição de moléculas de classe II é subestimada porque os alelos DRB3/4/5 não têm sido incluídos. Não existem dados confiáveis sobre estes alelos. A cobertura está baseada em DRB1 , DQB1 e DPB1. Como alternativa, pode estimar-se a cobertura adicional com base no vínculo. Ou seja, DRB4 está sempre associado com DRB1 *04, 07 e 09. Então, por exemplo, podem se adicionar na cobertura os peptídeos que ligaram DRB1 *04, assumindo que os indivíduos que apresentam DRB1 *04 vão expressar DRB4*. O mesmo vale para DRB3 e DRB1 *03, 11 , 12, 13 e 14, e para DRB5 e DRB1*15 e 16. [210] Figure 17 also shows the population coverage for Class II (last gray column). It is important to point out, however, that the coverage for the prediction of class II molecules is underestimated because the DRB3/4/5 alleles have not been included. There are no reliable data on these alleles. Coverage is based on DRB1 , DQB1 and DPB1. Alternatively, additional coverage can be estimated based on the bond. That is, DRB4 is always associated with DRB1 *04, 07 and 09. So, for example, the peptides that bound DRB1 *04 can be added to the cover, assuming that individuals who have DRB1 *04 will express DRB4*. The same goes for DRB3 and DRB1 *03, 11 , 12, 13 and 14, and for DRB5 and DRB1*15 and 16.
[21 1] Na Figura 19 observa-se qual é a proporção de indivíduos da população que reconhecerá um epítopo para molécula de classe II. A barra 16 (eixo x) mostra que 5,9 % dos indivíduos são preditos para reconhecer 16 diferentes combinações de peptídeos/moléculas HLA classe II. Além disso, 5,25 % irão reconhecer 10 combinações, 6 % reconhecerão 13 combinações, etc. A soma de todas as colunas chegará a 100%, mas é possível que haja um arredondamento, e que parte dos estudos populacionais descritos em AFND não necessariamente correspondem a todos os alelos da população. [21 1] Figure 19 shows the proportion of individuals in the population that will recognize an epitope for a class II molecule. Bar 16 (x-axis) shows that 5.9% of subjects are predicted to recognize 16 different combinations of HLA class II peptides/molecules. Furthermore, 5.25% will recognize 10 combinations, 6% will recognize 13 combinations, etc. The sum of all columns will reach 100%, but it is possible that there is rounding, and that part of the population studies described in AFND do not necessarily correspond to all alleles in the population.
[212] Os 57 % de cobertura cumulativa (eixo y 2) associados com a coluna 16 significam que 57% da população vão reconhecer 16 ou mais combinações de peptídeos/moléculas HLA classe II; 84 % reconhecerão 10 ou mais, e 10 % reconhecerão 28 ou mais, etc. A distribuição, especialmente, na população mundial, é Gaussiana. Populações menores e menos diversas podem ter uma cobertura pequena, menos diversa que pode ser enviesada, mas usualmente é normal. Adicionalmente, espera-se que pelo menos 7,67 dos epítopos serão reconhecidos por 90 % da população mundial (PC90, Figura 19). [213] A cobertura para os epítopos da NH36 é ligeiramente mais alta para Classe II (99.44, PC 7,67, Figura 19) do que para a Classe I (98,55, PC 3,19, Figura 18). Porém a cobertura é muito boa em ambos os casos. [212] The 57% cumulative coverage (y-axis 2) associated with column 16 means that 57% of the population will recognize 16 or more combinations of HLA class II peptides/molecules; 84% will recognize 10 or more, and 10% will recognize 28 or more, etc. The distribution, especially in the world population, is Gaussian. Smaller, less diverse populations may have small, less diverse coverage that may be skewed, but is usually normal. Additionally, it is expected that at least 7.67 of the epitopes will be recognized by 90% of the world's population (PC 90 , Figure 19). [213] Coverage for NH36 epitopes is slightly higher for Class II (99.44, PC 7.67, Figure 19) than for Class I (98.55, PC 3.19, Figure 18). But the coverage is very good in both cases.
[214] Consequentemente, os resultados da análise da cobertura populacional justificam a seleção dos epítopos da NH36 para produção de proteínas vacina multiepítopos potencialmente promissoras para inclusão em uma composição imunogênica contra a Leishmaniose visceral que poderá ser usada universalmente. [214] Consequently, the results of the population coverage analysis support the selection of NH36 epitopes to produce potentially promising multi-epitope vaccine proteins for inclusion in an immunogenic composition against visceral Leishmaniasis that could be used universally.
Identificação dos epítopos com capacidade de ligação a moléculas de HLA correlacionadas com a suscetibilidade ou resistência à LV Identification of epitopes capable of binding to HLA molecules correlated with susceptibility or resistance to VL
[215] Este tipo de abordagem privilegia os epítopos que se ligam aos alelos HLA que estão altamente associados aos fenótipos naturalmente resistente/protetor, de alto risco ou de risco intermediário de contrair LV. leishgen et al., (2013) e SINGH et al., (2018) descreveram que os alelos DRB1 *15:01 e DRB1 *01 : 01 estão associados ao fenótipo protetor (Figura 15 e Tabela 5). Observamos que 1 1 epítopos se ligam, in vitro, a DRB1 *01 :01 e 10 aos alelos DRB1 *15: 01. Os epítopos 1 1 -2018, 1 -2018, 5-2018, 13-2018, 7-2018, 3-2018 e BL1 ligam-se a ambos os alelos. Além disso, os epítopos 1 -2014, 2-2014 e BL2 se ligam a DRB1 *15:01 , enquanto os epítopos 3-2014 e 9-2018 também se associam à DRB1 *01 :01 . [215] This type of approach privileges epitopes that bind to HLA alleles that are highly associated with naturally resistant/protective, high-risk, or intermediate-risk phenotypes of contracting VL. leishgen et al., (2013) and SINGH et al., (2018) described that the DRB1 *15:01 and DRB1 *01 : 01 alleles are associated with the protective phenotype (Figure 15 and Table 5). We observed that 1 1 epitopes bind, in vitro, to DRB1 *01 : 01 and 10 to DRB1 *15: 01 alleles. 3-2018 and BL1 bind to both alleles. Furthermore, epitopes 1 -2014, 2-2014 and BL2 bind to DRB1 *15:01 , while epitopes 3-2014 and 9-2018 also bind to DRB1 *01:01 .
[216] Por outro lado, seis epítopos (1 -2014, 2-2014, 7-2018, 9-2018, 1 1 -2018 e 13-2018) também se ligam ao alelo DQB1 *05:01 , que está associado ao risco intermédiário de LV. Por último, onze epítopos (9-2018, 1 1 -2018, 15-2018, 2-2014, 1 - 2018, 5-2018, 13-2018, 17-2018, 7-2018, BL1 , BL2) ligam-se, in vitro, ao alelo DQB1 *02:01 , que está associado a alto risco de LV (LEISHGEN et al., 2013; SINGH et al., 2018) (Tabela 6 e Figura 15). [216] On the other hand, six epitopes (1 -2014, 2-2014, 7-2018, 9-2018, 1 1 -2018 and 13-2018) also bind to the DQB1 *05:01 allele, which is associated with the intermediate risk of VL. Finally, eleven epitopes (9-2018, 1 1 -2018, 15-2018, 2-2014, 1 - 2018, 5-2018, 13-2018, 17-2018, 7-2018, BL1, BL2) bind , in vitro, to the DQB1 *02:01 allele, which is associated with a high risk of VL (LEISHGEN et al., 2013; SINGH et al., 2018) (Table 6 and Figure 15).
Tabela 6. Epítopos da NH36 que ligam a alelos associados com risco e proteção contra a LV (LEISHGEN et al., 2013)
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Table 6. NH36 epitopes that bind to alleles associated with risk and protection against VL (LEISHGEN et al., 2013)
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[217] Mais recentemente, em 2018, a correlação dos alelos de DRB1 com risco ou proteção contra a LV foi melhor detalhada (Singh T et al. The Journal of Immunology, 2018, e Singh B et al Immunology 2018). Os dados estão sumarizados na tabela 7. Na primeira linha da Tabela 7, foram observados os alelos de DRB1 relacionados com PROTEÇÃO, RISCO INTERMEDIÁRIO ou ALTO de LV. Na segunda linha observamos os alelos, com marcação de 4 dígitos, que ligaram in vitro aos epítopos da NH36. [217] More recently, in 2018, the correlation of DRB1 alleles with risk or protection against VL was better detailed (Singh T et al. The Journal of Immunology, 2018, and Singh B et al Immunology 2018). Data are summarized in Table 7. In the first row of Table 7, the DRB1 alleles related to PROTECTION, INTERMEDIATE or HIGH RISK of VL were observed. In the second row, we observed the alleles, with 4-digit markings, that bound in vitro to the NH36 epitopes.
Tabela 7. Epítopos da NH36 que ligam a alelos DRB1 associados com risco e proteção contra a LV (Singh T et al., 2018)
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Table 7. NH36 epitopes that bind to DRB1 alleles associated with risk and protection against VL (Singh T et al., 2018)
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[218] Os resultados da literatura indicam que os epítopos da NH36 estudados se associam tanto à moléculas de HLA de Classe II associadas com resistência ou proteção, quanto com risco alto ou intermediário de desenvolvimento da LV. De acordo com Singh et al., 2018, alguns epítopos estão associados apenas com proteção, como por exemplo o epítopo 11 -2018 enquanto outros, como o 1 -2014, 2- 2014 estão associados a proteção, risco intermediário ou alto de LV. Por outro lado, de acordo com LEISHGEN et al., 2013, o epítopo 11 -2018 liga a alelos associados com proteção, risco intermediário ou alto de LV. [218] Results from the literature indicate that the NH36 epitopes studied are associated with both Class II HLA molecules associated with resistance or protection, and with high or intermediate risk of developing VL. According to Singh et al., 2018, some epitopes are only associated with protection, such as epitope 11 -2018 while others, such as 1 -2014, 2-2014 are associated with protection, intermediate or high risk of VL. On the other hand, according to LEISHGEN et al., 2013, the epitope 11 -2018 binds to alleles associated with protection, intermediate or high risk of VL.
[219] Esta análise reforça a importância da utilização dos epítopos estudados da NH36 para a formação de proteínas multepítopos para produção de uma composição imunogênica (vacina) que possa proteger, não somente indivíduos com perfil fenotípico em HLA de resistência natural ou proteção, mas também, aqueles com perfil de suscetibilidade ou risco de contrair LV. [219] This analysis reinforces the importance of using the studied epitopes of NH36 for the formation of multi-epitope proteins for the production of an immunogenic composition (vaccine) that can protect not only individuals with phenotypic profile in HLA of natural resistance or protection, but also those with susceptibility profile or risk of contracting VL.
Tipaqem de HLA dos pacientes estudados HLA typing of the patients studied
[220] Amostras de DNA de 8 pacientes doentes e curados e dos 10 indivíduos assintomáticos DTH+ foram obtidas. A tipagem dos alelos de 1 1 Loci de HLA (HLA- A*, HLA-B*, HLA-C*, DRB1 *, DBQ1 *, DRB3*, DRB4*, DRB5*, DQA1 *, DPA1 *, DPB1 *) foi realizada pelo método de sequenciamento maciço em paralelo, no Laboratório de HLA-UERJ, pela equipe do professor Luiz Cristóvão de Moraes Sobrino Porto. Os resultados obtidos de pacientes doentes que curaram (curados) e assintomáticos DTH+ (DTH+) estão sumarizados na Figura 20. [220] DNA samples from 8 sick and cured patients and from 10 asymptomatic DTH+ individuals were obtained. The typing of 1 1 HLA loci alleles (HLA-A*, HLA-B*, HLA-C*, DRB1*, DBQ1*, DRB3*, DRB4*, DRB5*, DQA1*, DPA1*, DPB1*) was carried out using the massive parallel sequencing method, at the HLA-UERJ Laboratory, by the team of Professor Luiz Cristóvão de Moraes Sobrino Porto. The results obtained from sick patients who cured (cured) and asymptomatic DTH+ (DTH+) are summarized in Figure 20.
[221 ] Quantificou-se então as vezes em que cada alelo aparece para cada um dos loci de HLA e comparamos, por ensaio de x2 com correção de Yates (biblioteca scipy.stats. chy.square contingency em Phyton), se as frequências para um determinado alelo eram significativamente diferentes em pacientes curados e em indivíduos assintomáticos DTH+. [221 ] The times in which each allele appears for each of the HLA loci was then quantified and we compared, by x 2 assay with Yates correction (scipy.stats.chy.square contingency library in Phyton), whether the frequencies for a given allele were significantly different in cured patients and in asymptomatic DTH+ individuals.
[222] Observou-se que o alelo HLA-C*04:01 se encontra em 6 de 8 indivíduos curados, que representam indivíduos que ficaram doentes, mas em nenhum dos DTH+. Esta diferença foi altamente significativa (p = 0.0043) indicando que o alelo HLA-C*04:01 está correlacionado com suscetibilidade para a LV humana. Este resultado é muito relevante considerando que a amostra de indivíduos curados e DTH+ estudada é pequena. Esta correlação não tinha sido descrita na literatura antes. [222] The HLA-C*04:01 allele was observed to be found in 6 of 8 cured individuals, which represent individuals who became ill, but in none of the DTH+. This difference was highly significant (p = 0.0043) indicating that the HLA-C*04:01 allele is correlated with susceptibility to human VL. This result is very relevant considering that the sample of cured and DTH+ individuals studied is small. This correlation had not been described in the literature before.
[223] Por outro lado, os estudos de Leishgen, (2013) e Singh et al., (2018) revelaram que gene DRB1 concentra a base da suscetibilidade e resistência natural a LV. De fato, os alelos DRB1 *1501 , DRB1 *1502, DRB1 *01 :01 e DRB1 *16 estão associados com proteção contra LV, os alelos DRB1 *03:01 , DRB1 *04, DRB1 *07:01 e DRB1 *1202 tem perfil neutro e os alelos DRB1 *10:01 , DRB1 *14:04, DRB1 *1 1 , DRB1 *13:01 , DRB1 *13:02 e DRB1 *09:01 com o alto risco de contrair LV (Tabela 7). [223] On the other hand, studies by Leishgen, (2013) and Singh et al., (2018) revealed that the DRB1 gene concentrates the basis of susceptibility and natural resistance to VL. Indeed, the DRB1 *1501 , DRB1 *1502, DRB1 *01 :01 and DRB1 *16 alleles are associated with protection against VL, the DRB1 *03:01 , DRB1 *04, DRB1 *07:01 and DRB1 *1202 alleles has a neutral profile and the alleles DRB1 *10:01 , DRB1 *14:04, DRB1 *1 1 , DRB1 *13:01 , DRB1 *13:02 and DRB1 *09:01 with a high risk of contracting VL (Table 7 ).
[224] Apesar da amostra de pacientes estudada ter sido relativamente pequena, foi possível observar que os alelos associados com proteção DRB1 *0101 e DRB1 *1501 se considerados juntos, estão presentes em 4 dos 10 pacientes DTH+, porém não são achados em nenhum dos 8 pacientes curados (x2 one tailed P value = 0.0023) (Figura 20). [224] Although the sample of patients studied was relatively small, it was possible to observe that the alleles associated with protection DRB1 *0101 and DRB1 *1501 if considered together, are present in 4 of 10 DTH+ patients, however, they are not found in any of the 8 cured patients (x 2 one tailed P value = 0.0023) (Figure 20).
[225] Assim, mesmo o alelo DRB1 *1301 ligado a alto risco de contrair LV, está presente num paciente e o DRB1 *1302, em outro paciente curado, porém nenhum deles aparece nos indivíduos DTH+ (Figura 20). Em contraposição os alelos DRB1 *10:01 e DRB1 *1 1 , também associados a alto risco aparecem em 1 individuo curado, cada um, porém também em 2 e 3 indivíduos DTH+ respectivamente. [225] Thus, even the DRB1 *1301 allele linked to high risk of contracting VL is present in one patient and DRB1 *1302 in another cured patient, but neither appears in DTH+ individuals (Figure 20). In contrast, the DRB1 *10:01 and DRB1 *1 1 alleles, also associated with high risk, appear in 1 cured individual, each, but also in 2 and 3 DTH+ individuals, respectively.
[226] É interessante observar que 3 pacientes DTH+ (CY:5, CY:7, CY:9) apresentam no seu fenótipo o alelo DRB1 *01 :01 , relacionado com a proteção contra a LV (Tabela 6) mas também, o alelo DQB1 *05:01 , apontado pelo trabalho do Leishgen (2013), como relacionado com risco intermediário. O paciente CY:5 respondeu, conforme esperado, aos epítopos 1 a 1 1 , 15 e 17 de 2018, elevando as frequências de células TCD4 multifuncionais IL-2+TNF-α+IFN-γ+. [226] It is interesting to observe that 3 DTH+ patients (CY:5, CY:7, CY:9) present in their phenotype the DRB1 *01 :01 allele, related to protection against VL (Table 6) but also, the DQB1 allele *05:01 , pointed out by the work of Leishgen (2013), as related to intermediate risk. The CY:5 patient responded, as expected, to epitopes 1 to 1 1 , 15 and 17 of 2018, increasing the frequencies of IL-2 + TNF-α + IFN-γ + multifunctional CD4 T cells.
[227] O paciente CY:7 respondeu mais intensamente ao epítopo 9-2018, e o paciente CY:9, ao epítopo 1 1 -2018. Em contraposição, os pacientes BY10 e BY:9, do grupo infectado e curado, apresentaram o fenótipo DQB1 *02:01 associado com alto risco. O paciente BY:10 e respondeu aos epítopos 2-2014, 17-2018, além do 3-2018 enquanto que o paciente BY:9 respondeu aos epítopos 1 1 -2018, 9-2018 e 13-2018. Assim, foram selecionados os epítopos mais relevantes para a sequência do estudo. [227] The CY:7 patient responded most strongly to the 9-2018 epitope, and the CY:9 patient to the 1 1 -2018 epitope. In contrast, patients BY10 and BY:9, from the infected and cured group, had the DQB1 *02:01 phenotype associated with high risk. Patient BY:10 e responded to epitopes 2-2014, 17-2018, in addition to 3-2018 while patient BY:9 responded to epitopes 1 1 -2018, 9-2018 and 13-2018. Thus, the most relevant epitopes for the study sequence were selected.
Modificação genética dos epítopos, proteínas multiepítopos e composição imunogênica Genetic modification of epitopes, multiepitope proteins and immunogenic composition
[228] Considerando a forte antigenicidade dos epítopos da NH36, a sua capacidade de ligar anticorpos, induzir a secreção de citocinas por linfócitos T CD4 e CD8, promover o aumento das frequências de linfócitos de memória central e efetora, a sua promiscuidade predita por bioinformática e comprovada in vitro, as suas amplas coberturas populacionais sobre moléculas HLA de classe II e de classe I e a sua forte ligação predita à alelos mais específicos associados com respostas de proteção, alto risco e risco intermediário contra a LV humana, foram então incluídos todos os epítopos estudados, em duas formulações. [229] Apesar de que alguns deles terem se destacado como mais potentes indutores de memória imunológica, promovendo maiores frequências de linfócitos T multifuncionais, decidiu-se incluir todos os epítopos, privilegiando a sua promiscuidade e ampla cobertura populacional que permitirá que protejam a populações mais amplas e diversas e que exerçam uma proteção universal contra as leishmanioses. [228] Considering the strong antigenicity of NH36 epitopes, its ability to bind antibodies, induce cytokine secretion by CD4 and CD8 T lymphocytes, promote increased frequencies of central memory and effector lymphocytes, its promiscuity predicted by bioinformatics and proven in vitro, their broad population coverage on HLA class II and class I molecules, and their predicted strong binding to more specific alleles associated with protective, high-risk, and intermediate-risk responses against human VL, were therefore included the studied epitopes, in two formulations. [229] Although some of them have been highlighted as more potent inducers of immune memory, promoting higher frequencies of multifunctional T lymphocytes, it was decided to include all epitopes, favoring their promiscuity and wide population coverage that will allow them to protect more vulnerable populations. broad and diverse and that exercise universal protection against leishmaniasis.
[230] Mesmo considerando que os epítopos identificados são realmente muito imunogênicos, os diferentes tipos de arranjos que os epítopos podem sofrer dentro da vacina multiepítopos, podem afetar as suas potências. Por exemplo, eles poderiam ser menos eficientes ao gerar epítopos juncionais. A criação de epítopos juncionais é uma preocupação ao desenhar polipeptideos lineares. Um epítopos juncional é definido como um neoepítopo, que surge pela justaposição de dois epítopos autênticos. [230] Even considering that the identified epitopes are indeed very immunogenic, the different types of arrangements that the epitopes can undergo within the multiepitope vaccine, can affect their potency. For example, they could be less efficient when generating junctional epitopes. The creation of junctional epitopes is a concern when designing linear polypeptides. A junctional epitope is defined as a neoepitope, which arises from the juxtaposition of two authentic epitopes.
[231] O novo epítopo está composto pelo setor C-terminal de um epítopo e o setor N-terminal de um epítopo posterior na sequência. A presença de um epítopo juncional pode criar efeitos de imunodominância indesejada, redirecionando a resposta imune contra epítopos irrelevantes e, em algumas ocasiões, até suprimindo a indução de uma resposta contra os epítopos mais desejados (Livingston et al. J Immunol 2002; 168:5499-5506). Para evitar o surgimento dos neoepítopos se coloca entre os epítopos preditos uma sequência espaçadora. [231] The new epitope is composed of the C-terminal sector of an epitope and the N-terminal sector of an epitope later in the sequence. The presence of a junctional epitope can create unwanted immunodominance effects, redirecting the immune response against irrelevant epitopes and, on some occasions, even suppressing the induction of a response against more desired epitopes (Livingston et al. J Immunol 2002;168:5499 -5506). To avoid the emergence of neoepitopes, a spacer sequence is placed between the predicted epitopes.
[232] A sequência GPGPG foi desenhada por Livingston et al. (2002). Ela permitiu a restauração da imunogenicidade de epítopos para HLA de classe II, ao romper os epítopos juncionais que tinham se formado. A sequência GPGPG foi considerada então como um espaçador universal. Por outro lado, Kolla et al. (2021 ) usaram os espaçadores AAY para unir epítopos de linfócitos T citotóxicos (CTL). O espaçador AAY é o sítio de clivagem no proteosoma em células de mamífero. Kolla et al., (2021) também usaram a sequência GPGPG para unir linfócitos T helper e o espaçador KK para unir epítopos de linfócitos B, respectivamente, em uma vacina contra Staphylococcus aureus. [233] Os estudos de imunoinformática demonstraram que a vacina seria capaz de aumentar a resposta de anticorpos, os níveis secretados de IL-2, IFN-y, TGF-[3 e as respostas de células T e B, e de induzir respostas imunes primárias, secundárias e terciárias (Kolla et a!., 2021 ). O espaçador KK foi também usado para aumentar a resposta de anticorpos numa vacina nasal (Yano et al. , 2003). [232] The GPGPG sequence was designed by Livingston et al. (2002). It allowed restoration of the immunogenicity of HLA class II epitopes by disrupting the junctional epitopes that had formed. The sequence GPGPG was then considered as a universal spacer. On the other hand, Kolla et al. (2021) used AAY spacers to join cytotoxic T lymphocyte (CTL) epitopes. The AAY spacer is the cleavage site in the proteasome in mammalian cells. Kolla et al., (2021) also used the GPGPG sequence to join helper T lymphocytes and the KK spacer to join B lymphocyte epitopes, respectively, in a vaccine against Staphylococcus aureus. [233] Immunoinformatics studies demonstrated that the vaccine would be able to increase antibody responses, secreted levels of IL-2, IFN-γ, TGF-[3, and T and B cell responses, and induce immune responses primary, secondary and tertiary (Kolla et al., 2021 ). The KK spacer has also been used to enhance the antibody response in a nasal vaccine (Yano et al., 2003).
[234] Sequências de KK são o ponto de corte de catepsina, uma das enzimas importantes do processamento de antígenos dentro do contexto HLA classe II. Adicionalmente, Moradi et al., (2017) desenharam uma vacina de DNA contra tuberculose murina, baseada em epítopos preditos para MHC de classe I, ligados por AAY, e epítopos para HLA de classe II ligados por motivos GPGPG, unidos em tandem [162], Finalmente, no pedido de patente de Mc Leod R et al., 2017 (WO 2017/184456 Al) que trata de uma vacina multiepítopos contra a toxoplasmose foram utilizados, além do epítopo PADRE, as sequências de três alaninas (AAA ou KAAA) e de GPGPG como espaçadores. [234] KK sequences are the cut-off point for cathepsin, one of the important antigen processing enzymes within the HLA class II context. Additionally, Moradi et al., (2017) designed a DNA vaccine against murine tuberculosis, based on predicted epitopes for MHC class I, linked by AAY, and epitopes for HLA class II linked by GPGPG motifs, joined in tandem [162 ], Finally, in the patent application by McLeod R et al., 2017 (WO 2017/184456 Al) which deals with a multiepitope vaccine against toxoplasmosis, in addition to the epitope PADRE, the sequences of three alanines (AAA or KAAA ) and GPGPG as spacers.
[235] Na presente invenção, as vacinas multiepítopos estão compostas, por epítopos geneticamente modificados a partir da sequência da NH36. Os epítopos estudados originalmente forma preditos para MHC Classe II portanto deveriam ser separados por sequências GPGPG. Porém, eles contêm dentro de cada um, sequências importantes para MHC de Classe I que deveriam ser separadas por sequências derivadas de AAA. Para não alterar a estrutura destes importantes e potentes epítopos a estratégia compreendeu a utilização dos epítopos geneticamente modificados a partir da sequência da NH36 com a inclusão dos espaçadores AAA e GPGPG, representados pelas SEQ ID NO:16 a SEQ ID NO:30 e SEQ ID NO:32 a SEQ ID NO:46, respectivamente. [235] In the present invention, multiepitope vaccines are composed of genetically modified epitopes from the NH36 sequence. The originally studied epitopes were predicted for MHC Class II therefore they should be separated by GPGPG sequences. However, they contain within each one important MHC Class I sequences that should be separated by AAA-derived sequences. In order not to alter the structure of these important and potent epitopes, the strategy included the use of genetically modified epitopes from the NH36 sequence with the inclusion of AAA and GPGPG spacers, represented by SEQ ID NO:16 to SEQ ID NO:30 and SEQ ID NO:32 to SEQ ID NO:46, respectively.
[236] A partir desses epítopos, foi possível construir as proteínas multiepítopos geneticamente modificadas MultiAAA e MultiGPGPG. A formação da proteína MultiAAA se deu pela junção dos epítopos de SEQ ID NO:16 a SEQ ID NQ:30 e está representada na SEQ ID NO:31. A formação da proteína MultiGPGPG se deu pela junção dos epítopos de SEQ ID NO: 32 a SEQ ID NO:46 e está representada pela SEQ ID NO: 47. [237] A composição imunogênica (vacina multiepítopo) é constituída por pelo menos uma das proteínas multiepítopos e adjuvante saponina em solução salina NaCI 0.9% estéril. [236] From these epitopes, it was possible to construct the genetically modified multiepitope proteins MultiAAA and MultiGPGPG. The formation of the MultiAAA protein occurred by joining the epitopes from SEQ ID NO:16 to SEQ ID NQ:30 and is represented in SEQ ID NO:31. The formation of the MultiGPGPG protein occurred by joining the epitopes from SEQ ID NO: 32 to SEQ ID NO: 46 and is represented by SEQ ID NO: 47. [237] The immunogenic composition (multiepitope vaccine) consists of at least one of the multiepitope proteins and saponin adjuvant in sterile 0.9% NaCl saline.
[238] No caso da vacina MultiAAA (SEQ No ID :31 e Figura 21 ), as sequências artificiais que a compõem estão modificadas pela adição de três resíduos de Alanina na extremidades C-Terminal, conforme descrito na Tabela 8. Apenas o epítopo 15-17- 2018 que está modificado pela adição de KRIGD, não requer três alaninas por se encontrar no final da sequência, e será seguido pela cauda de 6 Histidinas que facilita a purificação do peptídeo expresso. Conforme explicado, os epítopo 15-17-2018A (SEQ NO:28) substitui os epítopos 15-2018A (SEQ ID NO:26) e 17-2018A (SEQ ID NO:27) na vacina MultiAAA. [238] In the case of the MultiAAA vaccine (SEQ ID No: 31 and Figure 21 ), the artificial sequences that compose it are modified by the addition of three Alanine residues at the C-Terminal ends, as described in Table 8. Only epitope 15 -17- 2018 which is modified by the addition of KRIGD, does not require three alanines as it is found at the end of the sequence, and will be followed by the 6 Histidine tail which facilitates the purification of the expressed peptide. As explained, the epitope 15-17-2018A (SEQ ID NO:28) replaces the epitopes 15-2018A (SEQ ID NO:26) and 17-2018A (SEQ ID NO:27) in the MultiAAA vaccine.
Tabela 8. Epítopos geneticamente modificados e sintéticos para compor a vacina MultiAAA
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Table 8. Genetically modified and synthetic epitopes to compose the MultiAAA vaccine
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[239] O programa Protparam-Expasy revelou que a vacina MultiAAA está composta por 310 aminoácidos e tem um peso molecular de 32205,23 Daltons e um pl teórico de 6.15. Ela possui 29 resíduos de aminoácidos carregados negativamente (Asp+Glu) e 23 resíduos carregados positivamente (Arg+Lys). Adicionalmente, a vacina multiAAA tem uma vida média estimada de 20 h, em reticulócitos de mamífero in vitro, 30 minutos em leveduras in vivo e acima de 10 horas em Escherichia coli in vivo. O seu índice de instabilidade é 24,38, o que a classifica como uma proteína estável. O seu índice alifático é 107,13 e o seu índice médio hidropatico (GRAVY) é 0,422. [239] The Protparam-Expasy program revealed that the MultiAAA vaccine is composed of 310 amino acids and has a molecular weight of 32205.23 Daltons and a theoretical pl of 6.15. It has 29 negatively charged amino acid residues (Asp+Glu) and 23 positively charged residues (Arg+Lys). Additionally, the multiAAA vaccine has an estimated half-life of 20 h in mammalian reticulocytes in vitro, 30 minutes in yeast in vivo and over 10 hours in Escherichia coli in vivo. Its instability index is 24.38, which classifies it as a stable protein. Its aliphatic index is 107.13 and its average hydropathic index (GRAVY) is 0.422.
[240] No caso da vacina MultiGPGPG (SEQ No ID:47 e Figura 22), as sequências artificiais que compõem esta vacina multiepítopos estão modificadas pela adição dos resíduos GPGPG na extremidades C-Terminal, conforme descrito na Tabela 9. Apenas o epítopo 15-17-2018G (SEQ NO:44) que está modificado pela adição de KRIGD, não requer a adição de GPGPG por se encontrar no final da sequência, e será seguido pela cauda de 6 Histidinas que facilita a purificação do peptídeo expresso. Conforme explicamos, o epítopo 15-17-2018G (SEQ NO:44) substitui os epítopos 15-2018G (SEQ ID NO:42) e 17-2018G (SEQ ID NO:43) na vacina MultiGPGPG. [240] In the case of the MultiGPGPG vaccine (SEQ No ID:47 and Figure 22), the artificial sequences that make up this multiepitope vaccine are modified by addition of GPGPG residues at the C-Terminal ends, as described in Table 9. Only the epitope 15-17-2018G (SEQ NO:44) which is modified by the addition of KRIGD, does not require the addition of GPGPG as it is found at the end of the sequence, and will be followed by the 6 Histidine tag that facilitates the purification of the expressed peptide. As explained, the 15-17-2018G (SEQ ID NO:44) epitope replaces the 15-2018G (SEQ ID NO:42) and 17-2018G (SEQ ID NO:43) epitopes in the MultiGPPGG vaccine.
Tabela 9. Epítopos geneticamente modificados e sintéticos para compor a vacina multiGPGPG
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Table 9. Genetically modified and synthetic epitopes to compose the multiGPGPG vaccine
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[241] O programa Protparam-Expasy revelou que a vacina multiGPGPG está composta por 334 aminoácidos e tem um peso molecular de 34031 ,06 Daltons e um pl teórico de 6,15. Ela possui 29 resíduos de amino ácidos carregados negativamente (Asp+Glu) e 23 resíduos carregados positivamente (Arg+ Lys). Ela tem um tempo de vida média estimado em reticulócitos de mamífero in vitro de 20h, em leveduras in vivo de 30 min e em Escherichia coli in vivo, maior que 10h. O seu índice de instabilidade é 20,96, o que a classifica como uma proteína estável. O seu índice alifático é 88,65 e o seu índice médio hidropatico (GRAVY) é 0,039. [241] The Protparam-Expasy program revealed that the multiGPGPG vaccine is composed of 334 amino acids and has a molecular weight of 34031.06 Daltons and a theoretical pl of 6.15. It has 29 negatively charged amino acid residues (Asp+Glu) and 23 positively charged residues (Arg+Lys). It has an estimated average lifetime in mammalian reticulocytes in vitro of 20h, in yeast in vivo of 30 min and in Escherichia coli in vivo greater than 10h. Its instability index is 20.96, which classifies it as a stable protein. Its aliphatic index is 88.65 and its average hydropathic index (GRAVY) is 0.039.
[242] As proteínas MultiAAA e MultiGPGPG forma clonadas em E. coli BL21 (DE3) e a sua expressão induzida em diversas concentrações de IPTG, conforme representado na Figura 25. Quando comparadas com o lisado de bactérias não induzidas a expressão da proteína multiAAA é bem nítida, nas três concentrações de IPTG, mostrando uma banda intensa correspondente ao pm = 32.6kDa. Por outro lado, a proteína MultiGPGPG também mostrou-se como uma banda bastante intensa, em resposta à indução com as três concentrações de IPTG no peso molecular de 34,5 kDa. [242] The MultiAAA and MultiGPGPG proteins were cloned into E. coli BL21 (DE3) and their expression induced in different concentrations of IPTG, as shown in Figure 25. When compared with the lysate of non-induced bacteria, the expression of the multiAAA protein is very clear, in the three concentrations of IPTG, showing an intense band corresponding to pm = 32.6kDa. On the other hand, the MultiGPGPG protein also showed to be a very intense band, in response to induction with the three concentrations of IPTG at molecular weight of 34.5 kDa.
[243] As proteínas multiepítopos AAA (SEQ NO:31 ) e GPGPG (SEQ NO:47) são incubadas com PBMC de pacientes com LV antes do tratamento, pacientes assintomáticos DTH+ e pacientes curados assim como PBMC de controles sadios. Será analisada a resposta imune celular gerada nestes pacientes através da análise da marcação de citocinas intracelulares por citometría de fluxo e da secreção de citocinas nos sobrenadantes. A resposta humoral de anticorpos no soro também será analisada. Estes dados permitirão avaliar a imunogenicidade e antigenicidade das vacinas MultiAAA e MultiGPGPG contra a leishmaniose visceral humana. [243] AAA (SEQ NO:31) and GPGPG (SEQ NO:47) multiepitope proteins are incubated with PBMC from pretreatment VL patients, asymptomatic DTH+ patients, and cured patients as well as PBMC from healthy controls. The cellular immune response generated in these patients will be analyzed by analyzing the labeling of intracellular cytokines by flow cytometry and the secretion of cytokines in the supernatants. The humoral antibody response in serum will also be analyzed. These data will allow evaluating the immunogenicity and antigenicity of the MultiAAA and MultiGPGPG vaccines against human visceral leishmaniasis.
[244] Análise da resposta imune celular de PBMC de pacientes assintomáticos à proteína multiepítopos MultiAAA [244] Analysis of the cellular immune response of PBMC from asymptomatic patients to MultiAAA multiepitope protein
[245] PBMC de pacientes assintomáticos foram encubados, na ausência de estímulo ou na presença da proteína MultiAAA recombinante purificada, nas concentrações de 12,5 pg/ml, 25 pg/ml ou 50 pg/ml, ou com SLA na concentração de 10 pg/ml (Figura 26). Foi possível observar uma dose resposta das frequências de linfócitos T CD4+ secretores de IL-2 sejam estes mono-secretores ou frequências totais. Por outro lado, as frequências de linfócitos T CD4+ mono-secretores, ou frequências totais de secretores de IFN-y são máximas em resposta à concentração de 25 pg/ml da proteína (Figura 26). É notória as frequências muito aumentadas, próximas a 12 %, em resposta a concentração de 50 pg/ml. Estes resultados indicam que o desenho da vacina multiepítopos potencializou em cerca de 60 vezes a imunogenicidade observada para os domínios da NH36 e para os epítopos da NH36, por separado. Assim mesmo, se observa que a resposta induzida pela proteína multiepítopos AAA é muito superior à do controle positivo de SLA. [245] PBMC from asymptomatic patients were incubated, in the absence of stimulation or in the presence of purified recombinant MultiAAA protein, at concentrations of 12.5 pg/ml, 25 pg/ml, or 50 pg/ml, or with SLA at a concentration of 10 pg/ml (Figure 26). It was possible to observe a dose-response frequency of IL-2 secreting CD4+ T lymphocytes whether mono-secretors or total frequencies. On the other hand, the frequencies of mono-secretory CD4+ T lymphocytes, or total frequencies of IFN-y secretors, are maximal in response to a concentration of 25 pg/ml of the protein (Figure 26). It is notorious the greatly increased frequencies, close to 12%, in response to a concentration of 50 pg/ml. These results indicate that the multiepitope vaccine design potentiated about 60 times the immunogenicity observed for the NH36 domains and for the NH36 epitopes, separately. Likewise, it is observed that the response induced by the AAA multiepitope protein is much higher than that of the SLA positive control.
[246] Adjuvantes para a composição imunoqênica e ensaios de Fasel e 2[246] Adjuvants for immunogenic composition and Fasel and 2 assays
[247] O termo adjuvante é oriundo do latim adjuvare que significa ajudar, constituindo-se em compostos adicionados a antígenos imunogênicos que potencializam a resposta imune contra os mesmos. Esses compostos vêm sendo usadas para melhorar a eficácia de vacinas desde a década de 1920. A pesquisa por novos adjuvantes tem sido crescente nos últimos anos, uma vez que eles aumentam a eficácia de antígenos purificados, recombinantes ou sintéticos. [247] The term adjuvant comes from the Latin adjuvare, which means to help, consisting of compounds added to immunogenic antigens that potentiate the immune response against them. These compounds have been used to improve the efficacy of vaccines since the 1920s. The search for new adjuvants has been increasing in recent years, as they increase the efficacy of purified, recombinant or synthetic antigens.
[248] Para as composições imunogênicas de proteínas multiepítopos utiliza- se como adjuvante a saponina QS21 sozinha ou em combinação com o Monofosforil Lipídio A de Salmonella minessota (MPL), ou os adjuvantes particulados ISCOMs do tipo ISCOMATRIX, que também são baseados na saponina QS21 . [248] For multiepitope protein immunogenic compositions, saponin QS21 alone or in combination with Monophosphoril is used as an adjuvant. Salmonella minessota Lipid A (MPL), or the ISCOMs particulate adjuvants of the ISCOMATRIX type, which are also based on saponin QS21.
[249] A saponina QS21 é a saponina mais utilizada e é um produto da Quillaja saponaria Molina. São moléculas complexas de alto peso molecular, que se apresentam sob a forma de conjugados naturais de triterpenos, esteróides ou glico- alcalóides esteroidais com uma ou mais cadeias de açúcares. O termo saponina faz referência à sua propriedade clássica detergente, que por sua vez, está relacionada com a natureza antipática da molécula (uma porção glicídica que é hidrofílica e uma aglicona ou sapogenina que é hidrofóbica). São substâncias bastante utilizadas em vacinas veterinárias e humanas. [249] Saponin QS21 is the most commonly used saponin and is a product of Quillaja saponaria Molina. They are complex molecules of high molecular weight, which are in the form of natural conjugates of triterpenes, steroids or steroidal glycoalkaloids with one or more sugar chains. The term saponin refers to its classic detergent property, which in turn is related to the antipathetic nature of the molecule (a glycidic moiety that is hydrophilic and an aglycon or sapogenin that is hydrophobic). They are substances widely used in veterinary and human vaccines.
[250] O adjuvante da vacina Leishmune® contém saponinas aciladas e desaciladas QS21 como componente ativo. Destacam-se pela capacidade de induzirem potente resposta Th1 , aumentarem os níveis de lgG2a, IFN-y e IL2. Um dos mecanismos de ação propostos é que as saponinas se intercalam nas membranas celulares através da sua fração hidrofóbica ocasionando a formação de poros, o que facilita a apresentação do antígeno pela via MHC-1 e assim, promovem o aumento da resposta CTL. Também foi descrito que a presença do grupo aldeído no C-4 permite que a saponina mimetize o ligante B7 aumentando o estímulo de APCs sobre linfócitos helper CD4 (TH1 ). [250] Leishmune® vaccine adjuvant contains acylated and deacylated saponins QS21 as the active component. They stand out for their ability to induce a potent Th1 response, increase levels of lgG2a, IFN-y and IL2. One of the proposed mechanisms of action is that saponins intersperse in cell membranes through their hydrophobic fraction, causing pore formation, which facilitates antigen presentation via the MHC-1 pathway and thus promotes increased CTL response. It has also been described that the presence of the aldehyde group on C-4 allows saponin to mimic the B7 ligand, increasing the stimulation of APCs on CD4 helper lymphocytes (TH1 ).
[251] As saponinas de Quillaja saponaria que são conjugados de duas porções glicídicas associadas aos C-3 e o C-28 de um núcleo triterpênico, apresentam duas características peculiares que as tornam muito potentes: a presença de um grupo aldeído (CHO) no C-4 e a presença de normoterpenos no C-28 do triterpeno. Na superfície de células apresentadoras de antígenos o grupamento aldeído da molécula co-estimulatória B7 interage com aminas da superfície de linfócitos formando bases de Schiff. Essa interação desencadeia a transmissão de um sinal que estimula a resposta TH1. [251] Saponins from Quillaja saponaria, which are conjugates of two sugar moieties associated with C-3 and C-28 of a triterpene nucleus, have two peculiar characteristics that make them very potent: the presence of an aldehyde group (CHO) in the C-4 and the presence of normoterpenes in the C-28 of the triterpene. On the surface of antigen-presenting cells, the aldehyde group of the costimulatory molecule B7 interacts with amines on the surface of lymphocytes to form Schiff bases. This interaction triggers the transmission of a signal that stimulates the TH1 response.
[252] Assim, foi proposto que os aldeídos das saponinas Quillaja saponaria agem como análogos da família de moléculas co-estimulatórias, ligantes B7, na superfície de células apresentadoras de antígenos, formando também e de forma independente bases de Schiff. Por outro lado, o normonoterpeno ligado ao C-28 é responsável pela toxicidade e pela resposta citotóxica (CD8) induzida pelo tratamento com as saponinas (Lacaille-Dubois, 2019). A saponina QS21 também age através da ativação do inflamosoma e a liberação consequente de citocinas dependentes de caspase-1 , como a IL-1 β e a IL-18 que são importantes para a resposta Th1 . Existem atualmente cerca de 50 analogos sintéticos da QS21. Ela foi utilizada em vacinas humanas em doses de 50 pg ou 100 pg. [252] Thus, it has been proposed that the aldehydes of Quillaja saponaria saponins act as analogues of the family of costimulatory molecules, B7 ligands, on the surface of antigen-presenting cells, also independently forming Schiff bases. On the other hand, normonoterpene linked to C-28 is responsible for the toxicity and cytotoxic response (CD8) induced by treatment with saponins (Lacaille-Dubois, 2019). Saponin QS21 also acts through the activation of the inflammasome and the consequent release of cytokines dependent on caspase-1, such as IL-1 β and IL-18 which are important for the Th1 response. There are currently around 50 synthetic analogues of QS21. It has been used in human vaccines at doses of 50pg or 100pg.
[253] Adicionalmente a QS21 apresenta efeito sinergístico quando administrada como MPL-A em um lipossomo (AS01 ). Lipossomos são nanoesferas sintéticas que consistem e bicamadas de fosolipídeos, que encapsulam os antígenos e atuam como sistema de liberação. O MPL é um derivado detoxificado do LPS de Salmonella minnesota, induz ativação da imunidade inata através de TLR-4 e pode ser classificado como um PAMP. Assim como LPS, age no receptor Toll-4 das células apresentadoras de antígenos profissionais, que promovem a liberação de citocinas IL2, IFN-Y que induzem resposta TH1. Foram gerados vários derivados sintéticos de acordo com o estudo da função-estrutura do MPL, entre eles o RC-529 (Singh & O’Hagan, 2003). [253] Additionally, QS21 has a synergistic effect when administered as MPL-A in a liposome (AS01 ). Liposomes are synthetic nanospheres consisting of phospholipid bilayers, which encapsulate antigens and act as a delivery system. MPL is a detoxified derivative of LPS from Salmonella minnesota, it induces activation of innate immunity through TLR-4 and can be classified as a PAMP. Like LPS, it acts on the Toll-4 receptor of professional antigen-presenting cells, which promote the release of IL2 and IFN-Y cytokines that induce a TH1 response. Several synthetic derivatives were generated according to the study of the function-structure of MPL, including RC-529 (Singh & O'Hagan, 2003).
[254] Vários testes de imunizações incluindo Leishmania, malária, papillomavirus humano (HPV), vírus Hepatitis B (HBV), tuberculose e HIV com diferentes formulações de MPL tem sido seguras e eficazes com este adjuvante (Reed et al., 2009). Esta série de adjuvantes foi desenvolvida pela Glaxo Smith Kline e é utilizada em vacinas profiláticas contra malária, Herpes zoster, tuberculosis, AIDS e em vacinas terapêuticas contra câncer e doença de Alzheimer's. De fato a QS21 dentro do adjuvante AS forma parte da vacina contra Herpes Zoster (HZ/su) (Shingrix™) que foi licenciada em 2017 pelo FDA e recebeu autorização para comercialização em 2018, e da vacina RTS,S/AS01 Mosquirix™ contra a Malaria que foi aprovada pelo EMA em 2015 para implementação no Sub-Sahara. Em crianças, a Mosquirix se usa contendo 62.5 pg de antigeno com 50 pg de MPL e 50 pg de Q21 numa emulsão óleo-água finalmente diluída em 250 pl de salina. [254] Several trials of immunizations including Leishmania, malaria, human papillomavirus (HPV), Hepatitis B virus (HBV), tuberculosis, and HIV with different formulations of MPL have been shown to be safe and effective with this adjuvant (Reed et al., 2009). This series of adjuvants was developed by Glaxo Smith Kline and is used in prophylactic vaccines against malaria, Herpes zoster, tuberculosis, AIDS and in therapeutic vaccines against cancer and Alzheimer's disease. Indeed, QS21 within AS adjuvant forms part of the Herpes Zoster (HZ/su) vaccine (Shingrix™) which was licensed in 2017 by the FDA and received marketing authorization in 2018, and the RTS,S/AS01 Mosquirix™ vaccine against Malaria which was approved by EMA in 2015 for implementation in Sub-Sahara. In children, Mosquirix is used containing 62.5 pg of antigen with 50 pg of MPL and 50 pg of Q21 in an oil-water emulsion finally diluted in 250 pl of saline.
[255] Finalmente, os ISCOMs são partículas de 40 qm compostas de colesterol, fosfolipídios e saponinas de Quillaja saponaria Molina. Para vacinas os ISCOMs também contém o antígeno desejado. Essa preparação reduz a toxicidade destas saponinas, diminuindo sua ação hemolítica. No ISCOM a saponina encontra- se ligada ao colesterol e não interage livremente com as membranas celulares. Está estabelecido que os ISCOMs induzem resposta Th1 e Th2 e de citocinas pró- inflamatórias e têm sido estudados em vários modelos animais e uma vacina contra Influenza eqüina, usando ISCOMs, está licenciada na Suíça. Os ISCOMs podem ser usados através das vias oral, respiratória e vaginal e são administrados como adjuvantes de vacinas da Merck Sharp and Dohme. [255] Finally, ISCOMs are 40 µm particles composed of cholesterol, phospholipids, and saponins from Quillaja saponaria Molina. For vaccines the ISCOMs also contain the desired antigen. This preparation reduces the toxicity of these saponins, decreasing their hemolytic action. In ISCOM, saponin is linked to cholesterol and does not interact freely with cell membranes. ISCOMs are established to induce Th1 and Th2 and pro-inflammatory cytokine responses and have been studied in several animal models and an equine influenza vaccine using ISCOMs is licensed in Switzerland. ISCOMs can be used through the oral, respiratory and vaginal routes and are administered as an adjunct to Merck Sharp and Dohme vaccines.
[256] Em conclusão, nas vacinas humanas, a saponina QS21 sozinha é usada em doses de 50 pg, e os ISCOM do tipo ISCOMATRIX em doses de 100 pg a 120 pg (Bigaeva et al., 2016) sendo que o adjuvante ASO1 contém 50 pg de QS21 e 50 pg de MPL-A (Regules et al., 2016). Ambos adjuvantes foram formulados com doses variáveis de antígenos. Vale lembrar que na vacina Leishmune® contra a leishmaniose canina, o adjuvante contém 156 pg de QS21 por dose (Oliveira-Freitas et al., 2006). [256] In conclusion, in human vaccines, saponin QS21 alone is used at doses of 50 pg, and ISCOMs of the ISCOMATRIX type at doses of 100 pg to 120 pg (Bigaeva et al., 2016) with the adjuvant ASO1 containing 50 pg of QS21 and 50 pg of MPL-A (Regules et al., 2016). Both adjuvants were formulated with variable doses of antigens. It is worth remembering that in the Leishmune® vaccine against canine leishmaniasis, the adjuvant contains 156 pg of QS21 per dose (Oliveira-Freitas et al., 2006).
[257] Sendo assim, a composição imunogênica (vacina) de proteínas multiepítopos ótima, objeto desta invenção, é caracterizada por conter pelo menos uma proteína multiepítopo (multi AAA ou multi GPGPG) em concentrações de 10 a 200 pg formuladas com 50 pg de QS21 , ou 100 pg a 120 pg de ISCOMATRIX, ou com adjuvante ASO1 composto por 50 pg de QS21 e 50 pg de MPL-A. Cada formulação será hidratada em 0,2 a 0,5 ml de solução salina NaCI 0,9% estéril. [257] Therefore, the optimal immunogenic composition (vaccine) of multiepitope proteins, object of this invention, is characterized by containing at least one multiepitope protein (multi AAA or multi GPGPG) in concentrations of 10 to 200 pg formulated with 50 pg of QS21 , or 100pg to 120pg of ISCOMATRIX, or with ASO1 adjuvant composed of 50pg of QS21 and 50pg of MPL-A. Each formulation will be hydrated in 0.2 to 0.5 ml of sterile 0.9% NaCI saline solution.
[258] Nos ensaios de Fase 1 e 2, as formulações contendo o as proteínas multiepítopos MultiAAA e MultiGPGPG serão preparadas 1 hora antes do uso e mantidas a 4°C até o momento da aplicação. A ausência de LPS das preparações será confirmada usando o kit LAL QCL-1000 (Lonza). Para os testes de segurança e tolerabilidade_as vacinas serão aplicadas em três doses subcutâneas a intervalos de 28 dias (dia 0, dia 28 e dia 56). A segurança das vacinas será avaliada 1 h, 2 dias e 7 dias após cada injeção. [258] In Phase 1 and 2 trials, formulations containing MultiAAA and MultiGPGPG multiepitope proteins will be prepared 1 hour before use and kept at 4°C until application. The absence of LPS from the preparations will be confirmed using the LAL QCL-1000 kit (Lonza). For safety and tolerability tests, the vaccines will be applied in three subcutaneous doses at intervals of 28 days (day 0, day 28 and day 56). The safety of the vaccines will be evaluated 1 h, 2 days and 7 days after each injection.
[259] Os indivíduos serão monitorados para detecção de efeitos adversos por até um ano após a aplicação das vacinas. Entre os efeitos adversos incluímos dor no local da injeção, inchaço, vermelhidão e endurecimento, febre, mialgia, malestar, fadiga, dor de cabeça, diarreia, anorexia, rash cutâneo e reações alérgicas. Será estabelecido um score de efeitos adversos de grau 1 : leves e que não limitam atividade, 2: que afetam a função mas não as atividades da vida diária, 3: severos, que afetam as atividades da vida diária, 4: graves, que ameaçam a vida ou provocam incapacidade. Sinais vitais serão avaliados a cada retorno para avaliação e 30 min após cada injeção. [259] Subjects will be monitored for adverse effects for up to one year after administration of vaccines. Adverse effects include injection site pain, swelling, redness and induration, fever, myalgia, malaise, fatigue, headache, diarrhea, anorexia, skin rash and allergic reactions. A grade 1 adverse effect score will be established: mild and not limiting activity, 2: affecting function but not activities of daily living, 3: severe, affecting activities of daily living, 4: severe, threatening life or cause disability. Vital signs will be assessed at each return visit and 30 min after each injection.
[260] Para o teste de toxicidade serão colhidas amostras de sangue para obtenção de soros, 1 h antes e 6h, 12h e 24 h após a injeção. Nesses soros serão determinados os valores de fosfatase alcalina, gama glutamil transferase, Sódio, Potássio, lipase, amilase uréia, creatinina, tempo de protrombina, IMR, albumina/globulinina, proteina C reativa e seão realizados Eletrocardiogramas. Adicionalmente serão colhidos soros antes das injeções e 30 dias após para dosar anticorpos anti-núcleo e fator reumatoide, como indicativa de possível aparecimento de autoimunidade. [260] For the toxicity test, blood samples will be taken to obtain sera, 1 h before and 6 h, 12 h and 24 h after the injection. In these sera, the values of alkaline phosphatase, gamma glutamyl transferase, sodium, Potassium, lipase, urea amylase, creatinine, prothrombin time, IMR, albumin/globulinin, C-reactive protein and electrocardiograms. Additionally, sera will be collected before injections and 30 days after to measure anti-nuclear antibodies and rheumatoid factor, as an indication of possible onset of autoimmunity.
[261] Finalmente, para o teste de imunogenicidade; amostras de sangue e soros serão colhidas nos dias 0, antes da injeção das vacinas, e nos dias 30, 60 e 150 após a primeira dose vacinai. Os soros serão evaluados por Ensaio de Elisa contra as proteínas multiAAA e multiGPGPG e o lisado de Leishmania (L.) infantum (2 pg/poço), usando anticorpos anti-lgG, lgG1 , lgG2, lgG3 e lgG4 para revelação. PBMC serão purificados em gradiente de Fycoll no dia 0, antes da injeção das vacinas e nos dias 30, 60 e 150 após a primeira dose. [261] Finally, for the immunogenicity test; Blood samples and sera will be collected on days 0, before vaccine injection, and on days 30, 60 and 150 after the first vaccine dose. Sera will be evaluated by Elisa assay against multiAAA and multiGPGPG proteins and Leishmania (L.) infantum lysate (2 pg/well), using anti-IgG, IgG1, IgG2, IgG3 and IgG4 antibodies for development. PBMC will be purified in Fycoll gradient on day 0, before vaccine injection and on days 30, 60 and 150 after the first dose.
[262] Os PBMC serão plaqueados com as vacinas multiepítopos e o lisado de promastigotas e incubados por 72 h a 30 °C e 5% de CO2. A secreção de citocinas nos sobrenadantes será avaliada com o kit Human Th17, 9 plex (IFN-g, TNF-αlfa, IL- 1 B, IL-2, IL-4, IL-6, IL-10, IL-12p70, IL-17A) - HTH17MAG-14K-09 e analisada usando o software Milliplex Analist 5.1 (Merck Millipore, Billerica, EUA) e com o kit Multi- species TGF[3 - Single Plex (TGF[31 ). [262] PBMC will be plated with multiepitope vaccines and promastigotes lysate and incubated for 72 h at 30 °C and 5% CO2. The secretion of cytokines in the supernatants will be evaluated with the Human Th17 kit, 9 plex (IFN-g, TNF-αlpha, IL-1B, IL-2, IL-4, IL-6, IL-10, IL-12p70, IL-17A) - HTH17MAG-14K-09 and analyzed using the Milliplex Analyzer 5.1 software (Merck Millipore, Billerica, USA) and the Multispecies TGF[3 - Single Plex (TGF[31) kit.
[263] Adicionalmente, será realizada a marcação intracelular de citocinas, cultivando os PBMCs in vitro com 10 pg / ml de lisado de promastigotas, ou proteínas multiAAA ou multiGPGPG, durante 6 h, seguido da adição de Brefeldin A e uma incubação adicional durante 12 h. As células serão coradas para marcadores de superfície CD3, CD4, e CD8, e posteriormente para a expressão intracelular de citocinas IL-2, TNF-α e IFN-y. Os eventos serão adquiridos em um citometro de fluxo BD FACSCanto II ™ e os dados analisados com o software FlowJo (boolean gain). [263] In addition, intracellular labeling of cytokines will be performed, cultivating the PBMCs in vitro with 10 pg / ml of promastigotes lysate, or multiAAA or multiGPGPG proteins, for 6 h, followed by the addition of Brefeldin A and an additional incubation for 12 H. Cells will be stained for surface markers CD3, CD4, and CD8, and later for the intracellular expression of cytokines IL-2, TNF-α and IFN-y. Events will be acquired on a BD FACSCanto II™ flow cytometer and data analyzed with FlowJo software (boolean gain).
[264] Aos 150 dias após a primeira injeção, após a coleta de sangue e soro, será aplicada uma IDR com lisado de Leishmania nos indivíduos vacinados e nos tratados com placebo de solução salina, e o tamanho do endurecimento avaliado até 72h após injeção. Os testes de Kruskall-Wallis e Mann-Whitney serão utilizados para comparação o teste de correlação bicaudal de Spearman será utilizado para análise de correlação usando o software Graph Pad Prism 9. [264] At 150 days after the first injection, after collecting blood and serum, an IDR with Leishmania lysate will be applied to vaccinated individuals and those treated with saline placebo, and the size of the induration will be evaluated up to 72 hours after injection. Kruskall-Wallis and Mann-Whitney tests will be used for comparison and Spearman's two-tailed correlation test will be used for correlation analysis using Graph Pad Prism 9 software.
Breve descrição das Figuras Brief description of the Figures
[265] Figura 1. Análise da resposta humoral sérica aos epítopos da NH36. Os níveis de anticorpos anti-lgG, lgG1 , lgG2, lgG3 e lgG4 contra os epitopos 1 -2014 (SEQ ID NO:1 ), 2-2014 (SEQ ID NO:2), 3-2014 (SEQ ID N0:3), 1 -2018 (SEQ ID N0:4), 3-2018 (SEQ ID N0:5), 5-2018 (SEQ ID N0:6), 7-2018 (SEQ ID N0:7), 9-2018 (SEQ ID N0:8), 11 -2018 (SEQ ID N0:9), 13-2018 (SEQ ID NQ:10), 15-2018 (SEQ ID N0:11 ) e 17-2018 (SEQ ID NO: 12) foram avaliados através de um ensaio de ELISA usando soro de indivíduos curados de LV (n=10), assintomáticos DTH+ (n=10) e de controles sadios de área não endêmica (n=7). Os asteriscos representam diferenças significativas entre as absorbâncias dos pacientes e dos seus respectivos controles sadios (ANOVA) com o teste de Sidak para comparações múltiplas. [265] Figure 1. Analysis of serum humoral response to NH36 epitopes. Anti-IgG, IgG1, IgG2, IgG3 and IgG4 antibody levels against epitopes 1 -2014 (SEQ ID NO:1), 2-2014 (SEQ ID NO:2), 3-2014 (SEQ ID NO:3), 1-2018 (SEQ ID NO:4), 3-2018 (SEQ ID NO:5 ), 5-2018 (SEQ ID N0:6), 7-2018 (SEQ ID N0:7), 9-2018 (SEQ ID N0:8), 11-2018 (SEQ ID N0:9), 13-2018 ( SEQ ID NQ:10), 15-2018 (SEQ ID N0:11) and 17-2018 (SEQ ID NO:12) were evaluated by an ELISA assay using serum from asymptomatic VL-cured individuals (n=10). DTH+ (n=10) and healthy controls from a non-endemic area (n=7). Asterisks represent significant differences between the absorbances of patients and their respective healthy controls (ANOVA) with the Sidak test for multiple comparisons.
[266] Figura 2. Análise da resposta humoral sérica aos epítopos da NH36. “Heatmap” representando as médias das absorbâncias de cada tipo e subtipo de anticorpo em resposta aos epítopos: 1 -2014 (SEQ ID NO:1 ), 2-2014 (SEQ ID NO:2), 3-2014 (SEQ ID NO:3), 1 -2018 (SEQ ID NO:4), 3-2018 (SEQ ID NO:5), 5-2018 (SEQ ID NO:6), 7-2018 (SEQ ID NO:7), 9-2018 (SEQ ID NO:8), 11 -2018 (SEQ ID NO:9), 13- 2018 (SEQ ID NQ:10), 15-2018 (SEQ ID NO:11 ) e 17-2018 (SEQ ID NO:12). Avaliou- se a resposta de anticorpos anti-lgG, IgG 1 , lgG2, lgG3 e lgG4 de soros de indivíduos curados de LV (n=10), assintomáticos DTH+ (n=10) e de controles sadios de área não endêmica (n=7). [266] Figure 2. Analysis of serum humoral response to NH36 epitopes. “Heatmap” representing the mean absorbances of each type and subtype of antibody in response to the epitopes: 1 -2014 (SEQ ID NO:1 ), 2-2014 (SEQ ID NO:2), 3-2014 (SEQ ID NO: 3), 1-2018 (SEQ ID NO:4), 3-2018 (SEQ ID NO:5), 5-2018 (SEQ ID NO:6), 7-2018 (SEQ ID NO:7), 9-2018 (SEQ ID NO:8), 11-2018 (SEQ ID NO:9), 13-2018 (SEQ ID NO:10), 15-2018 (SEQ ID NO:11) and 17-2018 (SEQ ID NO:12 ). The anti-lgG, IgG 1 , IgG2, IgG3 and IgG4 antibody response was evaluated in sera from individuals cured of VL (n=10), asymptomatic DTH+ (n=10) and healthy controls from a non-endemic area (n= 7).
[267] Figura 3. Estratégia de gate para análise dos linfócitos T CD4+ e TCD8+ multifuncionais. Inicialmente pode-se observar a população de células viáveis (a), a partir dessa população selecionou-se a população de linfócitos totais utilizando os parâmetros FSC x SSC (b), dentro dessa população selecionamos somente os linfócitos T CD3+ (c), e em seguida os linfócitos TCD3+ CD4+ e TCD3+TCD8+ (d), a partir dessas populações de linfócitos CD4+ e CD8+ excluiu-se aqueles que foram duplo positivos para CCR7+ CD45RA+ (células T virgens) e selecionou-se somente linfócitos efetores e de memória (e), e dentro dessa população avaliamos a produção de citocinas pró-inflamatórias IL-2, TNF-α e IFN-y (f) e suas possíveis combinações através da análise do Boolean Gate. [267] Figure 3. Gate strategy for analysis of multifunctional CD4+ and TCD8+ T lymphocytes. Initially, the population of viable cells can be observed (a), from this population the population of total lymphocytes was selected using the parameters FSC x SSC (b), within this population we selected only CD3+ T lymphocytes (c), and then the TCD3+ CD4+ and TCD3+TCD8+ lymphocytes (d), from these populations of CD4+ and CD8+ lymphocytes, those that were double positive for CCR7+ CD45RA+ (naive T cells) were excluded, and only effector and memory lymphocytes were selected ( e), and within this population we evaluated the production of pro-inflammatory cytokines IL-2, TNF-α and IFN-y (f) and their possible combinations through Boolean Gate analysis.
[268] Figura 4. Percentual de linfócitos CD3+ (a), CD3+CD4+ (b) e CD3+CD8+ (c). Estas frequências foram avaliadas em PBMC de controles sadios (n=10), pacientes curados de LV (D180) (n=10) e indivíduos DTH+ (n=10) frente ao estímulo com os epítopos da NH36 1 -2014 (SEQ ID NO:1 ), 2-2014 (SEQ ID NO:2), 3-2014 (SEQ ID NO:3), 1 -2018 (SEQ ID NO:4), 3-2018 (SEQ ID NO:5), 5-2018 (SEQ ID NO:6), 7-2018 (SEQ ID NO:7), 9-2018 (SEQ ID NO:8), 11 -2018 (SEQ ID NO:9), 13- 2018 (SEQ ID NQ:10), 15-2018 (SEQ ID NO:11 ) e 17-2018 (SEQ ID N0:12) (25pg/ml), e o antígeno solúvel de Leishmania (SLA) 10|_ig/ml. [268] Figure 4. Percentage of CD3+ lymphocytes (a), CD3 + CD4 + (b) and CD3 + CD8 + (c). These frequencies were evaluated in PBMC from healthy controls (n=10), cured VL patients (D180) (n=10) and DTH+ individuals (n=10) when challenged with the NH36 epitopes 1 -2014 (SEQ ID NO :1 ), 2-2014 (SEQ ID NO:2), 3-2014 (SEQ ID NO:3), 1-2018 (SEQ ID NO:4), 3-2018 (SEQ ID NO:5), 5- 2018 (SEQ ID NO:6), 7-2018 (SEQ ID NO:7), 9-2018 (SEQ ID NO:8), 11 -2018 (SEQ ID NO:9), 13- 2018 (SEQ ID NQ:10), 15-2018 (SEQ ID NO:11) and 17-2018 (SEQ ID N0:12) (25pg/ml), and Leishmania Soluble Antigen (SLA) 10|_ig/ml .
[269] Figura 5. Frequências de linfócitos T CD4+ secretores de uma única citocina (IL-2, TNF-α ou IFN-y). Estas frequências foram avaliadas em PBMC de indivíduos sadios (n=6), pacientes curados de LV (D180) (n=10) e indivíduos DTH+ (n=10) frente ao estímulo com os epítopos sintéticos da NH36 1 -2014 (SEQ ID NO: 1 ), 2-2014 (SEQ ID NO:2), 3-2014 (SEQ ID NO:3), 1 -2018 (SEQ ID NO:4), 3-2018 (SEQ ID NO:5), 5-2018 (SEQ ID NO:6), 7-2018 (SEQ ID NO:7), 9-2018 (SEQ ID NO:8), 11 - 2018 (SEQ ID NO:9), 13-2018 (SEQ ID NQ:10), 15-2018 (SEQ ID NO:11 ) e 17-2018 (SEQ ID NO: 12) (25pg/ml) e SLA (10pg/ml). Os resultados estão representados como médias + SE. Para a análise estatística foi utilizado o teste de Intervalo de confiança 95%. [269] Figure 5. Frequencies of CD4+ T lymphocytes secreting a single cytokine (IL-2, TNF-α, or IFN-y). These frequencies were evaluated in PBMC from healthy individuals (n=6), cured VL patients (D180) (n=10) and DTH+ individuals (n=10) when stimulated with the synthetic epitopes of NH36 1 -2014 (SEQ ID NO: 1 ), 2-2014 (SEQ ID NO:2), 3-2014 (SEQ ID NO:3), 1-2018 (SEQ ID NO:4), 3-2018 (SEQ ID NO:5), 5 -2018 (SEQ ID NO:6), 7-2018 (SEQ ID NO:7), 9-2018 (SEQ ID NO:8), 11 - 2018 (SEQ ID NO:9), 13-2018 (SEQ ID NO:9) :10), 15-2018 (SEQ ID NO:11) and 17-2018 (SEQ ID NO:12) (25pg/ml) and SLA (10pg/ml). Results are represented as means + SE. For statistical analysis, the 95% confidence interval test was used.
[270] Figura 6. Frequências de linfócitos T CD4+ secretores de duas citocinas (IL-2 e TNF-α; TNF-α e IFN-y ou IL-2 e IFN-y). Estas frequências foram avaliadas em PBMC de indivíduos sadios (n=6), pacientes curados de LV (D180) (n=10) e indivíduos DTH+ (n=10) frente ao estímulo com os epítopos sintéticos da NH36 1 -2014 (SEQ ID NO:1 ), 2-2014 (SEQ ID NO:2), 3-2014 (SEQ ID NO:3), 1 -2018 (SEQ ID NO:4), 3-2018 (SEQ ID NO:5), 5-2018 (SEQ ID NO:6), 7-2018 (SEQ ID NO:7), 9-2018 (SEQ ID NO:8), 11 -2018 (SEQ ID NO:9), 13-2018 (SEQ ID NQ:10), 15-2018 (SEQ ID NO:11 ) e 17-2018 (SEQ ID NO: 12) (25pg/ml) e SLA (10pg/ml). Os resultados estão representados como médias + SE. Para a análise estatística foi utilizado o teste de Intervalo de confiança 95%. [270] Figure 6. Frequencies of CD4+ T lymphocytes secreting two cytokines (IL-2 and TNF-α; TNF-α and IFN-y or IL-2 and IFN-y). These frequencies were evaluated in PBMC from healthy individuals (n=6), cured VL patients (D180) (n=10) and DTH+ individuals (n=10) when stimulated with the synthetic epitopes of NH36 1 -2014 (SEQ ID NO:1 ), 2-2014 (SEQ ID NO:2), 3-2014 (SEQ ID NO:3), 1-2018 (SEQ ID NO:4), 3-2018 (SEQ ID NO:5), 5 -2018 (SEQ ID NO:6), 7-2018 (SEQ ID NO:7), 9-2018 (SEQ ID NO:8), 11 -2018 (SEQ ID NO:9), 13-2018 (SEQ ID NO: :10), 15-2018 (SEQ ID NO:11) and 17-2018 (SEQ ID NO:12) (25pg/ml) and SLA (10pg/ml). Results are represented as means + SE. For statistical analysis, the 95% confidence interval test was used.
[271] Figura 7. Frequências de linfócitos T CD4+ secretores de três citocinas (IL-2, TNF-α e IFN-y). Estas frequências foram avaliadas em PBMC de indivíduos sadios (n=6), pacientes curados de LV (D180) (n=10) e indivíduos DTH+ (n=10) frente ao estímulo com epítopos sintéticos da NH36: 1 -2014 (SEQ ID NO:1 ), 2-2014 (SEQ ID NO:2), 3-2014 (SEQ ID NO:3), 1 -2018 (SEQ ID NO:4), 3-2018 (SEQ ID NO:5), 5-2018 (SEQ ID NO:6), 7-2018 (SEQ ID NO:7), 9-2018 (SEQ ID NO:8), 11 - 2018 (SEQ ID NO:9), 13-2018 (SEQ ID NQ:10), 15-2018 (SEQ ID NO:11 ) e 17-2018 (SEQ ID NO: 12) (25pg/ml) e SLA (10pg/ml). Os resultados estão representados como médias + SE. Para a análise estatística foi utilizado o teste de Intervalo de confiança 95%. [271] Figure 7. Frequencies of CD4+ T lymphocytes secreting three cytokines (IL-2, TNF-α and IFN-y). These frequencies were evaluated in PBMC from healthy individuals (n=6), cured VL patients (D180) (n=10) and DTH+ individuals (n=10) when stimulated with synthetic epitopes of NH36: 1 -2014 (SEQ ID NO:1 ), 2-2014 (SEQ ID NO:2), 3-2014 (SEQ ID NO:3), 1-2018 (SEQ ID NO:4), 3-2018 (SEQ ID NO:5), 5 -2018 (SEQ ID NO:6), 7-2018 (SEQ ID NO:7), 9-2018 (SEQ ID NO:8), 11 - 2018 (SEQ ID NO:9), 13-2018 (SEQ ID NO:9) :10), 15-2018 (SEQ ID NO:11) and 17-2018 (SEQ ID NO:12) (25pg/ml) and SLA (10pg/ml). Results are represented as means + SE. For statistical analysis, the 95% confidence interval test was used.
[272] Figura 8. Análise da resposta multiparamétrica de ICS dos linfócitos TCD3+CD4+ secretores de citocinas após incubação com os epítopos da NH36. “Heatmap” representando as médias das frequências de células T CD4+ secretoras de uma, duas ou três citocinas de indivíduos curados de LV (n=10), assintomáticos DTH+ (n=10) e de controles sadios de área não endêmica (n=7). [272] Figure 8. Analysis of the multiparametric ICS response of TCD3+CD4+ cytokine-secreting lymphocytes after incubation with NH36 epitopes. “Heatmap” representing the mean frequencies of CD4+ T cells secreting one, two or three cytokines from individuals cured of VL (n=10), asymptomatic DTH+ (n=10) and healthy controls from a non-endemic area (n=7 ).
[273] Figura 9. Frequências de linfócitos T CD8+ secretores de uma única citocina (IL-2, TNF-α ou IFN-y). Estas frequências foram avaliadas em PBMC de indivíduos sadios (n=6), pacientes curados de LV (D180) (n=10) e indivíduos DTH+ (n=10) frente ao estímulo com epítopos sintéticos da NH36: 1 -2014 (SEQ ID NO:1 ), 2-2014 (SEQ ID NO:2), 3-2014 (SEQ ID NO:3), 1 -2018 (SEQ ID NO:4), 3-2018 (SEQ ID NO:5), 5-2018 (SEQ ID NO:6), 7-2018 (SEQ ID NO:7), 9-2018 (SEQ ID NO:8), 11 - 2018 (SEQ ID NO:9), 13-2018 (SEQ ID NQ:10), 15-2018 (SEQ ID NO:11 ) e 17-2018 (SEQ ID NO: 12) (25pg/ml) e SLA (10pg/ml). Os resultados estão representados como médias + SE. Para a análise estatística foi utilizado o teste de Intervalo de confiança 95%. [273] Figure 9. Frequencies of CD8+ T lymphocytes secreting a single cytokine (IL-2, TNF-α, or IFN-y). These frequencies were evaluated in PBMC from healthy individuals (n=6), cured VL patients (D180) (n=10) and DTH+ individuals (n=10) when stimulated with synthetic epitopes of NH36: 1 -2014 (SEQ ID NO:1 ), 2-2014 (SEQ ID NO:2), 3-2014 (SEQ ID NO:3), 1-2018 (SEQ ID NO:4), 3-2018 (SEQ ID NO:5), 5 -2018 (SEQ ID NO:6), 7-2018 (SEQ ID NO:7), 9-2018 (SEQ ID NO:8), 11 - 2018 (SEQ ID NO:9), 13-2018 (SEQ ID NO:9) :10), 15-2018 (SEQ ID NO:11) and 17-2018 (SEQ ID NO:12) (25pg/ml) and SLA (10pg/ml). Results are represented as means + SE. For statistical analysis, the 95% confidence interval test was used.
[274] Figura 10. Frequências de linfócitos T CD8+ secretores de duas citocinas (IL-2 e TNF-α, TNF-α e IFN-y e IL-2 e IFN-y). Estas frequências forma avaliadas em PBMC de indivíduos sadios (n=6), pacientes curados de LV (D180) (n=10) e indivíduos DTH+ (n=10) frente ao estímulo com epítopos sintéticos da NH36: 1 -2014 (SEQ ID NO:1 ), 2-2014 (SEQ ID NO:2), 3-2014 (SEQ ID NO:3), 1 -2018 (SEQ ID NO:4), 3-2018 (SEQ ID NO:5), 5-2018 (SEQ ID NO:6), 7-2018 (SEQ ID NO:7), 9- 2018 (SEQ ID NO:8), 11 -2018 (SEQ ID NO:9), 13-2018 (SEQ ID NQ:10), 15-2018 (SEQ ID NO:11 ) e 17-2018 (SEQ ID NO:12) (25pg/ml) e SLA (10pg/ml). Os resultados estão representados como médias + SE. Para a análise estatística foi utilizado o teste de Intervalo de confiança 95%. [274] Figure 10. Frequencies of CD8+ T lymphocytes secreting two cytokines (IL-2 and TNF-α, TNF-α and IFN-y, and IL-2 and IFN-y). These frequencies were evaluated in PBMC of healthy individuals (n=6), cured VL patients (D180) (n=10) and DTH+ individuals (n=10) when stimulated with synthetic epitopes of NH36: 1 -2014 (SEQ ID NO:1 ), 2-2014 (SEQ ID NO:2), 3-2014 (SEQ ID NO:3), 1-2018 (SEQ ID NO:4), 3-2018 (SEQ ID NO:5), 5 -2018 (SEQ ID NO:6), 7-2018 (SEQ ID NO:7), 9-2018 (SEQ ID NO:8), 11 -2018 (SEQ ID NO:9), 13-2018 (SEQ ID NO:8) :10), 15-2018 (SEQ ID NO:11) and 17-2018 (SEQ ID NO:12) (25pg/ml) and SLA (10pg/ml). Results are represented as means + SE. For statistical analysis, the 95% confidence interval test was used.
[275] Figura 11. Frequências de linfócitos T CD8+ secretores de IL-2, TNF-α e IFN-y. Estas frequências foram avaliadas em PBMC de indivíduos sadios (n=6), pacientes curados de LV (D180) (n=10) e indivíduos DTH+ (n=10) forma encubados na presença de epítopos sintéticos da NH36: 1 -2014 (SEQ ID NO:1 ), 2-2014 (SEQ ID NO:2), 3-2014 (SEQ ID NO:3), 1 -2018 (SEQ ID NO:4), 3-2018 (SEQ ID NO:5), 5-2018 (SEQ ID NO:6), 7-2018 (SEQ ID NO:7), 9-2018 (SEQ ID NO:8), 11 -2018 (SEQ ID NO:9), 13-2018 (SEQ ID NQ:10), 15-2018 (SEQ ID NO:11 ) e 17-2018 (SEQ ID NO:12) (25pg/ml) e SLA (10pg/ml). Os resultados estão representados como médias + SE. Para a análise estatística foi utilizado o teste de Intervalo de confiança 95%. [275] Figure 11. Frequencies of CD8+ T lymphocytes secreting IL-2, TNF-α and IFN-y. These frequencies were evaluated in PBMC from healthy subjects (n=6), cured VL patients (D180) (n=10) and DTH+ subjects (n=10) incubated in the presence of synthetic epitopes of NH36: 1 -2014 (SEQ ID NO:1 ), 2-2014 (SEQ ID NO:2), 3-2014 (SEQ ID NO:3), 1-2018 (SEQ ID NO:4), 3-2018 (SEQ ID NO:5), 5-2018 (SEQ ID NO:6), 7-2018 (SEQ ID NO:7), 9-2018 (SEQ ID NO:8), 11 -2018 (SEQ ID NO:9), 13-2018 (SEQ ID NQ:10), 15-2018 (SEQ ID NO:11) and 17-2018 (SEQ ID NO:12) (25pg/ml) and SLA (10pg/ml). Results are represented as means + SE. For statistical analysis, the 95% confidence interval test was used.
[276] Figura 12. Análise da resposta multiparamétrica de ICS dos linfócitos TCD3+CD8+ secretores de citocinas após incubação com os epítopos da NH36. “Heatmap” representando as médias das frequências de células T CD4+ secretoras de uma, duas ou três citocinas de indivíduos curados de LV (n=10), assintomáticos DTH+ (n=10) e de controles sadios de área não endêmica (n=7). [276] Figure 12. Multiparametric ICS response analysis of TCD3+CD8+ cytokine-secreting lymphocytes after incubation with NH36 epitopes. “Heatmap” representing the mean frequencies of CD4+ T cells secreting one, two or three cytokines from individuals cured of VL (n=10), asymptomatic DTH+ (n=10) and healthy controls from a non-endemic area (n=7 ).
[277] Figura 13. Níveis de citocinas produzidas por PBMC’s de indivíduos DTH+ estimulados in vitro com os epítopos da NH36. Os PBMCs de indivíduos assintomáticos (n=6) foram incubados com 25pg/ml dos epítopos da NH36: 1 -2014 (SEQ ID NO:1 ), 2-2014 (SEQ ID NO:2), 3-2014 (SEQ ID NO:3), 1 -2018 (SEQ ID NO:4), 3-2018 (SEQ ID NO:5), 5-2018 (SEQ ID NO:6), 7-2018 (SEQ ID NO:7), 9-2018 (SEQ ID NO:8), 11 -2018 (SEQ ID NO:9), 13-2018 (SEQ ID NO:10), 15-2018 (SEQ ID NO:11 ) e 17-2018 (SEQ ID NO:12), com o antígeno solúvel de Leishmania (SLA) ou sem estímulo (controle) por um período de 72 horas e a secreção de citocinas foi mensurada no sobrenadante utilizando o ensaio Luminex. Para análise estatística foi utilizado o teste de IC 95%. [277] Figure 13. Levels of cytokines produced by PBMC's of DTH+ individuals stimulated in vitro with the epitopes of NH36. PBMCs from asymptomatic individuals (n=6) were incubated with 25pg/ml of the NH36 epitopes: 1 -2014 (SEQ ID NO:1 ), 2-2014 (SEQ ID NO:2), 3-2014 (SEQ ID NO: :3), 1-2018 (SEQ ID NO:4), 3-2018 (SEQ ID NO:5), 5-2018 (SEQ ID NO:6), 7-2018 (SEQ ID NO:7), 9- 2018 (SEQ ID NO:8), 11-2018 (SEQ ID NO:9), 13-2018 (SEQ ID NO:10), 15-2018 (SEQ ID NO:11) and 17-2018 (SEQ ID NO: 12), with soluble Leishmania antigen (SLA) or without stimulus (control) for a period of 72 hours, and cytokine secretion was measured in the supernatant using the Luminex assay. For statistical analysis, the 95% CI test was used.
[278] Figura 14. Predição das moléculas de HLA de classe II que ligam aos 27 alelos mais comuns dos genes DRB*1 , DRB*3, DRB*4 e DRB*5, DQA*1/DQB*1 e DPA*1/ DPB*1 humanos. Os epítopos da NH36 preditos para moléculas de HLA de classe II humanas foram analisados pelo programa IEDB recommended 2.22 com percentil rank < 10% (em amarelo) e < 20 % (em laranja). Os resultados mostram os menores valores de percentile rank com os quais as sequências ligadoras dentro dos epítopos se ligam as moléculas de HLA. [278] Figure 14. Prediction of HLA class II molecules that bind to the 27 most common alleles of the DRB*1, DRB*3, DRB*4 and DRB*5, DQA*1/DQB*1 and DPA*1 genes / human DPB*1. The NH36 epitopes predicted for human HLA class II molecules were analyzed by the IEDB recommended 2.22 program with percentile rank < 10% (in yellow) and < 20 % (in orange). The results show the lowest percentile rank values with which the linker sequences within the epitopes bind the HLA molecules.
[279] Figura 15. Teste da afinidade in vitro dos epítopos para HLA-classe II da NH36 pelas moléculas dos 27 alelos mais comuns dos genes DRB*1 , DRB*3, DRB*4 e DRB*5, DQA*1/DQB*1 e DPA*1/DPB*1 humanos. Este teste analisa a capacidade dos epítopos de inibir a ligação de uma sonda peptídica radiativa, a moléculas MHC purificadas. As concentrações de IC50 < a 1000 ηM, representadas em negrito, indicam as afinidades mais altas de um epítopo para cada receptor HLA. Os signos negativos indicam valores IC50 > 30000 ηM. A cor verde nos alelos DRB1 *01 :01 e DRB*1 15:01 mostra a sua associação com o fenótipo PROTETOR; a cor rosa no alelo DQB1 *05:01 mostra a sua associação com o fenótipo de RISCO INTERMEDIÁRIO e a cor vermelha no alelo DQB1 *02:01 mostra a sua associação com o RISCO ELEVADO para LV. [279] Figure 15. In vitro affinity test of epitopes for HLA-class II of NH36 by the molecules of the 27 most common alleles of the genes DRB*1, DRB*3, DRB*4 and DRB*5, DQA*1/DQB *1 and human DPA*1/DPB*1. This test analyzes the ability of epitopes to inhibit the binding of a radioactive peptide probe to purified MHC molecules. IC50 concentrations < to 1000 ηM, represented in bold, indicate the highest affinities of an epitope for each HLA receptor. Negative signs indicate IC50 values > 30000 ηM. The green color in the DRB1 *01 :01 and DRB*1 15:01 alleles shows their association with the PROTECTOR phenotype; the pink color on the DQB1 *05:01 allele shows its association with the INTERMEDIATE RISK phenotype and the red color on the DQB1 *02:01 allele shows its association with the ELEVATED RISK for VL.
[280] Figura 16. Identificação das sequências ligadoras de moléculas HLA de classe I, dentro do epítopos para classe II da NH36. As sequências dos epítopos para MHC Classe II da NH36 foram analisadas pelo programa “MHC Class I Binding predictions” do IEDB Database, NetMHCpan EL 4.1. Obtivemos: 1 ) o número predito de sequências ligadoras em cada epitopo, 2) o número de alelos associados com essas sequencias e 3) o número de sequencias ligadoras promíscuas dentro de cada epitopo. [280] Figure 16. Identification of the linker sequences of HLA class I molecules within the epitopes for class II of NH36. The epitope sequences for MHC Class II from NH36 were analyzed by the “MHC Class I Binding predictions” program from the IEDB Database, NetMHCpan EL 4.1. We obtained: 1) the predicted number of linker sequences in each epitope, 2) the number of alleles associated with these sequences, and 3) the number of promiscuous linker sequences within each epitope.
[281] Figura 17. Cobertura populacional dos epítopos mundial para moléculas HLA de classe I e II. As predições foram realizadas usando a ferramenta do IEDB Database http://tools.iedb.org/population, considerando as frequências de alelos na população mundial baseada no “Allele Frequencies database” (http://www.allelefreguencies.net/). As colunas a direita mostram os valores das coberturas populacionais mundiais para cada epitopo. [281] Figure 17. Worldwide epitope population coverage for HLA class I and II molecules. Predictions were performed using the IEDB Database http://tools.iedb.org/population tool, considering the allele frequencies in the world population based on the “Allele Frequencies database” (http://www.allelefreguencies.net/). Columns on the right show the values of world population coverage for each epitope.
[282] Figura 18. Cobertura populacional mundial para moléculas HLA de classe I. As predições foram realizadas usando a ferramenta do IEDB Database Population coverage Class I separate (http://tools.iedb.org/population,) considerando as frequências de alelos na população mundial baseada no “Allele Frequencies database”. O gráfico de barras mostra o número de combinações de sequencias e moléculas HLA "reconhecidas" por diferentes frações da população. Em 90% dos indivíduos, espera-se que pelo menos 3,19 epítopos serão reconhecidos (PC90). [282] Figure 18. Worldwide population coverage for HLA class I molecules. Predictions were performed using the IEDB Database Population coverage Class I separate tool (http://tools.iedb.org/population,) considering allele frequencies in the world population based on the “Allele Frequencies database”. The bar graph shows the number of sequence combinations and HLA molecules "recognized" by different fractions of the population. In 90% of individuals, it is expected that at least 3.19 epitopes will be recognized (PC90).
[283] Figura 19. Cobertura populacional mundial para moléculas HLA de classe II. As predições foram realizadas usando a ferramenta do IEDB Database As predições foram realizadas usando a ferramenta do IEDB Database Population coverage, Class II separate (http://tools.iedb.org/population). As barras mostram qual é a proporção de indivíduos da população que reconhecerá um epitopo para molécula de classe II. A soma de todas as colunas chegará a 100%. Adicionalmente, espera- se que pelo menos 7,67 dos epítopos serão reconhecidos por 90 % da população mundial (PC90). [283] Figure 19. Worldwide population coverage for HLA class II molecules. Predictions were performed using the IEDB Database tool Predictions were performed using the IEDB Database tool Population coverage, Class II separate (http://tools.iedb.org/population). The bars show what proportion of individuals in the population will recognize an epitope for a class II molecule. The sum of all columns will add up to 100%. Additionally, it is expected that at least 7.67 of the epitopes will be recognized by 90% of the world's population (PC90).
[284] Figura 20. Tipagem do DNA dos pacientes estudados pra os genes HLA- A,B,C, HLA DQA e DQB, HLA-DPA e DPB e HLA-DR1 , DR3, DR4 e DR5. Amostras de DNA dos pacientes DTH+ ou curados de LV foram extraídas de sangue e/ou medula óssea. Os alelos estão descritos com 4 dígitos e forma identificados pelo método de sequenciamento maciço em paralelo. Alelos em verde são associados a proteção e resistência natural contra LV. Alelos em vermelho estão associados com alto risco de contrair LV. [285] Figura 21. Modelo molecular da vacina multiepitopos multiAAA. A vacina é composta pelos epítopos geneticamente modificados através da adição de espaçadores de AAA (SEQ NO ID:31 ). O modelo molecular foi obtido com os programas Swiss modeler e Pymol, usando como base o modelo pdb 1 EZR (Crystal Structure of Nucleoside hydrolase from Leishmania major. doi: 10.2210/pdb1 EZR/pdb). A sequência da proteína MultiAAA com os espaçadores AAA em vermelho. A tabela atribui cores a cada sequência artificial ou epitopo modificado pela adição de três Alaninas. [284] Figure 20. DNA typing of the patients studied for the genes HLA-A,B,C, HLA DQA and DQB, HLA-DPA and DPB and HLA-DR1, DR3, DR4 and DR5. DNA samples from DTH+ or cured VL patients were extracted from blood and/or bone marrow. The alleles are described with 4 digits and were identified by the massive parallel sequencing method. Alleles in green are associated with protection and natural resistance against VL. Alleles in red are associated with a high risk of contracting VL. [285] Figure 21. Molecular model of the multi-AAA multiepitope vaccine. The vaccine is composed of the epitopes genetically modified through the addition of AAA spacers (SEQ NO ID:31). The molecular model was obtained with the Swiss modeler and Pymol programs, using the pdb 1 EZR (Crystal Structure of Nucleoside hydrolase from Leishmania major. doi: 10.2210/pdb1 EZR/pdb) model as a base. The MultiAAA protein sequence with the AAA spacers in red. The table assigns colors to each artificial sequence or epitope modified by the addition of three Alanines.
[286] Figura 22. Modelo molecular da vacina multiepitopos multiGPGPG. A vacina é composta pelos epítopos geneticamente modificados através da adição de espaçadores de GPGPG (SEQ NO ID:47). O modelo molecular foi obtido com os programas Swiss modeler e Pymol, usando como base o modelo pdb 1 EZR (Crystal Structure of Nucleoside hydrolase from Leishmania major. doi: 10.2210/pdb1 EZR/pdb). A sequência da proteína MultiGPGPG com os espaçadores GPGPG em vermelho. A tabela atribui cores a cada Sequência artificial ou epitopo modificado pela adição da sequência Glicina-Prolina-Glicina-Prolina- Glicina. [286] Figure 22. Molecular model of multiepitope multiGPGPG vaccine. The vaccine is composed of the genetically modified epitopes through the addition of GPGPG spacers (SEQ NO ID:47). The molecular model was obtained with the Swiss modeler and Pymol programs, using the pdb 1 EZR (Crystal Structure of Nucleoside hydrolase from Leishmania major. doi: 10.2210/pdb1 EZR/pdb) model as a base. The MultiGPGPG protein sequence with the GPGPG spacers in red. The table assigns colors to each artificial Sequence or epitope modified by the addition of the sequence Glycine-Proline-Glycine-Proline-Glycine.
[287] Figura 23. Representação esquemática da vacina multiepítopos MultiAAA. A vacina é composta por 12 sequências geneticamente modificadas pela adição do espaçador AAA e um último epitopo ligado a uma cauda de 6 Histidinas. Cada sequência representa um epitopo para células T CD4+ “helper”, que também contém epítopos para células T CD8+. [287] Figure 23. Schematic representation of MultiAAA multiepitope vaccine. The vaccine is composed of 12 sequences genetically modified by the addition of the AAA spacer and a last epitope linked to a tail of 6 Histidines. Each sequence represents an epitope for helper CD4+ T cells, which also contains epitopes for CD8+ T cells.
[288] Figura 24. Representação esquemática da vacina multiepítopos MultiGPGPG. A vacina é composta por 12 sequências geneticamente modificadas pela adição do espaçador GPGPG e um último epitopo ligado a uma cauda de 6 Histidinas. Cada sequência representa um epitopo para células T CD4+ “helper”. [288] Figure 24. Schematic representation of MultiGPGPG multiepitope vaccine. The vaccine is composed of 12 sequences genetically modified by the addition of the spacer GPGPG and a last epitope linked to a tail of 6 Histidines. Each sequence represents an epitope for helper CD4+ T cells.
[289] Figura 25. Expressão das proteínas MultiAAA e MultiGPGPG clonadas em E coli BI21 (DE3). Os resultados de SDSPAGE representam o perfil dos lisados bacterianos sem indução ou com indução à expressão com 0,5 mM, 0,75 mM ou 1 mM de IPTG. [289] Figure 25. Expression of cloned MultiAAA and MultiGPGPG proteins in E coli BI21 (DE3). SDSPAGE results represent the profile of bacterial lysates without or with induction of expression with 0.5 mM, 0.75 mM or 1 mM IPTG.
[290] Figura 26. Frequências de linfócitos T CD4+ mono-secretores de IL-2, ou IFN-y, e duplo-secretores de IL-2 e IFN-y. Estas frequências foram avaliadas em PBMC de um indivíduo assintomático frente ao estímulo com a proteína multiepítopos recombinante MultiAAA da NH36, composta, do extremo N ao extremo C-terminal, pela sequência de epítopos 1 -2018A(SEQ ID NO: 19), 3-2018A (SEQ ID NO:20), BL1A (SEQ ID NO:29), 1 -2014A (SEQ ID NO:16), 2-2014 (SEQ ID NO:17), 5-2018A (SEQ ID NO:21 ), BL2A (SEQ ID NO:30), 3-2014A (SEQ ID NO: 18), 7-2018A (SEQ ID NO:22), 9-2018A (SEQ ID NO:23), 11 -2018A (SEQ ID NO:24), 13-2018A (SEQ ID NO:25) e 15-17-2018A (SEQ ID NO:28) nas concentrações de 12,5 pg/ml, 25 pg/ml e 50 pg/ml). Como controle, os PBMC foram encubados na ausência de estimulo antigénico ou com SLA (10pg/ml). [290] Figure 26. Frequencies of IL-2 mono-secretor CD4+ T lymphocytes, or IFN-y, and IL-2 and IFN-y dual-secretors. These frequencies were evaluated in PBMC of an asymptomatic individual before the stimulus with the recombinant multiepitope protein MultiAAA from NH36, composed, from the N end to the C-terminus, by the epitope sequence 1 -2018A(SEQ ID NO:19), 3-2018A (SEQ ID NO:20), BL1A (SEQ ID NO:29), 1-2014A (SEQ ID NO:16), 2-2014 ( SEQ ID NO:17), 5-2018A (SEQ ID NO:21), BL2A (SEQ ID NO:30), 3-2014A (SEQ ID NO:18), 7-2018A (SEQ ID NO:22), 9 -2018A (SEQ ID NO:23), 11 -2018A (SEQ ID NO:24), 13-2018A (SEQ ID NO:25) and 15-17-2018A (SEQ ID NO:28) at concentrations of 12.5 pg/ml, 25 pg/ml and 50 pg/ml). As a control, PBMC were incubated in the absence of antigenic stimulus or with SLA (10pg/ml).

Claims

REIVINDICAÇÕES
1. Epítopos geneticamente modificados da NH36 caracterizados pelas sequências de aminoácidos de SEQ ID NO:16 ou SEQ ID NO:17 ou SEQ ID NO:18 ou SEQ ID NO:19 ou SEQ ID NQ:20 ou SEQ ID NO:21 ou SEQ ID NO:22 ou SEQ ID NO:23 ou SEQ ID NO:24 ou SEQ ID NO:25 ou SEQ ID NO:26 ou SEQ ID NO:27 ou SEQ ID NO:28 ou SEQ ID NO:29 ou SEQ ID NQ:30 ou SEQ ID NO:32 ou SEQ ID NO:33 ou SEQ ID NO:34 ou SEQ ID NO:35 ou SEQ ID NO:36 ou SEQ ID NO:37 ou SEQ ID NO:38 ou SEQ ID NO:39 ou SEQ ID NQ:40 ou SEQ ID NO:41 ou SEQ ID NO:42 ou SEQ ID NO:43 ou SEQ ID NO:44 ou SEQ ID NO:45 ou SEQ ID NO:46. 1. Genetically engineered NH36 epitopes characterized by the amino acid sequences of SEQ ID NO:16 or SEQ ID NO:17 or SEQ ID NO:18 or SEQ ID NO:19 or SEQ ID NO:20 or SEQ ID NO:21 or SEQ ID NO:22 or SEQ ID NO:23 or SEQ ID NO:24 or SEQ ID NO:25 or SEQ ID NO:26 or SEQ ID NO:27 or SEQ ID NO:28 or SEQ ID NO:29 or SEQ ID NQ :30 or SEQ ID NO:32 or SEQ ID NO:33 or SEQ ID NO:34 or SEQ ID NO:35 or SEQ ID NO:36 or SEQ ID NO:37 or SEQ ID NO:38 or SEQ ID NO:39 or SEQ ID NO:40 or SEQ ID NO:41 or SEQ ID NO:42 or SEQ ID NO:43 or SEQ ID NO:44 or SEQ ID NO:45 or SEQ ID NO:46.
2. Epítopos geneticamente modificados da NH36, conforme descrito na reivindicação 1 , caracterizados pela modificação genética ocorrer pela adição de espaçadores na porção terminal do epítopo sendo três resíduos de Alanina (AAA) ou resíduos de Glicina-Prolina-Glicina-Prolina-Glicina (GPGPG). 2. Genetically modified epitopes of NH36, as described in claim 1, characterized by the genetic modification occurring by the addition of spacers in the terminal portion of the epitope being three residues of Alanine (AAA) or residues of Glycine-Proline-Glycine-Proline-Glycine (GPGPG ).
3. Proteína multiepítopos geneticamente modificada caracterizada pela sequência de aminoácidos de SEQ ID NO:31 . 3. Genetically modified multiepitope protein characterized by the amino acid sequence of SEQ ID NO:31.
4. Proteína multiepítopos, conforme descrito na reivindicação 3, caracterizada por ser formada pela junção dos epítopos de SEQ ID NO:16 a SEQ ID NQ:30 ligados pelos espaçadores AAA contendo uma ou duas caudas de 6 histidinas terminais. 4. Multiepitope protein, as described in claim 3, characterized in that it is formed by joining the epitopes from SEQ ID NO:16 to SEQ ID NQ:30 linked by AAA spacers containing one or two tails of 6 terminal histidines.
5. Proteína multiepítopos geneticamente modificada caracterizada pela sequência de aminoácidos de SEQ ID NO:47. 5. Genetically modified multiepitope protein characterized by the amino acid sequence of SEQ ID NO:47.
6. Proteína multiepítopo, conforme descrito na reivindicação 5, caracterizada por ser formada pela junção dos epítopos de SEQ ID NO:32 a SEQ ID NO:46 ligados pelos espaçadores GPGPG contendo uma ou duas caudas de 6 histidinas terminais. 6. Multiepitope protein, as described in claim 5, characterized in that it is formed by joining the epitopes from SEQ ID NO:32 to SEQ ID NO:46 linked by GPGPG spacers containing one or two tails of 6 terminal histidines.
7. Proteínas multiepítopos, conforme descrito nas reivindicações 3 a 6, caracterizadas pela junção dos epítopos ocorrerem independente de ordem sequencial, podendo ocorrer repetição de um ou mais epítopos. 7. Multiepitope proteins, as described in claims 3 to 6, characterized by the junction of epitopes occurring regardless of sequential order, with the possibility of repetition of one or more epitopes.
8. Composição imunogênica caracterizada por conter pelo menos uma proteína multiepítopo, conforme descrito nas reivindicações 3 a 6, em concentrações de 10 a 200 pg, adjuvantes em concentrações de 50 a 120 pg, hidratados em 0,2 a 0,5 ml de solução salina NaCI 0.9% estéril. 8. Immunogenic composition characterized by containing at least one multiepitope protein, as described in claims 3 to 6, in concentrations of 10 to 200 pg, adjuvants in concentrations of 50 to 120 pg, hydrated in 0.2 to 0.5 ml of solution sterile 0.9% NaCl saline.
9. Uso da composição conforme descrito na reivindicação 8, caracterizada por ser para preparar uma vacina recombinante de proteína ou DNA ou sintética para prevenção, tratamento ou diagnóstico das leishmanioses humanas e animais. 9. Use of the composition as described in claim 8, characterized in that it is to prepare a recombinant protein or DNA or synthetic vaccine for the prevention, treatment or diagnosis of human and animal leishmaniasis.
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