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.
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
Nome | CH Semanal | Data inicial | Data final |
---|---|---|---|
CHRYSTIAN NUNES GONCALVES | |||
DANILLO DE OLIVEIRA DELLA SENTA | |||
FABRICIO ROCHEDO CONCEICAO | 3 | ||
ISABELA ORTIZ DE TUNES RAMOS | |||
LUCIANO DA SILVA PINTO | 5 |