Vacina de glutationa s-transferases como estratégia de controle de carrapato

Abstract

A glutationa S-transferase (GST) constitui uma superfamília de enzimas que desempenham um papel na desintoxicação de compostos endógenos e exógenos. Portanto, em carrapatos, presume-se que as GSTs promovam resistência aos acaricidas e demonstrem induzir proteção cruzada parcial contra carrapatos. Esta tese teve como objetivo constituir uma vacina baseada em GST multi-antígeno para proteção de diferentes espécies de carrapatos. Os antígenos constituintes do coquetel (antígeno) foram selecionados com base na reatividade do soro anti-rGST com antígenos rGST homólogos e heterólogos de Rhipicephalus appendiculatus (rGST-Ra), Rhipicephalus decoloratus (rGST-Rd), Amblyomma variegatum (rGST-Av), Rhipicephalus microplus (rGST-Rm) e Haemaphysalis longicornis (rGST-Hl). Subsequentemente, usando algoritmos baseados em sequência e em estruturas, foram previstos os soros anti-rGST epítopos de células B de reação cruzada nas sequências de GST. Além disso, a imunogenicidade dos péptidos correspondentes ao epítopo foi validada in vivo. Investigou-se o potencial das vacinas em induzir proteção contra a infestação de Rhipicephalus sanguineus e R. appendiculatus em coelhos. Os candidatos para a constituição dos coquetéis foram os antígenos rGST-Rd, rGST-Av e rGST-Hl. Particularmente, o coquetel 1 foi constituído por rGST-Av, rGST-Rd e rGST-Hl, enquanto o coquetel 2 por rGST-Av e rGST-Rd. Semelhante ao rGST-Hl, os coquetéis 1 e 2 tiveram impacto nos parâmetros biológicos (número e peso dos carrapatos, peso e fertilidade dos ovos) da infestação dos coelhos por R. appendiculatus. No entanto, uma diferença estatística no número de carrapatos (12,28%) e postura (37,17%) foi induzida apenas com o coquetel 1 e GST-Hl, respectivamente. O coquetel 2 impactou ainda mais os parâmetros biológicos: número de carrapatos (37,29%) e peso de ovos (2,49%), da infestação por R. sanguineus. Além disso, os epítopos de GST de células B previstos foram localizados na superfície dos modelos de GST e os peptídeos correspondentes induziram uma resposta imune nos coelhos. Além disso, os soros anti-rGST reagiram contra o conjugado BSA-peptídeo correspondente. Estes dados sugerem que um multi-antígeno pode ser constituído com base nos epítopospeptídeos. Por fim, os coquetéis constituídos podem induzir proteção contra os carrapatos de importância econômica para a Uganda, África (R. decoloratus, R. appendiculatus e A. variegatum) e o Brasil, América do Sul (R. microplus).

Glutathione S-transferase (GST) constitute a superfamily of enzymes that play a role in detoxifying endogenous and exogenous compounds. Hence, in ticks, GSTs are presumed to foster acaricide resistance and are shown to induce partial cross-protection against ticks. This thesis, therefore, aimed to constitute a multi-antigen GST based vaccine toward multiple tick specie protection. The cocktail (multi-antigen) constituent antigens were selected based on the anti-rGST sera reactivity with homologous and heterologous rGST antigens of Rhipicephalus appendiculatus (rGST-Ra), Rhipicephalus decoloratus (rGSTRd), Amblyomma variegatum (rGST-Av), Rhipicephalus microplus (rGST-Rm) and Haemaphysalis longicornis (rGST-Hl). Subsequently, using sequence and structural-based algorithms, the anti-rGST sera cross-reacting B-cell epitopes within the GST sequences were predicted. Additionally, the immunogenicity of the epitope corresponding peptides was validated in vivo. The potential of the cocktail vaccines to induce protection against Rhipicephalus sanguineus and R. appendiculatus rabbit infestation was investigated. The candidates for constituting the cocktails were rGST-Rd, rGST-Av and rGST-Hl antigens. Particularly, cocktail 1 and cocktail 2 were made up of rGST-Av, rGST-Rd and rGST-Hl and rGST-Av and rGST-Rd, respectively. Similar to rGST-Hl, cocktail 1 and 2 impacted on the biological parameters (tick number, tick weight, egg weight, fertility) of R. appendiculatus rabbit infestation. However, a statistical difference in tick number (12.28%) and egg laying (37.17%) was only induced with cocktail 1 and GST-Hl respectively. Cocktail 2 further impacted on the biological parameters: tick number (37.29%) and egg weight (2.49%), of R. sanguineus rabbit infestation. Moreover, the predicted B-cell GST epitopes were located on the surface of the GST models and the corresponding peptides induced an immune response in rabbits. Furthermore, the anti-rGST sera reacted against the corresponding BSA-peptide conjugate. These data suggest that a multi-antigen could be constituted based on the epitope-peptides. Ultimately, the constituted cocktails could induce protection against the cattle ticks of economic significance to Uganda, Africa (R. decoloratus, R. appendiculatus and A. variegatum) and Brazil, Souther America (R. microplus).