Desenho, obtenção e validação in vitro de uma proteína recombinante multiepítopo fúngica para fins vacinais contra a esporotricose

Abstract

Os casos de doenças fúngicas invasivas estão aumentando, na medida que a população de risco se expande, como aqueles que possuem o sistema imune comprometido, pacientes com tuberculose, HIV, doenças pulmonares crônicas, câncer e diabetes mellitus, pacientes em unidades de tratamento intensivo, pacientes com tratamento de imunossupressores ou aqueles submetidos a procedimentos invasivos e uso de antibióticos de amplo espectro. Os grupos de risco e de alto impacto são compostos por Cryptococcus neoformans, Candida auris, Aspergillus fumigatus, Candida albicans, Histoplasma spp, Mucorales e Fusarium spp. Dentre as doenças fúngicas estão as micoses, como as causadas por Sporothrix spp, que são de interesse clínico em países subdesenvolvidos, pois compromete a pele e mucosas de gatos e humanos, estando presente globalmente e afetando, principalmente, regiões da América do Sul, como Brasil, Peru, Colômbia e Venezuela. A transmissão ocorre por inoculação traumática do fungo e por transmissão felino-humano sendo o Brasil, especialmente nas regiões sudeste e norte, uma área endêmica e de alto risco. O desenvolvimento de uma vacina contra a esporotricose representa uma necessidade sanitária urgente no Brasil, visando interromper o ciclo de transmissão zoonótica da doença. Os recentes avanços em imuno informática representam uma abordagem promissora para a identificação de candidatos vacinais de forma rápida e segura, sem a necessidade de cultivo do patógeno. Neste trabalho uma proteína quimérica de nome PSq foi desenhada baseada em epítopos não tóxicos e potencialmente imunogênicos, derivados das proteínas enolase, tioredoxina redutase e Gp70 de Sporothrix spp. A análise in sílico das propriedades físico-químicas e estruturais da proteína indica que ela é imunogênica, não tóxica e estruturalmente estável, sendo verificado as propriedades imunogênicas in vivo de 6 peptídeos que compõem a proteína. Os resultados mostram que os peptídeos encapsulados em lipossomas induziram títulos de anticorpos IgG antígenos específicos e um perfil de resposta Th1 que justificam o uso da PSq. Assim, os resultados obtidos validam que a PSq seja um possível candidato para imunoprofilaxia contra a esporotricose.

The incidence of invasive fungal diseases has been increasing as the population at risk expands, including individuals with compromised immune systems, patients with tuberculosis or HIV infection, chronic pulmonary diseases, cancer, and diabetes mellitus, as well as patients admitted to intensive care units, those undergoing immunosuppressive therapies, or individuals subjected to invasive medical procedures and prolonged use of broad-spectrum antibiotics. Fungal pathogens of high clinical impact include Cryptococcus neoformans, Candida auris, Aspergillus fumigatus, Candida albicans, Histoplasma spp., Mucorales, and Fusarium spp. Among fungal diseases, mycoses caused by Sporothrix spp. are of particular clinical relevance in developing countries, as they affect the skin and mucosal tissues of both humans and cats. Sporotrichosis has a global distribution but predominantly impacts regions of South America, including Brazil, Peru, Colombia, and Venezuela. Transmission occurs mainly through traumatic inoculation of the fungus and through zoonotic transmission from cats to humans. Brazil, especially its southeastern and northern regions, is considered an endemic area with a high risk of transmission. Consequently, the development of a vaccine against sporotrichosis represents an urgent public health need in Brazil, aiming to interrupt the zoonotic transmission cycle of the disease. Recent advances in immunoinformatics represent a promising approach for the rapid and safe identification of vaccine candidates, without the need for pathogen cultivation. In this study, a chimeric protein named PSq was designed based on non-toxic and potentially immunogenic epitopes derived from the enolase, thioredoxin reductase, and Gp70 proteins of Sporothrix spp. In silico analyses of the physicochemical and structural properties of PSq indicated that the protein is immunogenic, non-toxic, and structurally stable. In addition, the immunogenic properties of six peptides composing the chimeric protein were evaluated in vivo. The results demonstrated that peptides encapsulated in liposomes induced antigen-specific IgG antibody titers and a Th1-biased immune response, supporting the use of PSq. Overall, these findings suggest that PSq represents a promising candidate for immunoprophylaxis against sporotrichosis.