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Saini I, Joshi J, Kaur S. Leishmania vaccine development: A comprehensive review. Cell Immunol 2024; 399-400:104826. [PMID: 38669897 DOI: 10.1016/j.cellimm.2024.104826] [Citation(s) in RCA: 0] [Impact Index Per Article: 0] [Reference Citation Analysis] [Abstract] [Key Words] [MESH Headings] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 01/15/2024] [Revised: 04/18/2024] [Accepted: 04/21/2024] [Indexed: 04/28/2024]
Abstract
Infectious diseases like leishmaniasis, malaria, HIV, tuberculosis, leprosy and filariasis are responsible for an immense burden on public health systems. Among these, leishmaniasis is under the category I diseases as it is selected by WHO (World Health Organization) on the ground of diversity and complexity. High cost, resistance and toxic effects of Leishmania traditional drugs entail identification and development of therapeutic alternative. Since the natural infection elicits robust immunity, consistence efforts are going on to develop a successful vaccine. Clinical trials have been conducted on vaccines like Leish-F1, F2, and F3 formulated using specific Leishmania antigen epitopes. Current strategies utilize individual or combined antigens from the parasite or its insect vector's salivary gland extract, with or without adjuvant formulation for enhanced efficacy. Promising animal data supports multiple vaccine candidates (Lmcen-/-, LmexCen-/-), with some already in or heading for clinical trials. The crucial challenge in Leishmania vaccine development is to translate the research knowledge into affordable and accessible control tools that refines the outcome for those who are susceptible to infection. This review focuses on recent findings in Leishmania vaccines and highlights difficulties facing vaccine development and implementation.
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Affiliation(s)
- Isha Saini
- Parasitology Laboratory, Department of Zoology, Panjab University, Chandigarh, India
| | - Jyoti Joshi
- Goswami Ganesh Dutta Sanatan Dharma College, Sector-32C, Chandigarh, India
| | - Sukhbir Kaur
- Parasitology Laboratory, Department of Zoology, Panjab University, Chandigarh, India.
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Ludolf F, Ramos FF, Coelho EAF. Immunoproteomics and phage display in the context of leishmaniasis complexity. Front Immunol 2023; 14:1112894. [PMID: 36845148 PMCID: PMC9946295 DOI: 10.3389/fimmu.2023.1112894] [Citation(s) in RCA: 0] [Impact Index Per Article: 0] [Reference Citation Analysis] [Abstract] [Key Words] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 11/30/2022] [Accepted: 01/23/2023] [Indexed: 02/10/2023] Open
Abstract
Leishmaniasis is defined as a complex of diseases caused by protozoan parasites of the genus Leishmania, which comprises 20 parasite species pathogenic to mammalians, such as humans and dogs. From a clinical point of view, and considering the diversity and biological complexity of the parasites, vectors, and vertebrate hosts, leishmaniasis is classified according to the distinct clinical manifestations, such as tegumentary (involving the cutaneous, mucosal, and cutaneous-diffuse forms) and visceral leishmaniasis. Many issues and challenges remain unaddressed, which could be attributed to the complexity and diversity of the disease. The current demand for the identification of new Leishmania antigenic targets for the development of multicomponent-based vaccines, as well as for the production of specific diagnostic tests, is evident. In recent years, biotechnological tools have allowed the identification of several Leishmania biomarkers that might potentially be used for diagnosis and have an application in vaccine development. In this Mini Review, we discuss the different aspects of this complex disease that have been addressed by technologies such as immunoproteomics and phage display. It is extremely important to be aware of the potential applications of antigens selected in different screening context, so that they can be used appropriately, so understanding their performance, characteristics, and self-limitations.
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Affiliation(s)
- Fernanda Ludolf
- 1Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil,*Correspondence: Fernanda Ludolf,
| | - Fernanda F. Ramos
- 1Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Eduardo A. F. Coelho
- 1Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil,2Departamento de Patologia Clínica, Colégio Técnico (COLTEC), Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
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Lopes Valentim Di Paschoale Ostolin T, Rodrigues Gusmão M, Augusto Siqueira Mathias F, Mirelle de Oliveira Cardoso J, Mendes Roatt B, Dian de Oliveira Aguiar-Soares R, Conceição Ruiz J, de Melo Resende D, Cristiane Fortes de Brito R, Barbosa Reis A. A specific Leishmania infantum polyepitope vaccine triggers Th1-type immune response and protects against experimental visceral leishmaniasis. Cell Immunol 2022; 380:104592. [PMID: 36084402 DOI: 10.1016/j.cellimm.2022.104592] [Citation(s) in RCA: 0] [Impact Index Per Article: 0] [Reference Citation Analysis] [Abstract] [Key Words] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 04/26/2022] [Revised: 08/27/2022] [Accepted: 08/28/2022] [Indexed: 11/03/2022]
Abstract
The development of an immunogenic, effective, and safe vaccine is essential as an alternative for disease control. The present study aimed to evaluate the immunogenicity and efficacy potential of a polyepitope T-cell antigen candidate against visceral leishmaniasis in a murine model. BALB/c mice were immunized with three doses subcutaneously with Poly-T Leish alone or adjuvanted with Saponin plus Monophosphoryl lipid A, with 15-day intervals between doses, and challenged with 107 stationary-phase Leishmania infantum promastigotes via tail vein. Immunogenicity and parasitism in spleen and liver of immunized mice were evaluated 45 days post-challenge. Our results revealed that the immunization with Poly-T Leish and Poly-T Leish/SM increases the percentage of specific T (CD4+ and CD8+) lymphocytes proliferation in vitro after antigen-specific stimulation. Also, Poly-T Leish and Poly-T Leish/SM groups showed a high percentage of IFN-γ and TNF-α-producing T cells, meanwhile, the Poly-T Leish/SM group also showed an increased percentage of multifunctional T cells producing double and triple-positive (IFN-γ+TNF-α+IL-2+) cytokines. The immunization with Poly-T Leish or Poly-T Leish/SM stimulated a decreased IL-4 and IL-10 compared to the Saline and adjuvant group. Poly-T Leish/SM immunized mice exhibit a noteworthy reduction in the parasite burden (spleen and liver) through real-time PCR (96%). Moreover, we observed higher nitrite secretion in 120-hour stimulated-culture supernatant using Griess method. We demonstrated that the Poly-T Leish/SM candidate was potentially immunogenic, providing enhancement of protective immune mechanisms, and conferred protection reducing parasitism. Our candidate was considered potential against visceral leishmaniasis, and eventually, could be tested in phase I and II clinical trials in dogs.
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Affiliation(s)
| | - Miriã Rodrigues Gusmão
- Laboratório de Imunopatologia, Núcleo de Pesquisas em Ciências Biológicas (NUPEB), Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, Minas Gerais, Brazil
| | - Fernando Augusto Siqueira Mathias
- Laboratório de Imunopatologia, Núcleo de Pesquisas em Ciências Biológicas (NUPEB), Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, Minas Gerais, Brazil; Grupo Informática de Biossistemas e Genômica, Instituto René Rachou, Fiocruz Minas, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Jamille Mirelle de Oliveira Cardoso
- Laboratório de Imunopatologia, Núcleo de Pesquisas em Ciências Biológicas (NUPEB), Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, Minas Gerais, Brazil; Centro Universitário Presidente Tancredo de Almeida Neves (UNIPTAN), São João del Rei, Minas Gerais, Brazil
| | - Bruno Mendes Roatt
- Laboratório de Imunopatologia, Núcleo de Pesquisas em Ciências Biológicas (NUPEB), Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, Minas Gerais, Brazil; Departamento de Ciências Biológicas, Instituto de Ciências Exatas e Biológicas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, Minas Gerais, Brazil
| | - Rodrigo Dian de Oliveira Aguiar-Soares
- Laboratório de Imunopatologia, Núcleo de Pesquisas em Ciências Biológicas (NUPEB), Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, Minas Gerais, Brazil; Departamento de Análises Clínicas, Escola de Farmácia, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, Minas Gerais, Brazil
| | - Jeronimo Conceição Ruiz
- Grupo Informática de Biossistemas e Genômica, Instituto René Rachou, Fiocruz Minas, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Daniela de Melo Resende
- Grupo Informática de Biossistemas e Genômica, Instituto René Rachou, Fiocruz Minas, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Rory Cristiane Fortes de Brito
- Laboratório de Imunopatologia, Núcleo de Pesquisas em Ciências Biológicas (NUPEB), Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, Minas Gerais, Brazil
| | - Alexandre Barbosa Reis
- Laboratório de Imunopatologia, Núcleo de Pesquisas em Ciências Biológicas (NUPEB), Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, Minas Gerais, Brazil; Departamento de Análises Clínicas, Escola de Farmácia, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, Minas Gerais, Brazil; Instituto Nacional de Ciências e Tecnologia em Doenças Tropicais (INCT-DT), Salvador, Bahia, Brazil.
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Lage DP, Vale DL, Linhares FP, Freitas CS, Machado AS, Cardoso JMO, de Oliveira D, Galvani NC, de Oliveira MP, Oliveira-da-Silva JA, Ramos FF, Tavares GSV, Ludolf F, Bandeira RS, Pereira IAG, Chávez-Fumagalli MA, Roatt BM, Machado-de-Ávila RA, Christodoulides M, Coelho EAF, Martins VT. A Recombinant Chimeric Protein-Based Vaccine Containing T-Cell Epitopes from Amastigote Proteins and Combined with Distinct Adjuvants, Induces Immunogenicity and Protection against Leishmania infantum Infection. Vaccines (Basel) 2022; 10:vaccines10071146. [PMID: 35891310 PMCID: PMC9317424 DOI: 10.3390/vaccines10071146] [Citation(s) in RCA: 11] [Impact Index Per Article: 5.5] [Reference Citation Analysis] [Abstract] [Key Words] [Grants] [Track Full Text] [Download PDF] [Figures] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 06/22/2022] [Revised: 07/13/2022] [Accepted: 07/16/2022] [Indexed: 02/06/2023] Open
Abstract
Currently, there is no licensed vaccine to protect against human visceral leishmaniasis (VL), a potentially fatal disease caused by infection with Leishmania parasites. In the current study, a recombinant chimeric protein ChimT was developed based on T-cell epitopes identified from the immunogenic Leishmania amastigote proteins LiHyp1, LiHyV, LiHyC and LiHyG. ChimT was associated with the adjuvants saponin (Sap) or monophosphoryl lipid A (MPLA) and used to immunize mice, and their immunogenicity and protective efficacy were evaluated. Both ChimT/Sap and ChimT/MPLA induced the development of a specific Th1-type immune response, with significantly high levels of IFN-γ, IL-2, IL-12, TNF-α and GM-CSF cytokines produced by CD4+ and CD8+ T cell subtypes (p < 0.05), with correspondingly low production of anti-leishmanial IL-4 and IL-10 cytokines. Significantly increased (p < 0.05) levels of nitrite, a proxy for nitric oxide, and IFN-γ expression (p < 0.05) were detected in stimulated spleen cell cultures from immunized and infected mice, as was significant production of parasite-specific IgG2a isotype antibodies. Significant reductions in the parasite load in the internal organs of the immunized and infected mice (p < 0.05) were quantified with a limiting dilution technique and quantitative PCR and correlated with the immunological findings. ChimT/MPLA showed marginally superior immunogenicity than ChimT/Sap, and although this was not statistically significant (p > 0.05), ChimT/MPLA was preferred since ChimT/Sap induced transient edema in the inoculation site. ChimT also induced high IFN-γ and low IL-10 levels from human PBMCs isolated from healthy individuals and from VL-treated patients. In conclusion, the experimental T-cell multi-epitope amastigote stage Leishmania vaccine administered with adjuvants appears to be a promising vaccine candidate to protect against VL.
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Affiliation(s)
- Daniela P. Lage
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Av. Prof. Alfredo Balena, 190, Belo Horizonte 30130-100, MG, Brazil; (D.P.L.); (D.L.V.); (F.P.L.); (C.S.F.); (A.S.M.); (N.C.G.); (M.P.d.O.); (J.A.O.-d.-S.); (F.F.R.); (G.S.V.T.); (F.L.); (R.S.B.); (I.A.G.P.); (E.A.F.C.); (V.T.M.)
| | - Danniele L. Vale
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Av. Prof. Alfredo Balena, 190, Belo Horizonte 30130-100, MG, Brazil; (D.P.L.); (D.L.V.); (F.P.L.); (C.S.F.); (A.S.M.); (N.C.G.); (M.P.d.O.); (J.A.O.-d.-S.); (F.F.R.); (G.S.V.T.); (F.L.); (R.S.B.); (I.A.G.P.); (E.A.F.C.); (V.T.M.)
| | - Flávia P. Linhares
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Av. Prof. Alfredo Balena, 190, Belo Horizonte 30130-100, MG, Brazil; (D.P.L.); (D.L.V.); (F.P.L.); (C.S.F.); (A.S.M.); (N.C.G.); (M.P.d.O.); (J.A.O.-d.-S.); (F.F.R.); (G.S.V.T.); (F.L.); (R.S.B.); (I.A.G.P.); (E.A.F.C.); (V.T.M.)
| | - Camila S. Freitas
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Av. Prof. Alfredo Balena, 190, Belo Horizonte 30130-100, MG, Brazil; (D.P.L.); (D.L.V.); (F.P.L.); (C.S.F.); (A.S.M.); (N.C.G.); (M.P.d.O.); (J.A.O.-d.-S.); (F.F.R.); (G.S.V.T.); (F.L.); (R.S.B.); (I.A.G.P.); (E.A.F.C.); (V.T.M.)
| | - Amanda S. Machado
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Av. Prof. Alfredo Balena, 190, Belo Horizonte 30130-100, MG, Brazil; (D.P.L.); (D.L.V.); (F.P.L.); (C.S.F.); (A.S.M.); (N.C.G.); (M.P.d.O.); (J.A.O.-d.-S.); (F.F.R.); (G.S.V.T.); (F.L.); (R.S.B.); (I.A.G.P.); (E.A.F.C.); (V.T.M.)
| | - Jamille M. O. Cardoso
- Laboratório de Imunopatologia, Núcleo de Pesquisas em Ciências Biológicas (NUPEB), Departamento de Ciências Biológicas, Insituto de Ciências Exatas e Biológicas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto CEP 35400-000, MG, Brazil; (J.M.O.C.); (B.M.R.)
| | - Daysiane de Oliveira
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde, Universidade do Extremo Sul Catarinense, Criciúma 88806-000, SC, Brazil; (D.d.O.); (R.A.M.-d.-Á.)
| | - Nathália C. Galvani
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Av. Prof. Alfredo Balena, 190, Belo Horizonte 30130-100, MG, Brazil; (D.P.L.); (D.L.V.); (F.P.L.); (C.S.F.); (A.S.M.); (N.C.G.); (M.P.d.O.); (J.A.O.-d.-S.); (F.F.R.); (G.S.V.T.); (F.L.); (R.S.B.); (I.A.G.P.); (E.A.F.C.); (V.T.M.)
| | - Marcelo P. de Oliveira
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Av. Prof. Alfredo Balena, 190, Belo Horizonte 30130-100, MG, Brazil; (D.P.L.); (D.L.V.); (F.P.L.); (C.S.F.); (A.S.M.); (N.C.G.); (M.P.d.O.); (J.A.O.-d.-S.); (F.F.R.); (G.S.V.T.); (F.L.); (R.S.B.); (I.A.G.P.); (E.A.F.C.); (V.T.M.)
| | - João A. Oliveira-da-Silva
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Av. Prof. Alfredo Balena, 190, Belo Horizonte 30130-100, MG, Brazil; (D.P.L.); (D.L.V.); (F.P.L.); (C.S.F.); (A.S.M.); (N.C.G.); (M.P.d.O.); (J.A.O.-d.-S.); (F.F.R.); (G.S.V.T.); (F.L.); (R.S.B.); (I.A.G.P.); (E.A.F.C.); (V.T.M.)
| | - Fernanda F. Ramos
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Av. Prof. Alfredo Balena, 190, Belo Horizonte 30130-100, MG, Brazil; (D.P.L.); (D.L.V.); (F.P.L.); (C.S.F.); (A.S.M.); (N.C.G.); (M.P.d.O.); (J.A.O.-d.-S.); (F.F.R.); (G.S.V.T.); (F.L.); (R.S.B.); (I.A.G.P.); (E.A.F.C.); (V.T.M.)
| | - Grasiele S. V. Tavares
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Av. Prof. Alfredo Balena, 190, Belo Horizonte 30130-100, MG, Brazil; (D.P.L.); (D.L.V.); (F.P.L.); (C.S.F.); (A.S.M.); (N.C.G.); (M.P.d.O.); (J.A.O.-d.-S.); (F.F.R.); (G.S.V.T.); (F.L.); (R.S.B.); (I.A.G.P.); (E.A.F.C.); (V.T.M.)
| | - Fernanda Ludolf
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Av. Prof. Alfredo Balena, 190, Belo Horizonte 30130-100, MG, Brazil; (D.P.L.); (D.L.V.); (F.P.L.); (C.S.F.); (A.S.M.); (N.C.G.); (M.P.d.O.); (J.A.O.-d.-S.); (F.F.R.); (G.S.V.T.); (F.L.); (R.S.B.); (I.A.G.P.); (E.A.F.C.); (V.T.M.)
| | - Raquel S. Bandeira
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Av. Prof. Alfredo Balena, 190, Belo Horizonte 30130-100, MG, Brazil; (D.P.L.); (D.L.V.); (F.P.L.); (C.S.F.); (A.S.M.); (N.C.G.); (M.P.d.O.); (J.A.O.-d.-S.); (F.F.R.); (G.S.V.T.); (F.L.); (R.S.B.); (I.A.G.P.); (E.A.F.C.); (V.T.M.)
| | - Isabela A. G. Pereira
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Av. Prof. Alfredo Balena, 190, Belo Horizonte 30130-100, MG, Brazil; (D.P.L.); (D.L.V.); (F.P.L.); (C.S.F.); (A.S.M.); (N.C.G.); (M.P.d.O.); (J.A.O.-d.-S.); (F.F.R.); (G.S.V.T.); (F.L.); (R.S.B.); (I.A.G.P.); (E.A.F.C.); (V.T.M.)
| | - Miguel A. Chávez-Fumagalli
- Computational Biology and Chemistry Research Group, Vicerrectorado de Investigación, Universidad Católica de Santa María, Urb. San José S/N, Umacollo, Arequipa 04000, Peru;
| | - Bruno M. Roatt
- Laboratório de Imunopatologia, Núcleo de Pesquisas em Ciências Biológicas (NUPEB), Departamento de Ciências Biológicas, Insituto de Ciências Exatas e Biológicas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto CEP 35400-000, MG, Brazil; (J.M.O.C.); (B.M.R.)
| | - Ricardo A. Machado-de-Ávila
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde, Universidade do Extremo Sul Catarinense, Criciúma 88806-000, SC, Brazil; (D.d.O.); (R.A.M.-d.-Á.)
| | - Myron Christodoulides
- Neisseria Research Group, Molecular Microbiology, Faculty of Medicine, School of Clinical and Experimental Sciences, University of Southampton, Southampton General Hospital, Southampton SO16 6YD, UK
- Correspondence: ; Tel.: +44-02381-205120
| | - Eduardo A. F. Coelho
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Av. Prof. Alfredo Balena, 190, Belo Horizonte 30130-100, MG, Brazil; (D.P.L.); (D.L.V.); (F.P.L.); (C.S.F.); (A.S.M.); (N.C.G.); (M.P.d.O.); (J.A.O.-d.-S.); (F.F.R.); (G.S.V.T.); (F.L.); (R.S.B.); (I.A.G.P.); (E.A.F.C.); (V.T.M.)
- Departamento de Patologia Clínica, Colégio Técnico (COLTEC), Universidade Federal de Minas Gerais, Av. Antônio Carlos, 6627, Belo Horizonte 31270-901, MG, Brazil
| | - Vívian T. Martins
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Av. Prof. Alfredo Balena, 190, Belo Horizonte 30130-100, MG, Brazil; (D.P.L.); (D.L.V.); (F.P.L.); (C.S.F.); (A.S.M.); (N.C.G.); (M.P.d.O.); (J.A.O.-d.-S.); (F.F.R.); (G.S.V.T.); (F.L.); (R.S.B.); (I.A.G.P.); (E.A.F.C.); (V.T.M.)
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Lage DP, Machado AS, Vale DL, Freitas CS, Linhares FP, Cardoso JMO, Pereira IAG, Ramos FF, Tavares GSV, Ludolf F, Oliveira-da-Silva JA, Bandeira RS, Silva AM, Simões LC, Reis TAR, Oliveira JS, Christodoulides M, Chávez-Fumagalli MA, Roatt BM, Martins VT, Coelho EAF. Recombinant guanosine-5'-triphosphate (GTP)-binding protein associated with Poloxamer 407-based polymeric micelles protects against Leishmania infantum infection. Cytokine 2022; 153:155865. [PMID: 35339043 DOI: 10.1016/j.cyto.2022.155865] [Citation(s) in RCA: 0] [Impact Index Per Article: 0] [Reference Citation Analysis] [Abstract] [Key Words] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 11/05/2021] [Revised: 02/12/2022] [Accepted: 03/09/2022] [Indexed: 11/03/2022]
Abstract
Leishmania virulence proteins should be considered as vaccine candidates against disease, since they are involved in developing infection in mammalian hosts. In a previous study, a Leishmania guanosine-5'-triphosphate (GTP)-binding protein was identified as a potential parasite virulence factor. In the present work, the gene encoding GTP was cloned and the recombinant protein (rGTP) was evaluated as a vaccine candidate against Leishmania infantum infection. The protein was associated with saponin (rGTP/Sap) or Poloxamer 407-based micelles (rGTP/Mic) as adjuvants, and protective efficacy was investigated in BALB/c mice after parasite challenge. Both rGTP/Sap and rGTP/Mic compositions induced a Th1-type immune response in vaccinated animals, with significantly higher levels of IFN-γ, IL-12, IL-2, TNF-α, GM-CSF, nitrite, specific IgG2a isotype antibody and positive lymphoproliferation, when compared to the control groups. This response was accompanied by significantly lower parasite load in the spleens, livers, bone marrows and draining lymph nodes of the animals. Immunological and parasitological evaluations indicated that rGTP/Mic induced a more polarized Th1-type response and higher reduction in the organ parasitism, and with lower hepatotoxicity, when compared to the use of rGTP/Sap. In conclusion, our preliminary data suggest that rGTP could be considered for further development as a vaccine candidate to protect against VL.
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Affiliation(s)
- Daniela P Lage
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Av. Prof. Alfredo Balena, 190, 30130-100, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Amanda S Machado
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Av. Prof. Alfredo Balena, 190, 30130-100, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Danniele L Vale
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Av. Prof. Alfredo Balena, 190, 30130-100, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Camila S Freitas
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Av. Prof. Alfredo Balena, 190, 30130-100, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Flávia P Linhares
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Av. Prof. Alfredo Balena, 190, 30130-100, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Jamille M O Cardoso
- Laboratório de Imunopatologia, Núcleo de Pesquisas em Ciências Biológicas/NUPEB, Departamento de Ciências Biológicas, Insituto de Ciências Exatas e Biológicas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, Minas Gerais, Brazil
| | - Isabela A G Pereira
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Av. Prof. Alfredo Balena, 190, 30130-100, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Fernanda F Ramos
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Av. Prof. Alfredo Balena, 190, 30130-100, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Grasiele S V Tavares
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Av. Prof. Alfredo Balena, 190, 30130-100, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Fernanda Ludolf
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Av. Prof. Alfredo Balena, 190, 30130-100, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - João A Oliveira-da-Silva
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Av. Prof. Alfredo Balena, 190, 30130-100, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Raquel S Bandeira
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Av. Prof. Alfredo Balena, 190, 30130-100, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Alessandra M Silva
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Av. Prof. Alfredo Balena, 190, 30130-100, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Luciana C Simões
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Av. Prof. Alfredo Balena, 190, 30130-100, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Thiago A R Reis
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Av. Prof. Alfredo Balena, 190, 30130-100, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Jamil S Oliveira
- Departamento de Bioquímica e Imunologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 31270-901 Minas Gerais, Brazil
| | - Myron Christodoulides
- Neisseria Research Group, Molecular Microbiology, School of Clinical and Experimental Sciences, University of Southampton Faculty of Medicine, Southampton General Hospital, Southampton SO16 6YD, England
| | | | - Bruno M Roatt
- Laboratório de Imunopatologia, Núcleo de Pesquisas em Ciências Biológicas/NUPEB, Departamento de Ciências Biológicas, Insituto de Ciências Exatas e Biológicas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, Minas Gerais, Brazil
| | - Vívian T Martins
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Av. Prof. Alfredo Balena, 190, 30130-100, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Eduardo A F Coelho
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Av. Prof. Alfredo Balena, 190, 30130-100, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil; Departamento de Patologia Clínica, COLTEC, Universidade Federal de Minas Gerais, Av. Antônio Carlos, 6627, 31270-901 Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil.
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