Nome do Projeto
Lectinas como ferramenta de entrega de vacinas veterinárias
Ênfase
Pesquisa
Data inicial - Data final
20/02/2025 - 20/07/2027
Unidade de Origem
Coordenador Atual
Área CNPq
Ciências Biológicas
Resumo
Embora a vacinação em larga escala continue sendo o método mais eficaz para prevenir perdas em animais de produção causadas por doenças infecciosas, muitas das vacinas disponíveis atualmente apresentam limitações quanto à eficácia e segurança. As vacinas veterinárias convencionais, especialmente aquelas que utilizam patógenos vivos atenuados ou inativados, podem estimular uma resposta imunológica menos robusta e oferecer menor proteção contra determinadas variantes. No caso das vacinas atenuadas, ainda existe o risco de reversão à forma virulenta, além da possibilidade de causar imunossupressão em animais vulneráveis. Dessa forma, as vacinas recombinantes emergem como uma solução promissora, proporcionando uma abordagem mais eficiente, prática e segura para a imunização animal. Sistemas de entrega na forma de adjuvantes, podem potencializar as respostas imunológicas provocadas pela administração de antígenos, seja protegendo o antígeno ou direcionando-o especificamente ao alvo desejado, assim intensificando a resposta imune gerada pelo antígeno recombinante. Uma estratégia para o direcionamento de antígenos envolve o uso de moléculas como as lectinas, que desempenham um papel crucial ao reconhecer glicanos presentes em receptores celulares. Essa interação contribui significativamente para o fortalecimento da resposta imunológica quando os antígenos são administrados. Além disso, as lectinas são essenciais na resposta imune inata de diversos animais, facilitando tanto a adesão quanto o reconhecimento de patógenos. Dada a capacidade das lectinas de potencializar a resposta imunológica, surge a possibilidade de utilizar sistemas de entrega de antígenos combinados com lectinas como adjuvantes. Vários microrganismos são empregados como hospedeiros para a apresentação de peptídeos ou proteínas recombinantes em suas superfícies celulares. A bactéria Gram-negativa Escherichia coli é o hospedeiro mais utilizado, principalmente devido à sua habilidade de produzir proteínas recombinantes em grandes quantidades e à sua facilidade de manipulação genética. Uma doença que pode se beneficiar dessa estratégia, e que será usada como modelo de estudo nos experimentos deste projeto, é a enterite necrótica (ENA). A ENA é uma doença infecciosa entérica de origem multifatorial, de grande relevância, cuja causa está associada à infecção pela bactéria Clostridium perfringens dos tipos A e G, ocorrendo em situações de desequilíbrio da microbiota intestinal e/ou comprometimento da imunidade do animal. Diante disso, este estudo tem como objetivo avaliar a utilização de uma quimera antigênica composta por domínios de três toxinas altamente imunogênicas de Clostridium perfringens, unidas por um linker rígido a duas lectinas, denominadas Lec1 e Lec2. Além disso, será analisada outra construção recombinante, na qual a lectina Lec1 foi incorporada à proteína de fusão Lpp-OmpA, um sistema de exibição de superfície bacteriana. O intuito é avaliar a capacidade dessa lectina de direcionar o antígeno ao seu local-alvo. Assim, busca-se desenvolver diferentes imunógenos vacinais para a profilaxia de diferentes doenças veterinárias, avaliando a proteção e as respostas imunológicas humoral e celular induzidas com o objetivo de criar uma vacina eficaz contra estas enfermidades. Para isso, as construções recombinantes serão expressas na cepa BL21 (DE3) STAR de E. coli e inativadas com formaldeído para a formulação da vacina não purificada. As proteínas purificadas serão obtidas por meio de cromatografia de afinidade ao níquel.

Objetivo Geral

Avaliar diferentes protótipos vacinais destinados ao controle e profilaxia para diferentes doenças veterinárias incorporando lectinas como sistema de entrega e adjuvante em formulações vacinais em modelo animal.

Justificativa

Como a maioria dos patógenos invadem os organismos por meio de superfícies mucosas, a aplicação de vacinas inativadas por essas mesmas vias poderia aumentar a eficiência da proteção contra muitos desses agentes infecciosos. Contudo, um dos maiores desafios para o desenvolvimento de vacinas inativadas administradas por via mucosa é a ausência de adjuvantes que sejam ao mesmo tempo estáveis no trato gastrointestinal, seguros e eficazes. Globalmente, a ENA acarreta prejuízos econômicos significativos para a indústria avícola, estimados em até US$ 6 bilhões por ano, devido às perdas que podem chegar a 33% na produção (YUAN et al., 2022). Essa situação é ainda mais preocupante considerando que o setor avícola no Brasil, abrangendo desde a criação até a distribuição, representa a quinta maior atividade produtiva do país. Em 2020, registrou-se uma produção de 13.845 milhões de toneladas de carne de frango, apresentando um crescimento de 4,5% em relação ao ano anterior. Diversos estudos têm sido realizados com o objetivo de desenvolver métodos para controlar essa doença. No entanto, atualmente não há vacinas comerciais disponíveis para a prevenção e controle da ENA, apenas vacinas experimentais, e nenhuma delas oferece 100% de proteção aos animais. Assim, são necessários estudos mais rigorosos e de rápida evolução para o controle efetivo da doença.

Metodologia

Para este estudo, inicialmente serão construídos genes sintéticos para expressão heteróloga de antígenos vacinais fusionados às lectinas para o direcionamento destes às células m da placas de peyer do intestino de aves. Os genes serão clonados em vetor de expressão em bactérias, caracterizados por diferentes testes de expressão, purificação e testes bioquímicos e biotecnológicos. A produção e purificação seguirá técnicas convencionais de produção de proteínas recombinantes em Escherichia coli. Os ensaios com animais seguirá metodologia própria para cada modelo, mas destacamos que serão utilizados camundongos fêmeas e/ou machos da linhagem BALB/c com 6-8 semanas, conforme a disponibilidade do Biotério Central da UFPel. para os ensaios de conversão imunológicos e frangos para os ensaios de potencia da vacina e direcionamento alvo específico. Em ambos experimentos do presente projeto, os animais serão vacinados via oral (por gavagem). Dez animais de cada grupo do experimento 1 serão submetidos a desafio com 2x a DL50 com a cepa de desafio de C. perfringens tipo G após a última imunização.
Todos os esforços serão realizados para diminuir o sofrimento dos animais. A eutanásia será realizada com o anestésico isoflurano (como citado nos tópicos abaixo) quando percebido nível irreversível da infecção no caso de animais desafiados (Experimento 1) minimizando estresse e dor dos animais infectados.

Indicadores, Metas e Resultados

Espera-se som este projeto obter um sistema de entrega para vacinas orais capaz de direcionar os antígenos para as células M. Assim, como resultado principal, espera-se também uma vacina mais eficaz contra Enterite necrótica aviária.

Equipe do Projeto

NomeCH SemanalData inicialData final
CHRYSTIAN NUNES GONCALVES
DANILLO DE OLIVEIRA DELLA SENTA
FABRICIO ROCHEDO CONCEICAO3
ISABELA ORTIZ DE TUNES RAMOS
LUCIANO DA SILVA PINTO5

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