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de Souza C, Lopes MD, De Oliveira FM, Passos MJF, Ferreira LCG, Faria BF, Villar JAFP, Junior MC, Taranto AG, Dos Santos LL, Fonseca CT, de Oliveira Lopes D. Rational selection of immunodominant and preserved epitope Sm043300e from Schistosoma mansoni and design of a chimeric molecule for biotechnological purposes. Mol Immunol 2017; 93:133-143. [PMID: 29175593 DOI: 10.1016/j.molimm.2017.11.019] [Citation(s) in RCA: 4] [Impact Index Per Article: 0.6] [Reference Citation Analysis] [Abstract] [Key Words] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 08/09/2017] [Revised: 11/12/2017] [Accepted: 11/19/2017] [Indexed: 12/18/2022]
Abstract
Human schistosomiasis is a neglected tropical disease of great importance in public health. A large number of people are infected with schistosomiasis, making vaccine development and effective diagnosis important control strategies. A rational epitope prediction workflow using Schistosoma mansoni hypothetical proteins was previously presented by our group, and an improvement to that approach is presented here. Briefly, immunodominant epitopes from parasite membrane proteins were predicted by reverse vaccinology strategy with additional in silico analysis. Furthermore, epitope recognition was evaluated using sera of individuals infected with S. mansoni. The epitope that stood out in both in silico and in vitro assays was used to compose a rational chimeric molecule to improve immune response activation. Out of 2185 transmembrane proteins, four epitopes with high binding affinities for human and mouse MHCII molecules were selected through computational screening. These epitopes were synthesized to evaluate their ability to induce TCD4+ lymphocyte proliferation in mice. Sm204830e and Sm043300e induced significant TCD4+ proliferation. Both epitopes were submitted to enzyme-linked immunosorbent assay to evaluate their recognition by IgG antibodies from the sera of infected individuals, and epitope Sm043300 was significantly recognized in most sera samples. Epitope Sm043300 also showed good affinity for human MHCII molecules in molecular docking, and its sequence is curiously highly conserved in four S. mansoni proteins, all of which are described as G-protein-coupled receptors. In addition, we have demonstrated the feasibility of incorporating this epitope, which showed low similarity to human sequences, into a chimeric molecule. The stability of the molecule was evaluated by molecular modeling aimed at future molecule production for use in diagnosis and vaccination trials.
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Affiliation(s)
- Cláudia de Souza
- Laboratório de Biologia Molecular, Universidade Federal de São João del-Rei, Av. Sebastião Gonçalves Coelho, 400, Divinópolis, Minas Gerais, 35501-296, Brazil; Laboratório de Síntese Orgânica e Nanoestruturas, Universidade Federal de São João del-Rei, Divinópolis, Minas Gerais, Brazil, Brazil
| | - Marcelo Donizete Lopes
- Laboratório de Biologia Molecular, Universidade Federal de São João del-Rei, Av. Sebastião Gonçalves Coelho, 400, Divinópolis, Minas Gerais, 35501-296, Brazil; Laboratório de Síntese Orgânica e Nanoestruturas, Universidade Federal de São João del-Rei, Divinópolis, Minas Gerais, Brazil, Brazil
| | - Flávio Martins De Oliveira
- Laboratório de Biologia Molecular, Universidade Federal de São João del-Rei, Av. Sebastião Gonçalves Coelho, 400, Divinópolis, Minas Gerais, 35501-296, Brazil
| | - Maria Juliana Ferreira Passos
- Laboratório de Biologia Molecular, Universidade Federal de São João del-Rei, Av. Sebastião Gonçalves Coelho, 400, Divinópolis, Minas Gerais, 35501-296, Brazil; Laboratório de Síntese Orgânica e Nanoestruturas, Universidade Federal de São João del-Rei, Divinópolis, Minas Gerais, Brazil, Brazil
| | - Laís Cunha Grossi Ferreira
- Laboratório de Biologia Molecular, Universidade Federal de São João del-Rei, Av. Sebastião Gonçalves Coelho, 400, Divinópolis, Minas Gerais, 35501-296, Brazil
| | - Bruna Franciele Faria
- Laboratório de Modelagem Molecular, Universidade Federal de São João del-Rei, Divinópolis, Minas Gerais, Brazil, Brazil
| | | | - Moacyr Comar Junior
- Laboratório de Modelagem Molecular, Universidade Federal de São João del-Rei, Divinópolis, Minas Gerais, Brazil, Brazil
| | - Alex Guterres Taranto
- Laboratório de Modelagem Molecular, Universidade Federal de São João del-Rei, Divinópolis, Minas Gerais, Brazil, Brazil
| | - Luciana Lara Dos Santos
- Laboratório de Biologia Molecular, Universidade Federal de São João del-Rei, Av. Sebastião Gonçalves Coelho, 400, Divinópolis, Minas Gerais, 35501-296, Brazil
| | - Cristina Toscano Fonseca
- Grupo de Pesquisa em Biologia e Imunologia de doenças Infeciosas e Parasitária, Centro de Pesquisas René Rachou-Fundação Oswaldo Cruz, Av. Augusto de Lima, Belo Horizonte, Minas Gerais, 30190-002, Brazil
| | - Débora de Oliveira Lopes
- Laboratório de Biologia Molecular, Universidade Federal de São João del-Rei, Av. Sebastião Gonçalves Coelho, 400, Divinópolis, Minas Gerais, 35501-296, Brazil.
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Lopes MD, Oliveira FM, Coelho IEV, Passos MJF, Alves CC, Taranto AG, Júnior MC, Santos LL, Fonseca CT, Villar JAFP, Lopes DO. Epitopes rationally selected through computational analyses induce T‐cell proliferation in mice and are recognized by serum from individuals infected with
Schistosoma mansoni. Biotechnol Prog 2017; 33:804-814. [DOI: 10.1002/btpr.2463] [Citation(s) in RCA: 1] [Impact Index Per Article: 0.1] [Reference Citation Analysis] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 11/18/2016] [Revised: 03/03/2017] [Indexed: 01/04/2023]
Affiliation(s)
- Marcelo D. Lopes
- Laboratório de Biologia Molecular, Universidade Federal de São João del‐Rei, Rua Sebastião Gonçalves CoelhoDivinópolis MG Brasil
| | - Flávio M. Oliveira
- Laboratório de Biologia Molecular, Universidade Federal de São João del‐Rei, Rua Sebastião Gonçalves CoelhoDivinópolis MG Brasil
| | - Ivan E. V. Coelho
- Laboratório de Química Farmacêutica, Universidade Federal de São João del‐ReiDivinópolis MGBrasil
| | - Maria J. F. Passos
- Laboratório de Síntese Orgânica e Nanoestruturas, Universidade Federal de São João del‐ReiDivinópolis MG Brasil
| | - Clarice C. Alves
- Grupo de Pesquisa em Biologia Parasitária e Imunologia, Centro de Pesquisas René Rachou, Fundação Oswaldo CruzBelo Horizonte MG30190‐002 Brasil
| | - Alex G. Taranto
- Laboratório de Química Farmacêutica, Universidade Federal de São João del‐ReiDivinópolis MGBrasil
| | - Moacyr C. Júnior
- Laboratório de Química Farmacêutica, Universidade Federal de São João del‐ReiDivinópolis MGBrasil
| | - Luciana L. Santos
- Laboratório de Biologia Molecular, Universidade Federal de São João del‐Rei, Rua Sebastião Gonçalves CoelhoDivinópolis MG Brasil
| | - Cristina T. Fonseca
- Grupo de Pesquisa em Biologia Parasitária e Imunologia, Centro de Pesquisas René Rachou, Fundação Oswaldo CruzBelo Horizonte MG30190‐002 Brasil
| | - José A. F. P. Villar
- Laboratório de Síntese Orgânica e Nanoestruturas, Universidade Federal de São João del‐ReiDivinópolis MG Brasil
| | - Débora O. Lopes
- Laboratório de Biologia Molecular, Universidade Federal de São João del‐Rei, Rua Sebastião Gonçalves CoelhoDivinópolis MG Brasil
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