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Freitas CS, Pereira IAG, Lage DP, Vale DL, Pimenta BL, Soares NP, Santiago SS, Martins VT, Câmara RSB, Jesus MM, Tavares GSV, Ramos FF, Ludolf F, Magalhães LND, Oliveira FM, Duarte MC, Chávez-Fumagalli MA, Costa AV, Roatt BM, Teixeira RR, Coelho EAF. New synthetic molecules incorporated into polymeric micelles used for treatment against visceral leishmaniasis. Cytokine 2024; 177:156543. [PMID: 38373365 DOI: 10.1016/j.cyto.2024.156543] [Citation(s) in RCA: 0] [Impact Index Per Article: 0] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Affiliation(s)] [Abstract] [Key Words] [MESH Headings] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 12/19/2023] [Revised: 01/30/2024] [Accepted: 02/06/2024] [Indexed: 02/21/2024]
Abstract
Treatment against visceral leishmaniasis (VL) presents problems, mainly related to drug toxicity, high cost and/or by emergence of resistant strains. In the present study, two vanillin synthetic derivatives, 3 s [4-(2-hydroxy-3-(4-octyl-1H-1,2,3-triazol-1-yl)propoxy)-3-methoxybenzaldehyde] and 3 t [4-(3-(4-decyl-1H-1,2,3-triazol-1-yl)-2-hydroxypropoxy)-3-methoxybenzaldehyde], were evaluated as therapeutic candidates in a murine model against Leishmania infantum infection. Molecules were used pure (3 s and 3 t) or incorporated into Poloxamer 407-based micelles (3 s/M and 3 t/M) in the infected animals, which also received amphotericin B (AmpB) or Ambisome® as control. Results showed that 3 s/M and 3 t/M compositions induced a Th1-type immune response in treated animals, with higher levels of IFN-γ, IL-2, TNF-α, IL-12, nitrite, and IgG2a antibodies. Animals presented also low toxicity and significant reductions in the parasite load in their spleens, livers, bone marrows and draining lymph nodes, as compared as control groups mice, with the evaluations performed one and 30 days after the application of the therapeutics. In conclusion, preliminary data suggest that 3 s/M and 3 t/M could be considered for future studies as therapeutic agents against VL.
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Affiliation(s)
- 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, Santa Efigênia, 30130-100 Belo Horizonte, 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, Santa Efigênia, 30130-100 Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - 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, Santa Efigênia, 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, Santa Efigênia, 30130-100 Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Breno L Pimenta
- 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, Santa Efigênia, 30130-100 Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Nícia P Soares
- Laboratório de Imunopatologia, Núcleo de Pesquisas em Ciências Biológicas, Departamento de Ciências Biológicas, Insituto de Ciências Exatas e Biológicas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, Minas Gerais, Brazil
| | - Samira S Santiago
- Grupo de Síntese e Pesquisa de Compostos Bioativos, Departamento de Química, Universidade Federal de Viçosa, Avenida PH Rolfs, S/N, 36570-900 Viçosa, 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, Santa Efigênia, 30130-100 Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Raquel S B Câmara
- 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, Santa Efigênia, 30130-100 Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Marcelo M Jesus
- 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, Santa Efigênia, 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, Santa Efigênia, 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, Santa Efigênia, 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, Santa Efigênia, 30130-100 Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil; Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde, Faculdade de Ciências Médicas de Minas Gerais, Belo Horizonte 30130-110, Minas Gerais, Brazil
| | - Lícia N D Magalhães
- 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, Santa Efigênia, 30130-100 Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Fabrício M Oliveira
- Instituto Federal de Educação de Minas Gerais, Rua Afonso Sardinha, 90, Bairro Pioneiros, 36420-000 Ouro Branco, Minas Gerais, Brazil
| | - Mariana C Duarte
- 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, Santa Efigênia, 30130-100 Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil; Departamento de Patologia Clínica, COLTEC, Universidade Federal de Minas Gerais, 31270-901 Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - 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, Peru
| | - Adilson V Costa
- Departamento de Química e Física, Universidade Federal do Espírito Santo, Alto Universitário, s/n, Guararema, 29500-000, Alegre, Espírito Santo, Brazil
| | - Bruno M Roatt
- Laboratório de Imunopatologia, Núcleo de Pesquisas em Ciências Biológicas, Departamento de Ciências Biológicas, Insituto de Ciências Exatas e Biológicas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, Minas Gerais, Brazil
| | - Róbson R Teixeira
- Grupo de Síntese e Pesquisa de Compostos Bioativos, Departamento de Química, Universidade Federal de Viçosa, Avenida PH Rolfs, S/N, 36570-900 Viçosa, 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, Santa Efigênia, 30130-100 Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil; Departamento de Patologia Clínica, COLTEC, Universidade Federal de Minas Gerais, 31270-901 Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil.
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Assis BPN, Chaves AT, Lage DP, Cardoso MM, Freitas CS, Pereira IAG, Câmara RSB, Martins VT, de Oliveira ALG, Machado-de-Ávila RA, Galdino AS, Chávez-Fumagalli MA, Christodoulides M, Gonçalves DU, Bueno LL, Fujiwara RT, Coelho EAF, da Costa Rocha MO. Serodiagnosis of paucibacillary and multibacillary leprosy using a recombinant chimeric protein composed of specific B-cell epitopes derived from Mycobacterium leprae proteins. Tuberculosis (Edinb) 2024; 147:102505. [PMID: 38583359 DOI: 10.1016/j.tube.2024.102505] [Citation(s) in RCA: 0] [Impact Index Per Article: 0] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Affiliation(s)] [Abstract] [Key Words] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 11/21/2023] [Revised: 03/07/2024] [Accepted: 03/20/2024] [Indexed: 04/09/2024]
Abstract
Leprosy diagnosis is difficult due to the clinical similarity with other infectious diseases, and laboratory tests presents problems related to sensitivity and/or specificity. In this study, we used bioinformatics to assess Mycobacterium leprae proteins and formulated a chimeric protein that was tested as a diagnostic marker for the disease. The amino acid sequences from ML0008, ML0126, ML0308, ML1057, ML2028, ML2038, ML2498 proteins were evaluated, and the B-cell epitopes QASVAYPATSYADFRAHNHWWNGP, SLQRSISPNSYNTARVDP and QLLGQTADVAGAAKSGPVQPMGDRGSVSPVGQ were considered M. leprae-specific and used to construct the gene encoding the recombinant antigen. The gene was constructed, the recombinant protein was expressed, purified and tested in ELISA using 252 sera, which contained samples from multibacillary (MB) or paucibacillary (PB) leprosy patients, from their household contacts and healthy individuals, as well as from patients with Chagas disease, visceral and tegumentary leishmaniases (VL/TL), malaria, tuberculosis, and HIV. Sensitivity (Se) and specificity (Sp) for MB and PB samples compared to sera from both healthy subjects and individuals with cross-reactive diseases were 100%. The Se value for MB and PB samples compared to sera from household contacts was 100%, but Sp was 64%. In conclusion, data suggest that this protein could be considered in future studies for leprosy diagnosis.
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Affiliation(s)
- Bárbara P N Assis
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 30130-100, Minas Gerais, Brazil; Fundação Hospitalar do Estado de Minas Gerais, Hospital Eduardo de Menezes, Belo Horizonte, 30622-020, Minas Gerais, Brazil
| | - Ana T Chaves
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 30130-100, Minas Gerais, Brazil
| | - Daniela P Lage
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 30130-100, Minas Gerais, Brazil
| | - Mariana M Cardoso
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 30130-100, 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, Belo Horizonte, 30130-100, 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, Belo Horizonte, 30130-100, Minas Gerais, Brazil
| | - Raquel S B Câmara
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 30130-100, 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, Belo Horizonte, 30130-100, Minas Gerais, Brazil
| | - Ana Laura G de Oliveira
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 30130-100, Minas Gerais, Brazil
| | - Ricardo A Machado-de-Ávila
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde, Universidade do Extremo Sul Catarinense, Criciúma, 88806-000, Santa Catarina, Brazil
| | - Alexsandro S Galdino
- Laboratório de Biotecnologia de Microrganismos, Universidade Federal de São João Del-Rei, Divinópolis, 35.501-296, Minas Gerais e Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia em Biotecnologia Industrial (INCT-BI), Brasil
| | - 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
| | - Myron Christodoulides
- Neisseria Research Group, Molecular Microbiology, School of Clinical and Experimental Sciences, University of Southampton Faculty of Medicine, Southampton General Hospital, Southampton, England, UK
| | - Denise U Gonçalves
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 30130-100, Minas Gerais, Brazil
| | - Lílian L Bueno
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 30130-100, Minas Gerais, Brazil; Departamento de Parasitologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 31270-901, Minas Gerais, Brazil
| | - Ricardo T Fujiwara
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 30130-100, Minas Gerais, Brazil; Departamento de Parasitologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 31270-901, 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, Belo Horizonte, 30130-100, Minas Gerais, Brazil; Departamento de Patologia Clínica, COLTEC, Universidade Federal de Minas Gerais, Av. Antônio Carlos, 6627, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil.
| | - Manoel O da Costa Rocha
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 30130-100, Minas Gerais, Brazil
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Pereira IAG, Freitas CS, Câmara RSB, Jesus MM, Lage DP, Tavares GSV, Soyer TG, Ramos FF, Soares NP, Santiago SS, Martins VT, Vale DL, Pimenta BL, Ludolf F, Oliveira FM, Duarte MC, Chávez-Fumagalli MA, Costa AV, Gonçalves DU, Roatt BM, Teixeira RR, Coelho EAF. Treatment using vanillin-derived synthetic molecules incorporated into polymeric micelles is effective against infection caused by Leishmania amazonensis species. Exp Parasitol 2024; 260:108743. [PMID: 38513973 DOI: 10.1016/j.exppara.2024.108743] [Citation(s) in RCA: 0] [Impact Index Per Article: 0] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Affiliation(s)] [Abstract] [Key Words] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 11/15/2023] [Revised: 02/26/2024] [Accepted: 03/18/2024] [Indexed: 03/23/2024]
Abstract
Treatment against leishmaniasis presents problems, mainly due to the toxicity of the drugs, high cost, and the emergence of resistant strains. A previous study showed that two vanillin-derived synthetic molecules, 3s [4-(2-hydroxy-3-(4-octyl-1H-1,2,3-triazol-1-yl)propoxy)-3-methoxybenzaldehyde] and 3t [4-(3-(4-decyl-1H-1,2,3-triazol-1-yl)-2-hydroxypropoxy)-3-methoxybenzaldehyde], presented antileishmanial activity against Leishmania infantum, L. amazonensis, and L. braziliensis species. In the present work, 3s and 3t were evaluated to treat L. amazonensis-infected mice. Molecules were used pure or incorporated into Poloxamer 407-based micelles. In addition, amphotericin B (AmpB) and its liposomal formulation, Ambisome®, were used as control. Animals received the treatment and, one and 30 days after, they were euthanized to evaluate immunological, parasitological, and biochemical parameters. Results showed that the micellar compositions (3s/Mic and 3t/Mic) induced significant reductions in the lesion mean diameter and parasite load in the infected tissue and distinct organs, as well as a specific and significant antileishmanial Th1-type immune response, which was based on significantly higher levels of IFN-γ, IL-12, nitrite, and IgG2a isotype antibodies. Drug controls showed also antileishmanial action; although 3s/Mic and 3t/Mic have presented better and more significant parasitological and immunological data, which were based on significantly higher IFN-γ production and lower parasite burden in treated animals. In addition, significantly lower levels of urea, creatinine, alanine transaminase, and aspartate transaminase were found in mice treated with 3s/Mic and 3t/Mic, when compared to the others. In conclusion, results suggest that 3s/Mic and 3t/Mic could be considered as therapeutic candidates to treat against L. amazonensis infection.
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Affiliation(s)
- 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, Santa Efigênia, 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, Santa Efigênia, 30130-100, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Raquel S B Câmara
- 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, Santa Efigênia, 30130-100, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Marcelo M Jesus
- 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, Santa Efigênia, 30130-100, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - 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, Santa Efigênia, 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, Santa Efigênia, 30130-100, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Tauane G Soyer
- 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, Santa Efigênia, 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, Santa Efigênia, 30130-100, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Nícia P Soares
- Laboratório de Imunopatologia, Núcleo de Pesquisas Em Ciências Biológicas, Departamento de Ciências Biológicas, Insituto de Ciências Exatas e Biológicas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, Minas Gerais, Brazil
| | - Samira S Santiago
- Grupo de Síntese e Pesquisa de Compostos Bioativos, Departamento de Química, Universidade Federal de Viçosa, Avenida PH Rolfs, S/N, 36570-900, Viçosa, 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, Santa Efigênia, 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, Santa Efigênia, 30130-100, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Breno L Pimenta
- 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, Santa Efigênia, 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, Santa Efigênia, 30130-100, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil; Programa de Pós-Graduação Em Ciências da Saúde, Faculdade de Ciências Médicas de Minas Gerais, Belo Horizonte, 30130-110, Minas Gerais, Brazil
| | - Fabrício M Oliveira
- Instituto Federal de Educação de Minas Gerais, Rua Afonso Sardinha, 90, Bairro Pioneiros, 36420-000, Ouro Branco, Minas Gerais, Brazil
| | - Mariana C Duarte
- 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, Santa Efigênia, 30130-100, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil; Departamento de Patologia Clínica, COLTEC, Universidade Federal de Minas Gerais, 31270-901, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - 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, Peru
| | - Adilson V Costa
- Departamento de Química e Física, Universidade Federal Do Espírito Santo, Alto Universitário, S/n, Guararema, 29500-000, Alegre, Espírito Santo, Brazil
| | - Denise U Gonçalves
- 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, Santa Efigênia, 30130-100, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Bruno M Roatt
- Laboratório de Imunopatologia, Núcleo de Pesquisas Em Ciências Biológicas, Departamento de Ciências Biológicas, Insituto de Ciências Exatas e Biológicas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, Minas Gerais, Brazil
| | - Róbson R Teixeira
- Grupo de Síntese e Pesquisa de Compostos Bioativos, Departamento de Química, Universidade Federal de Viçosa, Avenida PH Rolfs, S/N, 36570-900, Viçosa, 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, Santa Efigênia, 30130-100, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil; Departamento de Patologia Clínica, COLTEC, Universidade Federal de Minas Gerais, 31270-901, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil.
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Jesus MM, Lage DP, Vale DL, Freitas CS, Pimenta BL, Moreira GJL, Ramos FF, Pereira IAG, Bandeira RS, Ludolf F, Tavares GSV, Galdino AS, Duarte MC, Menezes-Souza D, Chávez-Fumagalli MA, Teixeira AL, Gonçalves DU, Roatt BM, Christodoulides M, Martins VT, Coelho EAF. Immunization with recombinant LiHyp1 protein plus adjuvant is protective against tegumentary leishmaniasis. Parasitol Res 2023; 122:2917-2931. [PMID: 37768367 DOI: 10.1007/s00436-023-07981-6] [Citation(s) in RCA: 0] [Impact Index Per Article: 0] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Affiliation(s)] [Abstract] [Key Words] [MESH Headings] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 06/20/2023] [Accepted: 09/15/2023] [Indexed: 09/29/2023]
Abstract
Tegumentary leishmaniasis (TL) is the main clinical manifestation of leishmaniasis, and it can cause the infected hosts to self-healing cutaneous lesions until mutilating scars in mucosal membranes, particularly in the nose and throat. The treatment against disease presents problems, and the diagnosis is hampered by variable sensitivity and/or specificity of the tests. In this context, the development of prophylactic vaccines could be considered as a strategy to control the disease. Previously, we showed that the recombinant LiHyp1 protein plus adjuvant protected mice from infection with Leishmania infantum, which causes visceral leishmaniasis. In the present study, we tested whether rLiHyp1 could induce protection against infection with L. amazonensis, a parasite species able to cause TL. We immunized BALB/c mice with rLiHyp1 plus saponin (rLiHyp1/S) or incorporated in micelles (rLiHyp1/M) as adjuvants and performed parasitological and immunological evaluations before and after infection. Results showed that after in vitro stimulation from spleen cell cultures using rLiHyp1 or a Leishmania antigenic extract (SLA), rLiHyp1/S and rLiHyp1/M groups developed a Th1-type immune response, which was characterized by high levels of IFN-γ, IL-2, TNF-α and IL-12 cytokines, nitrite, and IgG2a isotype antibodies when compared to values found in the control (saline, saponin, micelles alone) groups, which showed higher levels of anti-SLA IL-4, IL-10, and IgG1 antibodies before and after challenge. In addition, mice receiving rLiHyp1/S or rLiHyp1/M presented significant reductions in the lesion average diameter and parasite load in the infected tissue and internal organs. Blood samples were collected from healthy subjects and TL patients to obtain PBMC cultures, which were in vitro stimulated with rLiHyp1 or SLA, and results showed higher lymphoproliferation and IFN-γ production after stimulus using rLiHyp1, as compared to values found using SLA. These results suggest that rLiHyp1 plus adjuvant was protective against experimental TL and could also be considered for future studies as a vaccine candidate against human disease.
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Affiliation(s)
- Marcelo M Jesus
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Daniela P Lage
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, 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, 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, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Breno L Pimenta
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Gabriel J L Moreira
- 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
| | - Fernanda F Ramos
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 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, 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, 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, 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, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Alexsandro S Galdino
- Laboratório de Biotecnologia de Microrganismos, Universidade Federal de São João Del-Rei, Divinópolis, MG, Brazil
| | - Mariana C Duarte
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
- Departamento de Patologia Clínica, COLTEC, Universidade Federal de Minas Gerais, Av. Antônio Carlos, Belo Horizonte, Minas Gerais, 6627, Brazil
| | - Daniel Menezes-Souza
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
- Departamento de Patologia Clínica, COLTEC, Universidade Federal de Minas Gerais, Av. Antônio Carlos, Belo Horizonte, Minas Gerais, 6627, Brazil
| | - 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, Peru
| | - Antônio L Teixeira
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
- Neuropsychiatry Program, Department of Psychiatry and Behavioral Sciences, McGovern Medical School, The University of Texas Health Science Center at Houston (UTHealth), 1941 East Road, Houston, TX, USA
| | - Denise U Gonçalves
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - 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
| | - Myron Christodoulides
- Neisseria Research Group, Molecular Microbiology, School of Clinical and Experimental Sciences, University of Southampton Faculty of Medicine, Southampton General Hospital, Southampton, England
| | - Vívian T Martins
- Programa 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
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil.
- Departamento de Patologia Clínica, COLTEC, Universidade Federal de Minas Gerais, Av. Antônio Carlos, Belo Horizonte, Minas Gerais, 6627, Brazil.
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5
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Lage DP, Martins VT, Vale DL, Freitas CS, Pimenta BL, Moreira GJL, Ramos FF, Pereira IAG, Bandeira RS, de Jesus MM, Ludolf F, Tavares GSV, Chávez-Fumagalli MA, Roatt BM, Christodoulides M, Coelho EAF. The association between rLiHyp1 protein plus adjuvant and amphotericin B is an effective immunotherapy against visceral leishmaniasis in mice. Acta Trop 2023; 246:106986. [PMID: 37453579 DOI: 10.1016/j.actatropica.2023.106986] [Citation(s) in RCA: 0] [Impact Index Per Article: 0] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Affiliation(s)] [Abstract] [Key Words] [MESH Headings] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 05/21/2023] [Revised: 07/12/2023] [Accepted: 07/12/2023] [Indexed: 07/18/2023]
Abstract
Treatment of visceral leishmaniasis (VL) is compromised by drug toxicity, high cost and/or the emergence of resistant strains. Though canine vaccines are available, there are no licensed prophylactic human vaccines. One strategy to improve clinical outcome for infected patients is immunotherapy, which associates a chemotherapy that acts directly to reduce parasitism and the administration of an immunogen-adjuvant that activates the host protective Th1-type immune response. In this study, we evaluated an immunotherapy protocol in a murine model by combining recombinant (r)LiHyp1 (a hypothetical amastigote-specific Leishmania protein protective against Leishmania infantum infection), with monophosphoryl-lipid A (MPLA) as adjuvant and amphotericin B (AmpB) as reference antileishmanial drug. We used this protocol to treat L. infantum infected-BALB/c mice, and parasitological, immunological and toxicological evaluations were performed at 1 and 30 days after treatment. Results showed that mice treated with rLiHyp1/MPLA/AmpB presented the lowest parasite burden in all organs evaluated, when both a limiting dilution technique and qPCR were used. In addition, these animals produced higher levels of IFN-γ and IL-12 cytokines and IgG2a isotype antibody, which were associated with lower production of IL-4 and IL-10 and IgG1 isotype. Furthermore, low levels of renal and hepatic damage markers were found in animals treated with rLiHyp1/MPLA/AmpB possibly reflecting the lower parasite load, as compared to the other groups. We conclude that the rLiHyp1/MPLA/AmpB combination could be considered in future studies as an immunotherapy protocol to treat 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, Belo Horizonte, 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, 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, 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, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Breno L Pimenta
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Gabriel J L Moreira
- 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
| | - Fernanda F Ramos
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 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, 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, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Marcelo M de Jesus
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, 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, 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, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - 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, 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
| | - Eduardo A F Coelho
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, 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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Ramos FF, Pereira IAG, Cardoso MM, Bandeira RS, Lage DP, Scussel R, Anastacio RS, Freire VG, Melo MFN, Oliveira-da-Silva JA, Martins VT, Tavares GSV, Vale DL, Freitas CS, Chaves AT, Caporali JFM, Vassallo PF, Ravetti CG, Nobre V, Fonseca FG, Christodoulides M, Machado-de-Ávila RA, Coelho EAF, Ludolf F. B-Cell Epitopes-Based Chimeric Protein from SARS-CoV-2 N and S Proteins Is Recognized by Specific Antibodies in Serum and Urine Samples from Patients. Viruses 2023; 15:1877. [PMID: 37766284 PMCID: PMC10538162 DOI: 10.3390/v15091877] [Citation(s) in RCA: 0] [Impact Index Per Article: 0] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Affiliation(s)] [Abstract] [Key Words] [MESH Headings] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 08/16/2023] [Revised: 08/30/2023] [Accepted: 09/01/2023] [Indexed: 09/29/2023] Open
Abstract
The impact of the COVID-19 pandemic caused by the SARS-CoV-2 virus underscored the crucial role of laboratorial tests as a strategy to control the disease, mainly to indicate the presence of specific antibodies in human samples from infected patients. Therefore, suitable recombinant antigens are relevant for the development of reliable tests, and so far, single recombinant proteins have been used. In this context, B-cell epitopes-based chimeric proteins can be an alternative to obtain tests with high accuracy through easier and cheaper production. The present study used bioinformatics tools to select specific B-cell epitopes from the spike (S) and the nucleocapsid (N) proteins from the SARS-CoV-2 virus, aiming to produce a novel recombinant chimeric antigen (N4S11-SC2). Eleven S and four N-derived B-cell epitopes were predicted and used to construct the N4S11-SC2 protein, which was analyzed in a recombinant format against serum and urine samples, by means of an in house-ELISA. Specific antibodies were detected in the serum and urine samples of COVID-19 patients, which were previously confirmed by qRT-PCR. Results showed that N4S11-SC2 presented 83.7% sensitivity and 100% specificity when using sera samples, and 91.1% sensitivity and 100% specificity using urine samples. Comparable findings were achieved with paired urine samples when compared to N and S recombinant proteins expressed in prokaryotic systems. However, better results were reached for N4S11-SC2 in comparison to the S recombinant protein when using paired serum samples. Anti-N4S11-SC2 antibodies were not clearly identified in Janssen Ad26.COV2.S COVID-19-vaccinated subjects, using serum or paired urine samples. In conclusion, this study presents a new chimeric recombinant antigen expressed in a prokaryotic system that could be considered as an alternative diagnostic marker for the SARS-CoV-2 infection, with the potential benefits to be used on serum or urine from infected patients.
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Affiliation(s)
- Fernanda F. Ramos
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte 30130-100, Minas Gerais, Brazil; (F.F.R.); (I.A.G.P.); (M.M.C.); (E.A.F.C.)
| | - Isabela A. G. Pereira
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte 30130-100, Minas Gerais, Brazil; (F.F.R.); (I.A.G.P.); (M.M.C.); (E.A.F.C.)
| | - Mariana M. Cardoso
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte 30130-100, Minas Gerais, Brazil; (F.F.R.); (I.A.G.P.); (M.M.C.); (E.A.F.C.)
| | - Raquel S. Bandeira
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte 30130-100, Minas Gerais, Brazil; (F.F.R.); (I.A.G.P.); (M.M.C.); (E.A.F.C.)
| | - Daniela P. Lage
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte 30130-100, Minas Gerais, Brazil; (F.F.R.); (I.A.G.P.); (M.M.C.); (E.A.F.C.)
| | - Rahisa Scussel
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde, Universidade do Extremo Sul Catarinense, Criciúma 88806-000, Santa Catarina, Brazil (R.A.M.-d.-Á.)
| | - Rafaela S. Anastacio
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde, Universidade do Extremo Sul Catarinense, Criciúma 88806-000, Santa Catarina, Brazil (R.A.M.-d.-Á.)
| | - Victor G. Freire
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde, Universidade do Extremo Sul Catarinense, Criciúma 88806-000, Santa Catarina, Brazil (R.A.M.-d.-Á.)
| | - Marina F. N. Melo
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte 30130-100, Minas Gerais, Brazil; (F.F.R.); (I.A.G.P.); (M.M.C.); (E.A.F.C.)
| | - Joao A. Oliveira-da-Silva
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte 30130-100, Minas Gerais, Brazil; (F.F.R.); (I.A.G.P.); (M.M.C.); (E.A.F.C.)
| | - Vivian T. Martins
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte 30130-100, Minas Gerais, Brazil; (F.F.R.); (I.A.G.P.); (M.M.C.); (E.A.F.C.)
| | - Grasiele S. V. Tavares
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte 30130-100, Minas Gerais, Brazil; (F.F.R.); (I.A.G.P.); (M.M.C.); (E.A.F.C.)
| | - Danniele L. Vale
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte 30130-100, Minas Gerais, Brazil; (F.F.R.); (I.A.G.P.); (M.M.C.); (E.A.F.C.)
| | - Camila S. Freitas
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte 30130-100, Minas Gerais, Brazil; (F.F.R.); (I.A.G.P.); (M.M.C.); (E.A.F.C.)
| | - Ana Thereza Chaves
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte 30130-100, Minas Gerais, Brazil; (F.F.R.); (I.A.G.P.); (M.M.C.); (E.A.F.C.)
| | - Júlia F. M. Caporali
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte 30130-100, Minas Gerais, Brazil; (F.F.R.); (I.A.G.P.); (M.M.C.); (E.A.F.C.)
- Departamento de Clínica Médica, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte 30130-100, Minas Gerais, Brazil
| | - Paula F. Vassallo
- Departamento de Clínica Médica, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte 30130-100, Minas Gerais, Brazil
| | - Cecilia G. Ravetti
- Departamento de Clínica Médica, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte 30130-100, Minas Gerais, Brazil
| | - Vandack Nobre
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte 30130-100, Minas Gerais, Brazil; (F.F.R.); (I.A.G.P.); (M.M.C.); (E.A.F.C.)
- Departamento de Clínica Médica, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte 30130-100, Minas Gerais, Brazil
| | - Flavio G. Fonseca
- Centro de Tecnologia de Vacinas (CT Vacinas), BH-Tec, UFMG, Belo Horizonte 31270-901, Minas Gerais, Brazil
- Laboratório de Virologia Molecular e Aplicada, Departamento de Microbiologia, 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, UK
| | - Ricardo A. Machado-de-Ávila
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde, Universidade do Extremo Sul Catarinense, Criciúma 88806-000, Santa Catarina, Brazil (R.A.M.-d.-Á.)
| | - Eduardo A. F. Coelho
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte 30130-100, Minas Gerais, Brazil; (F.F.R.); (I.A.G.P.); (M.M.C.); (E.A.F.C.)
- Departamento de Patologia Clínica, COLTEC, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte 31270-901, 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, Belo Horizonte 30130-100, Minas Gerais, Brazil; (F.F.R.); (I.A.G.P.); (M.M.C.); (E.A.F.C.)
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde, Faculdade Ciências Médicas de Minas Gerais, Belo Horizonte 30130-110, Minas Gerais, Brazil
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Vale DL, Freitas CS, Martins VT, Moreira GJL, Machado AS, Ramos FF, Pereira IAG, Bandeira RS, de Jesus MM, Tavares GSV, Ludolf F, Chávez-Fumagalli MA, Galdino AS, Fujiwara RT, Bueno LL, Roatt BM, Christodoulides M, Coelho EAF, Lage DP. Efficacy of an Immunotherapy Combining Immunogenic Chimeric Protein Plus Adjuvant and Amphotericin B against Murine Visceral Leishmaniasis. Biology (Basel) 2023; 12:851. [PMID: 37372136 DOI: 10.3390/biology12060851] [Citation(s) in RCA: 0] [Impact Index Per Article: 0] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Affiliation(s)] [Abstract] [Key Words] [Grants] [Track Full Text] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 04/05/2023] [Revised: 06/06/2023] [Accepted: 06/09/2023] [Indexed: 06/29/2023]
Abstract
Visceral leishmaniasis (VL) in the Americas is a chronic systemic disease caused by infection with Leishmania infantum parasites. The toxicity of antileishmanial drugs, long treatment course and limited efficacy are significant concerns that hamper adequate treatment against the disease. Studies have shown the promise of an immunotherapeutics approach, combining antileishmanial drugs to reduce the parasitism and vaccine immunogens to activate the host immune system. In the current study, we developed an immunotherapy using a recombinant T cell epitope-based chimeric protein, ChimT, previously shown to be protective against Leishmania infantum, with the adjuvant monophosphoryl lipid A (MPLA) and amphotericin B (AmpB) as the antileishmanial drug. BALB/c mice were infected with L. infantum stationary promastigotes and later they received saline or were treated with AmpB, MPLA, ChimT/Amp, ChimT/MPLA or ChimT/MPLA/AmpB. The combination of ChimT/MPLA/AmpB significantly reduced the parasite load in mouse organs (p < 0.05) and induced a Th1-type immune response, which was characterized by higher ratios of anti-ChimT and anti-parasite IgG2a:IgG1 antibodies, increased IFN-γ mRNA and IFN-γ and IL-12 cytokines and accompanied by lower levels of IL-4 and IL-10 cytokines, when compared to other treatments and controls (all p < 0.05). Organ toxicity was also lower with the ChimT/MPLA/AmpB immunotherapy, suggesting that the inclusion of the vaccine and adjuvant ameliorated the toxicity of AmpB to some degree. In addition, the ChimT vaccine alone stimulated in vitro murine macrophages to significantly kill three different internalized species of Leishmania parasites and to produce Th1-type cytokines into the culture supernatants. To conclude, our data suggest that the combination of ChimT/MPLA/AmpB could be considered for further studies as an immunotherapy for L. infantum infection.
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Affiliation(s)
- Danniele L Vale
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte 30130-100, 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, Belo Horizonte 30130-100, 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, Belo Horizonte 30130-100, Minas Gerais, Brazil
| | - Gabriel J L Moreira
- 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 35400-000, 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, Belo Horizonte 30130-100, 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, Belo Horizonte 30130-100, 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, Belo Horizonte 30130-100, 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, Belo Horizonte 30130-100, Minas Gerais, Brazil
| | - Marcelo M de Jesus
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte 30130-100, 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, Belo Horizonte 30130-100, 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, Belo Horizonte 30130-100, Minas Gerais, Brazil
| | - 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
| | - Alexsandro S Galdino
- Laboratório de Biotecnologia de Microrganismos, Universidade Federal de São João Del-Rei, Divinópolis 35501-296, Minas Gerais, Brazil
| | - Ricardo T Fujiwara
- Departamento de Parasitologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte 31270-901, Minas Gerais, Brazil
| | - Lílian L Bueno
- Departamento de Parasitologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte 31270-901, Minas Gerais, Brazil
| | - 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 35400-000, 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, UK
| | - Eduardo A F Coelho
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte 30130-100, Minas Gerais, Brazil
- Departamento de Patologia Clínica, Colégio Técnico (COLTEC), Universidade Federal de Minas Gerais, Av. Antônio Carlos, 6627, Belo Horizonte 31270-901, Minas Gerais, Brazil
| | - Daniela P Lage
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte 30130-100, Minas Gerais, Brazil
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Freitas CS, Santiago SS, Lage DP, Antinarelli LMR, Oliveira FM, Vale DL, Martins VT, Magalhaes LND, Bandeira RS, Ramos FF, Pereira IAG, de Jesus MM, Ludolf F, Tavares GSV, Costa AV, Ferreira RS, Coimbra ES, Teixeira RR, Coelho EAF. In vitro evaluation of antileishmanial activity, mode of action and cellular response induced by vanillin synthetic derivatives against Leishmania species able to cause cutaneous and visceral leishmaniasis. Exp Parasitol 2023:108555. [PMID: 37247802 DOI: 10.1016/j.exppara.2023.108555] [Citation(s) in RCA: 0] [Impact Index Per Article: 0] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Affiliation(s)] [Abstract] [Key Words] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 12/27/2022] [Revised: 05/15/2023] [Accepted: 05/26/2023] [Indexed: 05/31/2023]
Abstract
The treatment against leishmaniasis presents problems, mainly due to their toxicity of the drugs, high cost and/or by the emergence of parasite resistant strains. In this context, new therapeutics should be searched. In this study, two novel synthetic derivatives from vanillin: [4-(2-hydroxy-3-(4-octyl-1H-1,2,3-triazol-1-yl)propoxy)-3-methoxybenzaldehyde] or 3s and [4-(3-(4-decyl-1H-1,2,3-triazol-1-yl)-2-hydroxypropoxy)-3-methoxybenzaldehyde] or 3t, were evaluated regarding their antileishmanial activity against distinct parasite species able to cause cutaneous and visceral leishmaniasis. Results showed that compounds 3s and 3t were effective against Leishmania infantum, L. amazonensis and L. braziliensis promastigote and amastigote-like forms, showing selectivity index (SI) of 25.1, 18.2 and 22.9, respectively, when 3s was used against promastigotes, and of 45.2, 7.5 and 15.0, respectively, against amastigote-like stage. Using the compound 3t, SI values were 45.2, 53.0 and 80.0, respectively, against promastigotes, and of 35.9, 46.0 and 58.4, respectively, against amastigote-like forms. Amphotericin B (AmpB) showed SI values of 5.0, 7.5 and 15.0, respectively, against promastigotes, and of 3.8, 5.0 and 7.5, respectively, against amastigote-like stage. The treatment of infected macrophages and inhibition of the infection upon pre-incubation with the molecules showed that they were effective in reducing the infection degree and inhibiting the infection in pre-incubated parasites, respectively, as compared to data obtained using AmpB. The mechanism of action of 3s and 3t was evaluated in L. infantum, revealing that both 3s and 3t altered the parasite mitochondrial membrane potential leading to reactive oxygen species production, increase in lipid corps and changes in the cell cycle, causing the parasite' death. A preliminary assay using the cell culture supernatant from treated and infected macrophages showed that 3s and 3t induced higher IL-12 and lower IL-10 values; suggesting the development of an in vitro Th1-type response in the treated cells. In this context, data indicated that 3s and 3t could be considered therapeutic agents to be tested in future studies against leishmaniasis.
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Affiliation(s)
- 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, Santa Efigênia, 30130-100, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Samira S Santiago
- Grupo de Síntese e Pesquisa de Compostos Bioativos, Departamento de Química, Universidade Federal de Viçosa, Avenida PH Rolfs S/N, 36570-900, Viçosa, Minas Gerais, Brazil
| | - 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, Santa Efigênia, 30130-100, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Luciana M R Antinarelli
- Departamento de Parasitologia, Microbiologia e Imunologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Juiz de Fora, Campus Universitário, 36036-900, Juiz de Fora, Minas Gerais, Brazil
| | - Fabrício M Oliveira
- Instituto Federal de Educação de Minas Gerais, Rua Afonso Sardinha 90, Bairro Pioneiros, 36420-000, Ouro Branco, 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, Santa Efigênia, 30130-100, Belo Horizonte, 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, Santa Efigênia, 30130-100, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Lícia N D Magalhaes
- 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, Santa Efigênia, 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, Santa Efigênia, 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, Santa Efigênia, 30130-100, Belo Horizonte, 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, Santa Efigênia, 30130-100, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Marcelo M de Jesus
- 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, Santa Efigênia, 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, Santa Efigênia, 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, Santa Efigênia, 30130-100, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Adilson V Costa
- Departamento de Química e Física, Universidade Federal Do Espírito Santo, Alto Universitário, S/n Guararema, 29500-000, Alegre, Espírito Santo, Brazil
| | - Rafaela S Ferreira
- Departamento de Bioquímica e Imunologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, 31270-901, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Elaine S Coimbra
- Departamento de Parasitologia, Microbiologia e Imunologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Juiz de Fora, Campus Universitário, 36036-900, Juiz de Fora, Minas Gerais, Brazil
| | - Róbson R Teixeira
- Grupo de Síntese e Pesquisa de Compostos Bioativos, Departamento de Química, Universidade Federal de Viçosa, Avenida PH Rolfs S/N, 36570-900, Viçosa, 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, Santa Efigênia, 30130-100, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil; Departamento de Patologia Clínica, COLTEC, Universidade Federal de Minas Gerais, 31270-901, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil.
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Freitas CS, Lage DP, Machado AS, Vale DL, Martins VT, Cardoso JMO, Oliveira-da-Silva JA, Reis TAR, Tavares GSV, Ramos FF, Ludolf F, Pereira IAG, Bandeira RS, Fujiwara RT, Bueno LL, Roatt BM, Chávez-Fumagalli MA, Coelho EAF. Exploring drug repositioning for leishmaniasis treatment: Ivermectin plus polymeric micelles induce immunological response and protection against tegumentary leishmaniasis. Cytokine 2023; 164:156143. [PMID: 36774730 DOI: 10.1016/j.cyto.2023.156143] [Citation(s) in RCA: 0] [Impact Index Per Article: 0] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Affiliation(s)] [Abstract] [Key Words] [MESH Headings] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 09/22/2022] [Revised: 01/28/2023] [Accepted: 01/31/2023] [Indexed: 02/12/2023]
Abstract
Leishmania amazonensis can cause a wide spectrum of the clinical manifestations of leishmaniasis in humans. The development of new therapeutics is a long and expensive task; in this context, drug repositioning could be considered a strategy to identify new biological actions of known products. In the present study, ivermectin (IVE) was tested against distinct Leishmania species able to cause disease in humans. In vitro experiments showed that IVE was effective to reduce the infection degree and parasite load in Leishmania donovani- and L. amazonensis-infected macrophages that were treated with it. In addition, using the culture supernatant of treated macrophages, higher production of IFN-γ and IL-12 and lower levels of IL-4 and IL-10 were found. Then, IVE was used in a pure form or incorporated into Poloxamer 407-based polymeric micelles (IVE/M) for the treatment of L. amazonensis-infected BALB/c mice. Animals (n = 16 per group) were infected and later received saline, empty micelles, amphotericin B (AmpB), IVE, or IVE/M. They were euthanized at one (n = 8 per group) and 30 (n = 8 per group) days after treatment and, in both endpoints, immunological, parasitological, and biochemical evaluations were performed. Results showed that both IVE and IVE/M induced higher levels of IFN-γ, IL-12, GM-CSF, nitrite, and IgG2a antibodies, as well as higher IFN-γ expression evaluated by RT-qPCR in spleen cell cultures. Such animals showed low organic toxicity, as well as significant reductions in the lesion's average diameter and parasite load in their infected tissue, spleen, liver, and draining lymph node. The efficacy was maintained 30 days post-therapy, while control mice developed a polarized Th2-type response and high parasite load. In this context, IVE could be considered as a new candidate to be applied in future studies for the treatment against distinct Leishmania species.
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Affiliation(s)
- Camila S Freitas
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte 30130-100, Minas Gerais, Brazil
| | - Daniela P Lage
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte 30130-100, 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, Belo Horizonte 30130-100, 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, Belo Horizonte 30130-100, 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, Belo Horizonte 30130-100, Minas Gerais, Brazil
| | - Jamille M O Cardoso
- Laboratório de Imunopatologia, Núcleo de Pesquisas em Ciências Biológicas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto 35400-000, 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, Belo Horizonte 30130-100, 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, Belo Horizonte 30130-100, 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, Belo Horizonte 30130-100, 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, Belo Horizonte 30130-100, 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, Belo Horizonte 30130-100, 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, Belo Horizonte 30130-100, 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, Belo Horizonte 30130-100, Minas Gerais, Brazil
| | - Ricardo T Fujiwara
- Departamento de Parasitologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte 31270-901, Minas Gerais, Brazil
| | - Lílian L Bueno
- Departamento de Parasitologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte 31270-901, Minas Gerais, Brazil
| | - Bruno M Roatt
- Laboratório de Imunopatologia, Núcleo de Pesquisas em Ciências Biológicas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto 35400-000, Minas Gerais, Brazil
| | - 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
| | - Eduardo A F Coelho
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte 30130-100, 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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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] [What about the content of this article? (0)] [Affiliation(s)] [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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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: 9] [Impact Index Per Article: 4.5] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Affiliation(s)] [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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Ludolf F, Ramos FF, Bagno FF, Oliveira-da-Silva JA, Reis TAR, Christodoulides M, Vassallo PF, Ravetti CG, Nobre V, da Fonseca FG, Coelho EAF. Detecting anti-SARS-CoV-2 antibodies in urine samples: A noninvasive and sensitive way to assay COVID-19 immune conversion. Sci Adv 2022; 8:eabn7424. [PMID: 35559681 PMCID: PMC9106288 DOI: 10.1126/sciadv.abn7424] [Citation(s) in RCA: 8] [Impact Index Per Article: 4.0] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Affiliation(s)] [Abstract] [MESH Headings] [Grants] [Track Full Text] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 12/16/2021] [Accepted: 03/31/2022] [Indexed: 05/31/2023]
Abstract
Serum-based ELISA (enzyme-linked immunosorbent assay) has been widely used to detect anti-severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) antibodies. However, to date, no study has investigated patient urine as a biological sample to detect SARS-CoV-2 virus-specific antibodies. An in-house urine-based ELISA was developed using recombinant SARS-CoV-2 nucleocapsid protein. The presence of SARS-CoV-2 antibodies in urine was established, with 94% sensitivity and 100% specificity for the detection of anti-SARS-CoV-2 antibodies with the urine-based ELISA and 88% sensitivity and 100% specificity with a paired serum-based ELISA. The urine-based ELISA that detects anti-SARS-CoV-2 antibodies is a noninvasive method with potential application as a facile COVID-19 immunodiagnostic platform, which can be used to report the extent of exposure at the population level and/or to assess the risk of infection at the individual level.
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Affiliation(s)
- Fernanda Ludolf
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde, Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte 30.130-100, 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, Belo Horizonte 30.130-100, Minas Gerais, Brazil
| | - Flávia F. Bagno
- Laboratório de Virologia Básica e Aplicada, Departamento de Microbiologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte 31.270-901, Minas Gerais, Brazil
- Centro de Tecnologia em Vacinas (CT Vacinas), BH-Tec, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte 30.130-100, 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, Belo Horizonte 30.130-100, 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, Belo Horizonte 30.130-100, 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, UK
| | - Paula F. Vassallo
- Hospital das Clínicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte 30.130-100, Minas Gerais, Brazil
| | - Cecilia G. Ravetti
- Departamento de Clínica Médica, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte 30.130-100, Minas Gerais, Brazil
| | - Vandack Nobre
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde, Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte 30.130-100, Minas Gerais, Brazil
- Departamento de Clínica Médica, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte 30.130-100, Minas Gerais, Brazil
| | - Flavio G. da Fonseca
- Laboratório de Virologia Básica e Aplicada, Departamento de Microbiologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte 31.270-901, Minas Gerais, Brazil
- Centro de Tecnologia em Vacinas (CT Vacinas), BH-Tec, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte 30.130-100, 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, Belo Horizonte 30.130-100, Minas Gerais, Brazil
- Departamento de Patologia Clínica, COLTEC, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte 31.270-901, Minas Gerais, Brazil
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Vale DL, Machado AS, Ramos FF, Lage DP, Freitas CS, de Oliveira D, Galvani NC, Luiz GP, Fagundes MI, Fernandes BB, Oliveira-da-Silva JA, Ludolf F, Tavares GSV, Guimarães NS, Chaves AT, Chávez-Fumagalli MA, Tupinambás U, Rocha MOC, Gonçalves DU, Martins VT, Machado-de-Ávila RA, Coelho EAF. Evaluation from a B-cell epitope-based chimeric protein for the serodiagnosis of tegumentary and visceral leishmaniasis. Microb Pathog 2022; 167:105562. [PMID: 35513293 DOI: 10.1016/j.micpath.2022.105562] [Citation(s) in RCA: 0] [Impact Index Per Article: 0] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Affiliation(s)] [Abstract] [Key Words] [MESH Headings] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 01/14/2022] [Revised: 04/26/2022] [Accepted: 04/27/2022] [Indexed: 11/18/2022]
Abstract
The diagnosis of leishmaniasis presents problems due to the variable sensitivity and/or specificity of tests. In addition, high levels of anti-parasite antibodies can remain after treatment, making it difficult to conduct a prognostic follow-up of patients. In this context, it is necessary to identify new candidates to be examined for the sensitive and specific diagnosis of the disease. In the present study, four Leishmania proteins, previously shown as antigenic for tegumentary leishmaniasis (TL), were evaluated, and their linear specific B-cell epitopes were predicted and used to generate a new gene codifying chimeric protein called ChimB, which was cloned, and the recombinant version was expressed, purified, and evaluated in ELISA (Enzyme-Linked Immunosorbent Assay) to diagnose TL and visceral leishmaniasis (VL). A total of 220 human serum samples were used, and, when ChimB was used, results showed sensitivity, specificity, and positive and negative predictive values of 100% for the diagnosis of both diseases; however, when using peptides, the sensitivity values reached from 28.0% to 57.3% and specificity varied from 16.3% to 83.7%. A soluble Leishmania extract (SLA) showed sensitivity and specificity values of 30.7% and 45.9%, respectively. The area under the curve (AUC) value for ChimB was 1.0, while for synthetic peptides, this value reached between 0.502 and 0.635, whereas for SLA, the value was of 0.589. Serological assays using sera samples collected before and after treatment showed significant reductions in the anti-ChimB antibody levels after therapy, suggesting a prognostic role of this recombinant antigen. In conclusion, preliminary data suggest the use from ChimB as a potential candidate for the diagnosis and prognosis of leishmaniasis.
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Affiliation(s)
- Danniele L Vale
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 30130-100, 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, Belo Horizonte, 30130-100, 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, Belo Horizonte, 30130-100, Minas Gerais, Brazil
| | - Daniela P Lage
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 30130-100, 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, Belo Horizonte, 30130-100, Minas Gerais, Brazil
| | - Daysiane de Oliveira
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde, Universidade do Extremo Sul Catarinense, Criciúma, 88806-000, Santa Catarina, Brazil
| | - Nathalia C Galvani
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 30130-100, Minas Gerais, Brazil
| | - Gabriel P Luiz
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde, Universidade do Extremo Sul Catarinense, Criciúma, 88806-000, Santa Catarina, Brazil
| | - Mirian I Fagundes
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde, Universidade do Extremo Sul Catarinense, Criciúma, 88806-000, Santa Catarina, Brazil
| | - Bruna B Fernandes
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde, Universidade do Extremo Sul Catarinense, Criciúma, 88806-000, Santa Catarina, 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, Belo Horizonte, 30130-100, 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, Belo Horizonte, 30130-100, 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, Belo Horizonte, 30130-100, Minas Gerais, Brazil
| | - Nathalia S Guimarães
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 30130-100, Minas Gerais, Brazil
| | - Ana T Chaves
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 30130-100, Minas Gerais, Brazil
| | - 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
| | - Unaí Tupinambás
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 30130-100, Minas Gerais, Brazil
| | - Manoel O C Rocha
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 30130-100, Minas Gerais, Brazil
| | - Denise U Gonçalves
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 30130-100, 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, Belo Horizonte, 30130-100, Minas Gerais, Brazil
| | - Ricardo A Machado-de-Ávila
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde, Universidade do Extremo Sul Catarinense, Criciúma, 88806-000, Santa Catarina, 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, Belo Horizonte, 30130-100, Minas Gerais, Brazil; Departamento de Patologia Clínica, COLTEC, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 31270-901, Minas Gerais, Brazil.
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Machado AS, Lage DP, Vale DL, Freitas CS, Linhares FP, Cardoso JMO, Oliveira-da-Silva JA, Pereira IAG, Ramos FF, Tavares GSV, Ludolf F, Bandeira RS, Maia LGN, Menezes-Souza D, Duarte MC, Chávez-Fumagalli MA, Roatt BM, Christodoulides M, Martins VT, Coelho EAF. Leishmania LiHyC protein is immunogenic and induces protection against visceral leishmaniasis. Parasite Immunol 2022; 44:e12921. [PMID: 35437797 DOI: 10.1111/pim.12921] [Citation(s) in RCA: 1] [Impact Index Per Article: 0.5] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Affiliation(s)] [Abstract] [Key Words] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 02/17/2022] [Revised: 04/11/2022] [Accepted: 04/13/2022] [Indexed: 11/27/2022]
Abstract
AIMS Treatment against visceral leishmaniasis (VL) presents problems by toxicity of drugs, high cost and/or emergence of resistant strains. The diagnosis is hampered by variable sensitivity and/or specificity of tests. In this context, prophylactic vaccination could represent a control measure against disease. In this study, the protective efficacy from Leishmania LiHyC protein was evaluated in murine model against Leishmania infantum infection. METHODS AND RESULTS LiHyC was used as recombinant protein (rLiHyC) associated with saponin (rLiHyC/S) or Poloxamer 407-based polymeric micelles (rLiHyC/M) to immunize mice. Animals received also saline, saponin or empty micelles as controls. The immunogenicity was evaluated before and after challenge, and results showed that vaccination with rLiHyC/S or rLiHyC/M induced the production of high levels of IFN-γ, IL-12 and GM-CSF in cell culture supernatants, as well as higher IFN-γ expression evaluated by RT-qPCR and involvement from CD4+ and CD8+ T cell subtypes producing IFN-γ, TNF-α and IL-2. A positive lymphoproliferative response was also found in cell cultures from vaccinated animals, besides high levels of rLiHyC- and parasite-specific nitrite and IgG2a antibodies. Immunological assays correlated with significant reductions in the parasite load in spleens, livers, bone marrows and draining lymph nodes from vaccinated mice, when compared to values found in the controls. The micellar composition showed slightly better immunological and parasitological data, as compared to rLiHyC/S. CONCLUSION Results suggest that rLiHyC associated with adjuvants could be considered for future studies as a vaccine candidate against VL.
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Affiliation(s)
- 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
| | - 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
| | - 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
| | - 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
| | - 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
| | - 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
| | - Luiz G N Maia
- 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
| | - Daniel Menezes-Souza
- 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
| | - Mariana C Duarte
- 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
| | - 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, 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, 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, England
| | - 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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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] [What about the content of this article? (0)] [Affiliation(s)] [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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das Chagas Almeida A, Meinel RS, Leal YL, Silva TP, Glanzmann N, Mendonça DVC, Perin L, Cunha-Júnior EF, Coelho EAF, Melo RCN, da Silva AD, Coimbra ES. Functionalized 1,2,3-triazolium salts as potential agents against visceral leishmaniasis. Parasitol Res 2022; 121:1389-1406. [PMID: 35169883 DOI: 10.1007/s00436-022-07431-9] [Citation(s) in RCA: 0] [Impact Index Per Article: 0] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Affiliation(s)] [Abstract] [Key Words] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 08/16/2021] [Accepted: 01/07/2022] [Indexed: 10/19/2022]
Abstract
Visceral leishmaniasis (VL) is the most severe clinical form of leishmaniasis, being fatal if untreated. In search of a more effective treatment for VL, one of the main strategies is the development and screening of new antileishmanial compounds. Here, we reported the synthesis of seven new acetyl functionalized 1,2,3-triazolium salts, together with four 1,2,3-triazole precursors, and investigated their effect against different strains of L. infantum from dogs and humans. The 1,2,3-triazolium salts exhibited better activity than the 1,2,3-triazole derivatives with IC50 range from 0.12 to 8.66 μM and, among them, compound 5 showed significant activity against promastigotes (IC50 from 4.55 to 5.28 μM) and intracellular amastigotes (IC50 from 5.36 to 7.92 μM), with the best selective index (SI ~ 6-9) and reduced toxicity. Our findings, using biochemical and ultrastructural approaches, demonstrated that compound 5 targets the mitochondrion of L. infantum promastigotes, leading to the formation of reactive oxygen species (ROS), increase of the mitochondrial membrane potential, and mitochondrial alteration. Moreover, quantitative transmission electron microscopy (TEM) revealed that compound 5 induces the reduction of promastigote size and cytoplasmic vacuolization. Interestingly, the effect of compound 5 was not associated with apoptosis or necrosis of the parasites but, instead, seems to be mediated through a pathway involving autophagy, with a clear detection of autophagic vacuoles in the cytoplasm by using both a fluorescent marker and TEM. As for the in vivo studies, compound 5 showed activity in a mouse model of VL at 20 mg/kg, reducing the parasite load in both spleen and liver (59.80% and 26.88%, respectively). Finally, this compound did not induce hepatoxicity or nephrotoxicity and was able to normalize the altered biochemical parameters in the infected mice. Thus, our findings support the use of 1,2,3-triazolium salts as potential agents against visceral leishmaniasis.
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Affiliation(s)
- Ayla das Chagas Almeida
- Núcleo de Pesquisas Em Parasitologia, Departamento de Parasitologia, Microbiologia e Imunologia, I.C.B., Universidade Federal de Juiz de Fora, Campus Universitário, Juiz de Fora, Minas Gerais, Brazil
| | - Raíssa Soares Meinel
- SINTBIOMOL, Departamento de Química, I.C.E., Universidade Federal de Juiz de Fora, Campus Universitário, Juiz de Fora, Minas Gerais, Brazil
| | - Yasmim Lopes Leal
- SINTBIOMOL, Departamento de Química, I.C.E., Universidade Federal de Juiz de Fora, Campus Universitário, Juiz de Fora, Minas Gerais, Brazil
| | - Thiago P Silva
- Laboratório de Biologia Celular, Departamento de Biologia, Universidade Federal de Juiz de Fora, Campus Universitário, Juiz de Fora, Minas Gerais, Brazil
| | - Nícolas Glanzmann
- SINTBIOMOL, Departamento de Química, I.C.E., Universidade Federal de Juiz de Fora, Campus Universitário, Juiz de Fora, Minas Gerais, Brazil
| | - Débora Vasconcelos Costa Mendonça
- Programa de Pós-Graduação Em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Luísa Perin
- Programa de Pós-Graduação Em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Edézio Ferreira Cunha-Júnior
- Laboratório de Imunoparasitologia, Unidade Integrada de Pesquisa Em Produtos Bioativos e Biociências, Universidade Federal Do Rio de Janeiro, Campus UFRJ-Macaé, Macaé, 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, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Rossana C N Melo
- Laboratório de Biologia Celular, Departamento de Biologia, Universidade Federal de Juiz de Fora, Campus Universitário, Juiz de Fora, Minas Gerais, Brazil
| | - Adilson David da Silva
- SINTBIOMOL, Departamento de Química, I.C.E., Universidade Federal de Juiz de Fora, Campus Universitário, Juiz de Fora, Minas Gerais, Brazil
| | - Elaine Soares Coimbra
- Núcleo de Pesquisas Em Parasitologia, Departamento de Parasitologia, Microbiologia e Imunologia, I.C.B., Universidade Federal de Juiz de Fora, Campus Universitário, Juiz de Fora, Minas Gerais, Brazil.
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Galvani NC, Machado AS, Lage DP, Freitas CS, Vale DL, de Oliveira D, Ludolf F, Ramos FF, Fernandes BB, Luiz GP, Mendonça DVC, Oliveira-da-Silva JA, Reis TAR, Tavares GSV, Chaves AT, Guimarães NS, Tupinambás U, Cota GF, Humbert MV, Martins VT, Christodoulides M, Coelho EAF, Machado-de-Ávila RA. ChimLeish, a new recombinant chimeric protein evaluated as a diagnostic and prognostic marker for visceral leishmaniasis and human immunodeficiency virus coinfection. Parasitol Res 2021; 120:4037-4047. [PMID: 34664113 PMCID: PMC8523347 DOI: 10.1007/s00436-021-07342-1] [Citation(s) in RCA: 1] [Impact Index Per Article: 0.3] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Affiliation(s)] [Abstract] [Key Words] [MESH Headings] [Grants] [Track Full Text] [Download PDF] [Figures] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 05/14/2021] [Accepted: 10/04/2021] [Indexed: 11/29/2022]
Abstract
Visceral leishmaniasis (VL) is a neglected tropical disease of global importance caused by parasites of the genus Leishmania, and coinfection with human immunodeficiency virus (HIV) is common in countries where both diseases are endemic. In particular, widely used immunological tests for VL diagnosis have impaired sensitivity (Se) and specificity (Sp) in VL/HIV coinfected patients and there is also cross-reactivity with other endemic diseases, e.g., Chagas disease, malaria, and tuberculosis. To develop new antigens to improve the diagnosis of VL and VL/HIV coinfection, we predicted eight specific B-cell epitopes of four Leishmania infantum antigens and constructed a recombinant polypeptide chimera antigen called ChimLeish. A serological panel of 195 serum samples was used to compare the diagnostic capabilities of ChimLeish alongside the individual synthetic peptides. ChimLeish reacted with sera from all VL and VL/HIV coinfected patients [Se = 100%; Sp = 100%; area under the curve (AUC) = 1.0]. Peptides showed lower reactivities (Se = 76.8 to 99.2%; Sp = 67.1 to 95.7%; AUC between 0.87 and 0.98) as did a L. infantum antigenic preparation used as an antigen control (Se = 56.8%; Sp = 69.5%: AUC = 0.45). Notably, ChimLeish demonstrated a significant reduction (p < 0.05) of anti-ChimLeish antibodies after treatment and cure of a small number of patients. Although only a limited serological panel was tested, preliminary data suggest that ChimLeish should be evaluated in larger sample studies for the diagnosis of VL and VL/HIV coinfection.
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Affiliation(s)
- Nathalia C Galvani
- Laboratório de Pesquisa do Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Avenida Prof. Alfredo Balena, 190, Belo Horizonte, Minas Gerais, 30130-100, Brazil
| | - Amanda S Machado
- Laboratório de Pesquisa do Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Avenida Prof. Alfredo Balena, 190, Belo Horizonte, Minas Gerais, 30130-100, Brazil
| | - Daniela P Lage
- Laboratório de Pesquisa do Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Avenida Prof. Alfredo Balena, 190, Belo Horizonte, Minas Gerais, 30130-100, Brazil
| | - Camila S Freitas
- Laboratório de Pesquisa do Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Avenida Prof. Alfredo Balena, 190, Belo Horizonte, Minas Gerais, 30130-100, Brazil
| | - Danniele L Vale
- Laboratório de Pesquisa do Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Avenida Prof. Alfredo Balena, 190, Belo Horizonte, Minas Gerais, 30130-100, Brazil
| | - Daysiane de Oliveira
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde, Universidade do Extremo Sul Catarinense, Criciúma, Santa Catarina, 88806-000, Brazil
| | - Fernanda Ludolf
- Laboratório de Pesquisa do Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Avenida Prof. Alfredo Balena, 190, Belo Horizonte, Minas Gerais, 30130-100, Brazil
| | - Fernanda F Ramos
- Laboratório de Pesquisa do Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Avenida Prof. Alfredo Balena, 190, Belo Horizonte, Minas Gerais, 30130-100, Brazil
| | - Bruna B Fernandes
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde, Universidade do Extremo Sul Catarinense, Criciúma, Santa Catarina, 88806-000, Brazil
| | - Gabriel P Luiz
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde, Universidade do Extremo Sul Catarinense, Criciúma, Santa Catarina, 88806-000, Brazil
| | - Débora V C Mendonça
- Laboratório de Pesquisa do Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Avenida Prof. Alfredo Balena, 190, Belo Horizonte, Minas Gerais, 30130-100, Brazil
| | - João A Oliveira-da-Silva
- Laboratório de Pesquisa do Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Avenida Prof. Alfredo Balena, 190, Belo Horizonte, Minas Gerais, 30130-100, Brazil
| | - Thiago A R Reis
- Laboratório de Pesquisa do Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Avenida Prof. Alfredo Balena, 190, Belo Horizonte, Minas Gerais, 30130-100, Brazil
| | - Grasiele S V Tavares
- Laboratório de Pesquisa do Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Avenida Prof. Alfredo Balena, 190, Belo Horizonte, Minas Gerais, 30130-100, Brazil
| | - Ana T Chaves
- Laboratório de Pesquisa do Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Avenida Prof. Alfredo Balena, 190, Belo Horizonte, Minas Gerais, 30130-100, Brazil
| | - Nathalia S Guimarães
- Laboratório de Pesquisa do Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Avenida Prof. Alfredo Balena, 190, Belo Horizonte, Minas Gerais, 30130-100, Brazil
| | - Unaí Tupinambás
- Laboratório de Pesquisa do Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Avenida Prof. Alfredo Balena, 190, Belo Horizonte, Minas Gerais, 30130-100, Brazil
| | - Gláucia F Cota
- Centro de Pesquisas René Rachou, Fundação Oswaldo Cruz, FIOCRUZ, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Maria V Humbert
- Neisseria Research Group, Molecular Microbiology, School of Clinical and Experimental Sciences, Faculty of Medicine, University of Southampton, Southampton General Hospital, Southampton, SO16 6YD, England, UK
| | - Vívian T Martins
- Laboratório de Pesquisa do Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Avenida Prof. Alfredo Balena, 190, Belo Horizonte, Minas Gerais, 30130-100, Brazil
| | - Myron Christodoulides
- Neisseria Research Group, Molecular Microbiology, School of Clinical and Experimental Sciences, Faculty of Medicine, University of Southampton, Southampton General Hospital, Southampton, SO16 6YD, England, UK
| | - Eduardo A F Coelho
- Laboratório de Pesquisa do Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Avenida Prof. Alfredo Balena, 190, Belo Horizonte, Minas Gerais, 30130-100, Brazil.
- Departamento de Patologia Clínica, COLTEC, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, 31270-901, Brazil.
| | - Ricardo A Machado-de-Ávila
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde, Universidade do Extremo Sul Catarinense, Criciúma, Santa Catarina, 88806-000, Brazil
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Santos TTO, Ramos FF, Gonçalves IAP, Tavares GSV, Ludolf F, Bandeira RS, Silva AM, Oliveira-da-Silva JA, Reis TAR, Machado AS, Lage DP, Freitas CS, Vale DL, Martins VT, Alves LA, Guimarães NS, Chaves AT, Chávez-Fumagalli MA, Cota GF, Silveira JAG, Tupinambás U, Gonçalves DU, Christodoulides M, Coelho EAF. Potential of recombinant LiHyQ, a novel Leishmania infantum protein, for the diagnosis of canine visceral leishmaniasis and as a diagnostic and prognostic marker for human leishmaniasis and human immunodeficiency virus co-infection: A preliminary study. Acta Trop 2021; 224:106126. [PMID: 34537185 DOI: 10.1016/j.actatropica.2021.106126] [Citation(s) in RCA: 3] [Impact Index Per Article: 1.0] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Affiliation(s)] [Abstract] [Key Words] [MESH Headings] [Grants] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 05/14/2021] [Revised: 07/26/2021] [Accepted: 08/30/2021] [Indexed: 11/17/2022]
Abstract
Laboratory diagnosis of leishmaniasis shows variable efficacy in detecting infected mammalian hosts and there is a need to identify suitable antigens to improve the accuracy of diagnostic tests. In the present study, a L. infantum hypothetical protein called LiHyQ was evaluated for the diagnosis of tegumentary (TL) and visceral (VL) leishmaniasis using canine and human samples. A collection of dog sera (n=155) were tested and contained samples from asymptomatic (n=20) and symptomatic (n=25) VL animals, from healthy dogs living in endemic (n=25) or non-endemic (n=25) areas of disease, from Leish-Tec® vaccinated dogs (n=20) or from dogs infected with Ehrlichia canis (n=15), Babesia canis (n=10) and Trypanosoma cruzi (n=15). Sensitivity (Se), Specificity (Sp), Positive Predictive Value (PPV) and Negative Predictive Value (NPV) of 100% were observed for rLiHyQ with these samples, whereas the Se, Sp, PPV and NPV values with L. infantum Soluble Leishmania Antigen (SLA) preparation were 60.0%, 99.0%, 96.0% and 86.0%, respectively. A collection of human sera (n=305) were tested and contained samples from TL (n=50) and VL (n=40) patients, from VL/HIV co-infected patients (n=35), from patients infected with HIV alone (n=30), Chagas Disease (n=30), malaria (n=10), tuberculosis (n=10), paracoccidioidomycosis (n=15), leprosy (n=30) or aspergillosis (n=15); and from healthy subjects (n=40). Se, Sp, PPV and NPV values of 100% were observed for rLiHyQ with these samples, whereas the Se, Sp, PPV and NPV values with SLA were 58.0%, 76.0%, 50.0% and 82.0%, respectively. The antibody reactivity against the protein was compared with commercial kits, and the kappa index varied from 0.95 to 1.00 for rLiHyQ, and of 0.55 to 0.82 for the kits. In addition, the serological follow-up of treated patients showed a significant reduction in rLiHyQ-specific IgG antibody levels. All canine and human samples were tested at the same time using the same reagents, in order to reduce experimental variation and interference in data interpretation. In conclusion, our preliminary data suggest a diagnostic and prognostic role for rLiHyQ against leishmaniasis.
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Affiliation(s)
- Thaís T O Santos
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 30.130-100, 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, Belo Horizonte, 30.130-100, Minas Gerais, Brazil
| | - Isabela A P Gonçalves
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 30.130-100, 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, Belo Horizonte, 30.130-100, 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, Belo Horizonte, 30.130-100, 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, Belo Horizonte, 30.130-100, 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, Belo Horizonte, 30.130-100, 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, Belo Horizonte, 30.130-100, 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, Belo Horizonte, 30.130-100, 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, Belo Horizonte, 30.130-100, Minas Gerais, Brazil
| | - Daniela P Lage
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 30.130-100, 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, Belo Horizonte, 30.130-100, 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, Belo Horizonte, 30.130-100, 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, Belo Horizonte, 30.130-100, Minas Gerais, Brazil
| | - Livia A Alves
- Secretaria Municipal de Saúde, Prefeitura Municipal de Igarapé. Igarapé, Minas Gerais, Brazil
| | - Nathalia S Guimarães
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 30.130-100, Minas Gerais, Brazil
| | - Ana Thereza Chaves
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 30.130-100, Minas Gerais, Brazil
| | | | - Gláucia F Cota
- Centro de Pesquisas René Rachou, Fundação Oswaldo Cruz, FIOCRUZ, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Julia A G Silveira
- Departamento de Parasitologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 31270-901, Minas Gerais, Brazil
| | - Unaí Tupinambás
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 30.130-100, Minas Gerais, Brazil
| | - Denise U Gonçalves
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 30.130-100, 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
| | - Eduardo A F Coelho
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 30.130-100, Minas Gerais, Brazil; Departamento de Patologia Clínica, COLTEC, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 31270-901, Minas Gerais, Brazil.
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Ramos FF, Tavares GSV, Ludolf F, Machado AS, Santos TTO, Gonçalves IAP, Dias ACS, Alves PT, Fraga VG, Bandeira RS, Oliveira-da-Silva JA, Reis TAR, Lage DP, Martins VT, Freitas CS, Chaves AT, Guimarães NS, Chávez-Fumagalli MA, Tupinambás U, Rocha MOC, Cota GF, Fujiwara RT, Bueno LL, Goulart LR, Coelho EAF. Diagnostic application of sensitive and specific phage-exposed epitopes for visceral leishmaniasis and human immunodeficiency virus coinfection. Parasitology 2021; 148:1706-1714. [PMID: 35060464 PMCID: PMC11010164 DOI: 10.1017/s0031182021001505] [Citation(s) in RCA: 1] [Impact Index Per Article: 0.3] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Affiliation(s)] [Abstract] [Key Words] [MESH Headings] [Grants] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 05/14/2021] [Revised: 08/11/2021] [Accepted: 08/12/2021] [Indexed: 11/05/2022]
Abstract
The diagnosis of visceral leishmaniasis (VL) has improved with the search of novel antigens; however, their performance is limited when samples from VL/human immunodeficiency virus (HIV)-coinfected patients are tested. In this context, studies conducted to identify more suitable antigens to detect both VL and VL/HIC coinfection cases should be performed. In the current study, phage display was performed using serum samples from healthy subjects and VL, HIV-infected and VL/HIV-coinfected patients; aiming to identify novel phage-exposed epitopes to be evaluated with this diagnostic purpose. Nine non-repetitive and valid sequences were identified, synthetized and tested as peptides in enzyme-linked immunosorbent assay experiments. Results showed that three (Pep2, Pep3 and Pep4) peptides showed excellent performance to diagnose VL and VL/HIV coinfection, with 100% sensitivity and specificity values. The other peptides showed sensitivity varying from 50.9 to 80.0%, as well as specificity ranging from 60.0 to 95.6%. Pep2, Pep3 and Pep4 also showed a potential prognostic effect, since specific serological reactivity was significantly decreased after patient treatment. Bioinformatics assays indicated that Leishmania trypanothione reductase protein was predicted to contain these three conformational epitopes. In conclusion, data suggest that Pep2, Pep3 and Pep4 could be tested for the diagnosis of VL and VL/HIV coinfection.
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Affiliation(s)
- 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 Horizonte30130-100, 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, Belo Horizonte30130-100, 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, Belo Horizonte30130-100, 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, Belo Horizonte30130-100, Minas Gerais, Brazil
| | - Thaís T. O. Santos
- 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 Horizonte30130-100, Minas Gerais, Brazil
| | - Isabela A. P. Gonçalves
- 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 Horizonte30130-100, Minas Gerais, Brazil
| | - Ana C. S. Dias
- Laboratório de Nanobiotecnologia, Instituto de Genética e Bioquímica, Universidade Federal de Uberlândia, Av. Amazonas s/n, Campus Umuarama, Bloco 2E, Sala 248, 38400-902Uberlândia, Minas Gerais, Brazil
| | - Patrícia T. Alves
- Laboratório de Nanobiotecnologia, Instituto de Genética e Bioquímica, Universidade Federal de Uberlândia, Av. Amazonas s/n, Campus Umuarama, Bloco 2E, Sala 248, 38400-902Uberlândia, Minas Gerais, Brazil
| | - Vanessa G. Fraga
- Laboratório de Nanobiotecnologia, Instituto de Genética e Bioquímica, Universidade Federal de Uberlândia, Av. Amazonas s/n, Campus Umuarama, Bloco 2E, Sala 248, 38400-902Uberlândia, 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, Belo Horizonte30130-100, 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, Belo Horizonte30130-100, 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, Belo Horizonte30130-100, Minas Gerais, Brazil
| | - 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 Horizonte30130-100, 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, Belo Horizonte30130-100, 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, Belo Horizonte30130-100, Minas Gerais, Brazil
| | - Ana T. Chaves
- 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 Horizonte30130-100, Minas Gerais, Brazil
| | - Nathalia S. Guimarães
- 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 Horizonte30130-100, Minas Gerais, Brazil
| | | | - Unaí Tupinambás
- 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 Horizonte30130-100, Minas Gerais, Brazil
| | - Manoel O. C. Rocha
- 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 Horizonte30130-100, Minas Gerais, Brazil
| | - Gláucia F. Cota
- Centro de Pesquisas René Rachou, Fundação Oswaldo Cruz, FIOCRUZ, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Ricardo T. Fujiwara
- 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 Horizonte30130-100, Minas Gerais, Brazil
- Departamento de Parasitologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte31270-901, Minas Gerais, Brazil
| | - Lílian L. Bueno
- 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 Horizonte30130-100, Minas Gerais, Brazil
- Departamento de Parasitologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte31270-901, Minas Gerais, Brazil
| | - Luiz Ricardo Goulart
- Laboratório de Nanobiotecnologia, Instituto de Genética e Bioquímica, Universidade Federal de Uberlândia, Av. Amazonas s/n, Campus Umuarama, Bloco 2E, Sala 248, 38400-902Uberlândia, Minas Gerais, Brazil
- Department of Medical Microbiology and Immunology, University of California-Davis, Davis, CA95616, USA
| | - 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 Horizonte30130-100, Minas Gerais, Brazil
- Departamento de Patologia Clínica, COLTEC, Universidade Federal de Minas Gerais, Av. Antônio Carlos, 6627, Pampulha, Belo Horizonte31270-901, Minas Gerais, Brazil
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Vale DL, Lage DP, Machado AS, Freitas CS, de Oliveira D, Galvani NC, Fernandes BB, Luiz GP, Oliveira JS, Oliveira-da-Silva JA, Ramos FF, Santos TTO, Siqueira WF, Alves LA, Chávez-Fumagalli MA, de Magalhães-Soares DF, Silveira JAG, Bueno LL, Fujiwara RT, Machado-de-Ávila RA, Martins VT, Coelho EAF. Serodiagnosis of canine leishmaniasis using a novel recombinant chimeric protein constructed with distinct B-cell epitopes from antigenic Leishmania infantum proteins. Vet Parasitol 2021; 296:109513. [PMID: 34225189 DOI: 10.1016/j.vetpar.2021.109513] [Citation(s) in RCA: 0] [Impact Index Per Article: 0] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Affiliation(s)] [Abstract] [Key Words] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 04/24/2021] [Revised: 06/25/2021] [Accepted: 06/26/2021] [Indexed: 10/21/2022]
Abstract
Visceral leishmaniasis (VL) is an important public health problem in the world, and control measures are insufficient to avoid the spread of this neglected disease. Dogs are important domestic reservoirs of Leishmania parasites in countries where VL is a zoonosis, representing a major source of infection between sand fly vectors and humans. In this context, a precise diagnosis of canine leishmaniasis (CanL) could help to reduce the number of human cases. Distinct approaches for the diagnosis of CanL have used recombinant proteins in serological assays. However, variable results of the antigens have been found, mainly to diagnosis asymptomatic cases. The present study used bioinformatics to select specific B-cell epitopes of four Leishmania infantum proteins, which had previously been proven to be antigenic in VL, aiming to produce a novel chimeric protein and to evaluate it for the diagnosis of CanL. Seven B-cell epitopes were identified and used to construct the chimera, which was analyzed in a recombinant format through an ELISA assay against a canine serological panel. A soluble Leishmania antigenic extract (SLA) was used as an antigen control. Results showed 100 % sensitivity and specificity for chimera, while when using SLA the values were 26.0 % and 96.4 %, respectively. The performance of chimera was compared with a commercial kit using asymptomatic and symptomatic dog sera, and the data showed that no false-negative result was found when the recombinant protein was used. However, when using the commercial kit, 40.0 % and 16.0 % of the false-negative results were found, respectively. In conclusion, the recombinant chimera showed an antigenic potential to be evaluated in new studies against a larger serological panel for the diagnosis of CanL.
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Affiliation(s)
- Danniele L Vale
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 30130-100, Minas Gerais, Brazil
| | - Daniela P Lage
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 30130-100, 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, Belo Horizonte, 30130-100, 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, Belo Horizonte, 30130-100, Minas Gerais, Brazil
| | - Daysiane de Oliveira
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde, Universidade do Extremo Sul Catarinense, Criciúma, 88806-000, Santa Catarina, Brazil
| | - Nathália C Galvani
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 30130-100, Minas Gerais, Brazil
| | - Bruna B Fernandes
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde, Universidade do Extremo Sul Catarinense, Criciúma, 88806-000, Santa Catarina, Brazil
| | - Gabriel P Luiz
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde, Universidade do Extremo Sul Catarinense, Criciúma, 88806-000, Santa Catarina, 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
| | - 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, Belo Horizonte, 30130-100, 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, Belo Horizonte, 30130-100, Minas Gerais, Brazil
| | - Thaís T O Santos
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 30130-100, Minas Gerais, Brazil
| | - Williane F Siqueira
- Departamento de Parasitologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 31270-901, Minas Gerais, Brazil
| | - Livia A Alves
- Secretaria Municipal de Saúde, Prefeitura Municipal de Igarapé, Igarapé, Minas Gerais, Brazil
| | | | - Danielle F de Magalhães-Soares
- Departamento de Medicina Veterinária Preventiva, Escola de Veterinária, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 31270-901, Minas Gerais, Brazil
| | - Julia A G Silveira
- Departamento de Parasitologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 31270-901, Minas Gerais, Brazil
| | - Lílian L Bueno
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 30130-100, Minas Gerais, Brazil; Departamento de Parasitologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 31270-901, Minas Gerais, Brazil
| | - Ricardo T Fujiwara
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 30130-100, Minas Gerais, Brazil; Departamento de Parasitologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 31270-901, Minas Gerais, Brazil
| | - Ricardo A Machado-de-Ávila
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde, Universidade do Extremo Sul Catarinense, Criciúma, 88806-000, Santa Catarina, Brazil
| | - Vívian T Martins
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 30130-100, 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, Belo Horizonte, 30130-100, Minas Gerais, Brazil; Departamento de Patologia Clínica, COLTEC, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 31270-901, Minas Gerais, Brazil.
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Freitas CS, Lage DP, Oliveira-da-Silva JA, Costa RR, Mendonça DVC, Martins VT, Reis TAR, Antinarelli LMR, Machado AS, Tavares GSV, Ramos FF, Brito RCF, Ludolf F, Chávez-Fumagalli MA, Roatt BM, Ramos GS, Munkert J, Ottoni FM, Campana PRV, Duarte MC, Gonçalves DU, Coimbra ES, Braga FC, Pádua RM, Coelho EAF. In vitro and in vivo antileishmanial activity of β-acetyl-digitoxin, a cardenolide of Digitalis lanata potentially useful to treat visceral leishmaniasis. ACTA ACUST UNITED AC 2021; 28:38. [PMID: 33851916 PMCID: PMC8045677 DOI: 10.1051/parasite/2021036] [Citation(s) in RCA: 3] [Impact Index Per Article: 1.0] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Affiliation(s)] [Abstract] [Key Words] [Track Full Text] [Download PDF] [Figures] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 08/20/2020] [Accepted: 04/01/2021] [Indexed: 12/11/2022]
Abstract
Current treatments of visceral leishmaniasis face limitations due to drug side effects and/or high cost, along with the emergence of parasite resistance. Novel and low-cost antileishmanial agents are therefore required. We report herein the antileishmanial activity of β-acetyl-digitoxin (b-AD), a cardenolide isolated from Digitalis lanata leaves, assayed in vitro and in vivo against Leishmania infantum. Results showed direct action of b-AD against parasites, as well as efficacy for the treatment of Leishmania-infected macrophages. In vivo experiments using b-AD-containing Pluronic® F127 polymeric micelles (b-AD/Mic) to treat L. infantum-infected mice showed that this composition reduced the parasite load in distinct organs in more significant levels. It also induced the development of anti-parasite Th1-type immunity, attested by high levels of IFN-γ, IL-12, TNF-α, GM-CSF, nitrite and specific IgG2a antibodies, in addition to low IL-4 and IL-10 contents, along with higher IFN-γ-producing CD4+ and CD8+ T-cell frequency. Furthermore, low toxicity was found in the organs of the treated animals. Comparing the therapeutic effect between the treatments, b-AD/Mic was the most effective in protecting animals against infection, when compared to the other groups including miltefosine used as a drug control. Data found 15 days after treatment were similar to those obtained one day post-therapy. In conclusion, the results obtained suggest that b-AD/Mic is a promising antileishmanial agent and deserves further studies to investigate its potential to treat visceral leishmaniasis.
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Affiliation(s)
- Camila S Freitas
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 30130-100 Minas Gerais, Brazil
| | - Daniela P Lage
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 30130-100 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, Belo Horizonte, 30130-100 Minas Gerais, Brazil
| | - Rafaella R Costa
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 30130-100 Minas Gerais, Brazil
| | - Débora V C Mendonça
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 30130-100 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, Belo Horizonte, 30130-100 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, Belo Horizonte, 30130-100 Minas Gerais, Brazil
| | - Luciana M R Antinarelli
- Departamento de Parasitologia, Microbiologia e Imunologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Juiz de Fora, Juiz de Fora, 36036-900 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, Belo Horizonte, 30130-100 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, Belo Horizonte, 30130-100 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, Belo Horizonte, 30130-100 Minas Gerais, Brazil
| | - Rory C F Brito
- Laboratório de Imunopatologia, Núcleo de Pesquisas em Ciências Biológicas, Departamento de Ciências Biológicas, Insituto de Ciências Exatas e Biológicas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 35400-000 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, Belo Horizonte, 30130-100 Minas Gerais, Brazil
| | | | - Bruno M Roatt
- Laboratório de Imunopatologia, Núcleo de Pesquisas em Ciências Biológicas, Departamento de Ciências Biológicas, Insituto de Ciências Exatas e Biológicas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 35400-000 Minas Gerais, Brazil
| | - Gabriela S Ramos
- Departamento de Produtos Farmacêuticos, Faculdade de Farmácia, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 31270-901 Minas Gerais, Brazil
| | - Jennifer Munkert
- Departament Biologie, LS Pharmazeutische Biologie, Universität Erlangen-Nürnberg, 91054 Erlangen, Germany
| | - Flaviano M Ottoni
- Departamento de Produtos Farmacêuticos, Faculdade de Farmácia, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 31270-901 Minas Gerais, Brazil
| | - Priscilla R V Campana
- Departamento de Produtos Farmacêuticos, Faculdade de Farmácia, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 31270-901 Minas Gerais, Brazil
| | - Mariana C Duarte
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 30130-100 Minas Gerais, Brazil - Departamento de Patologia Clínica, COLTEC, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 31270-901 Minas Gerais, Brazil
| | - Denise U Gonçalves
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 30130-100 Minas Gerais, Brazil
| | - Elaine S Coimbra
- Departamento de Parasitologia, Microbiologia e Imunologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Juiz de Fora, Juiz de Fora, 36036-900 Minas Gerais, Brazil
| | - Fernão C Braga
- Departamento de Produtos Farmacêuticos, Faculdade de Farmácia, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 31270-901 Minas Gerais, Brazil
| | - Rodrigo M Pádua
- Departamento de Produtos Farmacêuticos, Faculdade de Farmácia, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 31270-901 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, Belo Horizonte, 30130-100 Minas Gerais, Brazil - Departamento de Patologia Clínica, COLTEC, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 31270-901 Minas Gerais, Brazil
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Pereira IAG, Mendonça DVC, Tavares GSV, Lage DP, Ramos FF, Oliveira-da-Silva JA, Antinarelli LMR, Machado AS, Carvalho LM, Carvalho AMRS, Salustiano IV, Reis TAR, Bandeira RS, Silva AM, Martins VT, Chávez-Fumagalli MA, Humbert MV, Roatt BM, Duarte MC, Menezes-Souza D, Coimbra ES, Leite JPV, Coelho EAF, Gonçalves DU. Parasitological and immunological evaluation of a novel chemotherapeutic agent against visceral leishmaniasis. Parasite Immunol 2020; 42:e12784. [PMID: 32772379 DOI: 10.1111/pim.12784] [Citation(s) in RCA: 7] [Impact Index Per Article: 1.8] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Affiliation(s)] [Abstract] [Key Words] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 03/03/2020] [Revised: 05/29/2020] [Accepted: 08/03/2020] [Indexed: 12/18/2022]
Abstract
AIMS Treatment for visceral leishmaniasis (VL) is hampered by the toxicity and/or high cost of drugs, as well as by emergence of parasite resistance. Therefore, there is an urgent need for new antileishmanial agents. METHODS AND RESULTS In this study, the antileishmanial activity of a diprenylated flavonoid called 5,7,3,4'-tetrahydroxy-6,8-diprenylisoflavone (CMt) was tested against Leishmania infantum and L amazonensis species. Results showed that CMt presented selectivity index (SI) of 70.0 and 165.0 against L infantum and L amazonensis promastigotes, respectively, and of 181.9 and 397.8 against respective axenic amastigotes. Amphotericin B (AmpB) showed lower SI values of 9.1 and 11.1 against L infantum and L amazonensis promastigotes, respectively, and of 12.5 and 14.3 against amastigotes, respectively. CMt was effective in the treatment of infected macrophages and caused alterations in the parasite mitochondria. L infantum-infected mice treated with miltefosine, CMt alone or incorporated in polymeric micelles (CMt/Mic) presented significant reductions in the parasite load in distinct organs, when compared to the control groups. An antileishmanial Th1-type cellular and humoral immune response were developed one and 15 days after treatment, with CMt/Mic-treated mice presenting a better protective response. CONCLUSION Our data suggest that CMt/Mic could be evaluated as a chemotherapeutic agent against VL.
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Affiliation(s)
- Isabela A G Pereira
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Débora V C Mendonça
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, 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, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Daniela P Lage
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, 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, 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, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Luciana M R Antinarelli
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, 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, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Lívia M Carvalho
- Departamento de Ciências Biológicas, Insituto de Ciências Exatas e Biológicas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, Minas Gerais, Brazil
| | - Ana Maria R S Carvalho
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Iorrana V Salustiano
- Departamento de Bioquímica e Biologia Molecular, Universidade Federal de Viçosa, Viçosa, Minas Gerais, Brasil
| | - Thiago A R Reis
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, 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, 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, Belo Horizonte, 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, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | | | - Maria V Humbert
- Neisseria Research Group, Molecular Microbiology, School of Clinical and Experimental Sciences, University of Southampton Faculty of Medicine, Southampton General Hospital, Southampton, England
| | - Bruno M Roatt
- Departamento de Ciências Biológicas, Insituto de Ciências Exatas e Biológicas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, Minas Gerais, Brazil
| | - Mariana C Duarte
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil.,Departamento de Patologia Clínica, COLTEC, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Daniel Menezes-Souza
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil.,Departamento de Patologia Clínica, COLTEC, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Elaine S Coimbra
- Departamento de Parasitologia, Microbiologia e Imunologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Juiz de Fora, Juiz de Fora, Minas Gerais, Brazil
| | - João Paulo V Leite
- Departamento de Bioquímica e Biologia Molecular, Universidade Federal de Viçosa, Viçosa, Minas Gerais, Brasil
| | - Eduardo A F Coelho
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil.,Departamento de Patologia Clínica, COLTEC, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Denise U Gonçalves
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
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Oliveira-da-Silva JA, Machado AS, Ramos FF, Tavares GSV, Lage DP, Mendonça DVC, Pereira IAG, Santos TTO, Martins VT, Carvalho LM, Freitas CS, Ludolf F, Reis TAR, Bandeira RS, Silva AM, Costa LE, Oliveira JS, Duarte MC, Roatt BM, Teixeira AL, Coelho EAF. A Leishmania amastigote-specific hypothetical protein evaluated as recombinant protein plus Th1 adjuvant or DNA plasmid-based vaccine to protect against visceral leishmaniasis. Cell Immunol 2020; 356:104194. [PMID: 32827943 DOI: 10.1016/j.cellimm.2020.104194] [Citation(s) in RCA: 4] [Impact Index Per Article: 1.0] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Affiliation(s)] [Abstract] [Key Words] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 04/24/2020] [Revised: 07/13/2020] [Accepted: 08/07/2020] [Indexed: 11/24/2022]
Abstract
Most studies evaluating vaccine candidates against visceral leishmaniasis (VL) have used parasite promastigote-expressed antigens; however, Leishmania proteins expressed in the amastigote forms should be considered, since few hours after infection this stage comes into contact with the host immune system and is responsible for the development of the disease. In this context, in the present study, a Leishmania amastigote-specific hypothetical protein, called LiHyJ, was evaluated as a recombinant protein plus saponin as an adjuvant or DNA vaccine to protect against VL. The vaccine effect was evaluated by means of the evaluation of immunological and parasitological analyses performed in BALB/c mice against Leishmania infantum infection. Results showed that rLiHyJ/saponin and DNA LiHyJ induced significantly higher levels of anti-protein and anti-parasite IFN-γ, IL-12, GM-CSF, and IgG2a isotype antibodies, which were associated with a low presence of IL-4 and IL-10. DNA vaccination induced higher IFN-γ production, mainly by CD8+ T cells, while rLiHyJ/saponin stimulated the production of this cytokine, mainly by CD4+ T cells. The parasite load evaluated in distinct organs showed that both immunization schedules significantly reduced organic parasitism, when compared to the controls. Similar results were found in the immunological and parasitological assays when using the recombinant protein or DNA, although the vaccination with rLiHyJ plus saponin induced a slightly higher Th1 response and lower parasite load, when compared to the use of DNA plasmid. The protein also proved to be immunogenic when peripheral blood mononuclear cells of treated VL patients and healthy subjects were in vitro stimulated, since higher IFN-γ and lower IL-4 and IL-10 levels were found in the culture supernatants. In conclusion, LiHyJ should be considered in future studies as a vaccine candidate to protect against VL.
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Affiliation(s)
- 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, 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, 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, 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, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Daniela P Lage
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Débora V C Mendonça
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 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, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Thaís T O Santos
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 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, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Lívia M Carvalho
- Laboratório de Imunopatologia, Núcleo de Pesquisas em Ciências Biológicas/NUPEB, Departamento de Ciências Biológicas, Instituto de Ciências Exatas e Biológicas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 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, 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, 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, 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, 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, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Lourena E Costa
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Jamil S Oliveira
- Departamento de Bioquímica e Imunologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Mariana C Duarte
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil; Departamento de Patologia Clínica, COLTEC, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Bruno M Roatt
- Laboratório de Imunopatologia, Núcleo de Pesquisas em Ciências Biológicas/NUPEB, Departamento de Ciências Biológicas, Instituto de Ciências Exatas e Biológicas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, Minas Gerais, Brazil
| | - Antônio L Teixeira
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil; Neuropsychiatry Program, Department of Psychiatry and Behavioral Sciences, McGovern Medical School, The University of Texas Health Science Center at Houston, Houston, TX, USA
| | - Eduardo A F Coelho
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil; Departamento de Patologia Clínica, COLTEC, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil.
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Machado AS, Ramos FF, Santos TTO, Costa LE, Ludolf F, Lage DP, Bandeira RS, Tavares GSV, Oliveira-da-Silva JA, Steiner BT, Chaves AT, Oliveira JS, Chávez-Fumagalli MA, de Magalhães-Soares DF, Silveira JAG, Duarte MC, Machado-de-Ávila RA, Lyon S, Gonçalves DU, Caligiorne RB, Coelho EAF. A new Leishmania hypothetical protein can be used for accurate serodiagnosis of canine and human visceral leishmaniasis and as a potential prognostic marker for human disease. Exp Parasitol 2020; 216:107941. [PMID: 32622940 DOI: 10.1016/j.exppara.2020.107941] [Citation(s) in RCA: 5] [Impact Index Per Article: 1.3] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Affiliation(s)] [Abstract] [Key Words] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 08/14/2019] [Revised: 06/10/2020] [Accepted: 06/14/2020] [Indexed: 11/26/2022]
Abstract
Distinct antigens have been evaluated with diagnostic purpose for canine and human visceral leishmaniasis (VL), and variable sensitivity and specificity values have been obtained in the assays. In the present study, a Leishmania infantum hypothetical protein called LiHyG, which was identified in an immunoproteomics study in Leishmania infantum amastigote extracts by antibodies in VL dogs sera; was cloned, expressed, purified and evaluated as a recombinant protein (rLiHyG) for the diagnosis of canine and human disease. The recombinant amastigote-specific A2 protein (rA2) and a soluble L. infantum protein extract (SLA) were used as controls. For canine VL, the sensitivity values were of 100%, 57.29% and 48.57%, when rLiHyG, rA2 and SLA were used, respectively, while the specificity values were of 100%, 81.43% and 88.57%, respectively. In addition, AUC values were of 1.00, 0.72 and 0.65, when rLiHyG, rA2 and SLA were used, respectively, while accuracy was of 100%, 72.38% and 75.24%, respectively. For human VL, the sensitivity values were of 100%, 84.00% and 88.00%, when rLiHyG, rA2 and SLA were used, respectively, while the specificity values were of 100%, 58.75% and 73.75%, respectively. In addition, AUC values were of 1.00, 0.76 and 0.83, when rLiHyG, rA2 and SLA were used, respectively, while accuracy was of 100%, 64.8% and 66.6%, respectively. The prognostic role of rLiHyG in the human VL was also evaluated, by means of post-therapeutic serological follow-up with sera samples collected before and six months after treatment. Results showed that treated patients presented significant reductions in the anti-rLiHyG IgG, IgG1, and IgG2 antibody levels, with results being similar to those found in healthy subjects. Testing the rA2 protein and SLA as antigens, lower IgG, IgG1, and IgG2 levels were also found, although they were higher after treatment than those obtained for rLiHyG. In conclusion, results suggested that rLiHyG could be considered for future studies as a diagnostic and/or prognostic marker for canine and human VL.
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Affiliation(s)
- Amanda S Machado
- Instituto de Ensino e Pesquisa, Santa Casa de Belo Horizonte, Rua Domingos Vieira, 590, Santa Efigênia, 30150-240, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil; Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 30130-100, 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, Belo Horizonte, 30130-100, Minas Gerais, Brazil
| | - Thaís T O Santos
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 30130-100, Minas Gerais, Brazil
| | - Lourena E Costa
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 30130-100, 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, Belo Horizonte, 30130-100, Minas Gerais, Brazil
| | - Daniela P Lage
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 30130-100, 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, Belo Horizonte, 30130-100, 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, Belo Horizonte, 30130-100, 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, Belo Horizonte, 30130-100, Minas Gerais, Brazil
| | - Bethina T Steiner
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde, Universidade do Extremo Sul Catarinense, Criciúma, 88806-000, Santa Catarina, Brazil
| | - Ana T Chaves
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 30130-100, 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
| | - Miguel A Chávez-Fumagalli
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 30130-100, Minas Gerais, Brazil
| | - Danielle F de Magalhães-Soares
- Departamento de Medicina Veterinária Preventiva, Escola de Veterinária, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 31270-901, Minas Gerais, Brazil
| | - Julia A G Silveira
- Departamento de Parasitologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 31270-901, Minas Gerais, Brazil
| | - Mariana C Duarte
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 30130-100, Minas Gerais, Brazil
| | - Ricardo A Machado-de-Ávila
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde, Universidade do Extremo Sul Catarinense, Criciúma, 88806-000, Santa Catarina, Brazil
| | - Sandra Lyon
- Fundação Hospitalar do Estado de Minas Gerais, Hospital Eduardo de Menezes, Belo Horizonte, 30622-020, Minas Gerais, Brazil
| | - Denise U Gonçalves
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 30130-100, Minas Gerais, Brazil
| | - Rachel B Caligiorne
- Instituto de Ensino e Pesquisa, Santa Casa de Belo Horizonte, Rua Domingos Vieira, 590, Santa Efigênia, 30150-240, 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, Belo Horizonte, 30130-100, Minas Gerais, Brazil.
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Oliveira-da-Silva JA, Machado AS, Tavares GSV, Ramos FF, Lage DP, Ludolf F, Steiner BT, Reis TAR, Santos TTO, Costa LE, Bandeira RS, Martins VT, Galvani NC, Chaves AT, Oliveira JS, Chávez-Fumagalli MA, Tupinambás U, de Magalhães-Soares DF, Silveira JAG, Lyon S, Machado-de-Ávila RA, Coelho EAF. Biotechnological applications from a Leishmania amastigote-specific hypothetical protein in the canine and human visceral leishmaniasis. Microb Pathog 2020; 147:104283. [PMID: 32485231 DOI: 10.1016/j.micpath.2020.104283] [Citation(s) in RCA: 2] [Impact Index Per Article: 0.5] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Affiliation(s)] [Abstract] [Key Words] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 11/07/2019] [Revised: 02/24/2020] [Accepted: 05/17/2020] [Indexed: 12/18/2022]
Abstract
The treatment against visceral leishmaniasis (VL) presents problems, mainly related to the toxicity and/or high cost of the drugs. In this context, a rapid and precise diagnosis of the disease should be performed, mainly to treat patients as soon as possible, aiming to reduce the treatment time and the toxicity of the therapeutics. In the present study, the diagnostic role of an amastigote-specific Leishmania protein was evaluated in the canine and human VL. Results showed that the recombinant protein (called rLiHyJ) and one specific B cell epitope (called PeptJ) predicted from protein sequence presented high sensitivity and specificity values to diagnose canine and human disease, showing also a low reactivity against cross-reactive samples. The rA2 protein and a parasite antigenic extract showed variable sensitivity and/or specificity values in the ELISA experiments. A prognostic evaluation of protein and peptide in the human VL indicated that specific IgG antibodies significantly decreased after treatment, when compared to be values obtained before therapy. The in vitro immunogenicity using rLiHyJ in peripheral blood mononuclear cell (PBMC) cultures collected of such patients and healthy subjects suggested that the protein induced lymphoproliferation and high IFN-γ production in the stimulated cells. In conclusion, although preliminary, results suggest that rLiHyJ and PeptJ could present distinct biotechnological applications in the canine and human VL.
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Affiliation(s)
- 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, Belo Horizonte, 30130-100, 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, Belo Horizonte, 30130-100, Minas Gerais, Brazil; Instituto de Ensino e Pesquisa, Santa Casa de Belo Horizonte, Rua Domingos Vieira, 590, Santa Efigênia, 30150-240, 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, Belo Horizonte, 30130-100, 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, Belo Horizonte, 30130-100, Minas Gerais, Brazil
| | - Daniela P Lage
- Programa de Pós-Graduação Em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 30130-100, 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, Belo Horizonte, 30130-100, Minas Gerais, Brazil
| | - Bethina T Steiner
- Programa de Pós-Graduação Em Ciências da Saúde, Universidade Do Extremo Sul Catarinense, Criciúma, 88806-000, Santa Catarina, 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, Belo Horizonte, 30130-100, Minas Gerais, Brazil
| | - Thaís T O Santos
- Programa de Pós-Graduação Em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 30130-100, Minas Gerais, Brazil
| | - Lourena E Costa
- Programa de Pós-Graduação Em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 30130-100, 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, Belo Horizonte, 30130-100, 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, Belo Horizonte, 30130-100, Minas Gerais, Brazil
| | - Nathália C Galvani
- Programa de Pós-Graduação Em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 30130-100, Minas Gerais, Brazil
| | - Ana T Chaves
- Programa de Pós-Graduação Em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 30130-100, 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
| | - Miguel A Chávez-Fumagalli
- Programa de Pós-Graduação Em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 30130-100, Minas Gerais, Brazil
| | - Unaí Tupinambás
- Programa de Pós-Graduação Em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 30130-100, Minas Gerais, Brazil
| | - Danielle F de Magalhães-Soares
- Departamento de Medicina Veterinária Preventiva, Escola de Veterinária, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 31270-901, Minas Gerais, Brazil
| | - Julia A G Silveira
- Departamento de Parasitologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 31270-901, Minas Gerais, Brazil
| | - Sandra Lyon
- Fundação Hospitalar Do Estado de Minas Gerais, Hospital Eduardo de Menezes, Belo Horizonte, 30622-020, Minas Gerais, Brazil
| | - Ricardo A Machado-de-Ávila
- Programa de Pós-Graduação Em Ciências da Saúde, Universidade Do Extremo Sul Catarinense, Criciúma, 88806-000, Santa Catarina, 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, Belo Horizonte, 30130-100, Minas Gerais, Brazil.
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Tavares GSV, Mendonça DVC, Pereira IAG, Oliveira-da-Silva JA, Ramos FF, Lage DP, Machado AS, Carvalho LM, Reis TAR, Perin L, Carvalho AMRS, Ottoni FM, Ludolf F, Freitas CS, Bandeira RS, Silva AM, Chávez-Fumagalli MA, Duarte MC, Menezes-Souza D, Alves RJ, Roatt BM, Coelho EAF. A clioquinol-containing Pluronic ® F127 polymeric micelle system is effective in the treatment of visceral leishmaniasis in a murine model. ACTA ACUST UNITED AC 2020; 27:29. [PMID: 32351209 PMCID: PMC7191975 DOI: 10.1051/parasite/2020027] [Citation(s) in RCA: 14] [Impact Index Per Article: 3.5] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Affiliation(s)] [Abstract] [Key Words] [Track Full Text] [Download PDF] [Figures] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 02/27/2020] [Accepted: 04/14/2020] [Indexed: 12/21/2022]
Abstract
A clioquinol (ICHQ)-containing Pluronic® F127 polymeric micelle system (ICHQ/Mic) was recently shown to be effective against Leishmania amazonensis infection in a murine model. In the present study, ICHQ/Mic was tested against L. infantum infection. BALB/c mice (n = 12 per group) were infected with L. infantum stationary promastigotes through subcutaneous injection and, 45 days after challenge, received saline or were treated via the subcutaneous route with empty micelles, ICHQ or ICHQ/Mic. In addition, animals were treated with miltefosine by the oral route, as a drug control. Half of the animals were euthanized 1 and 15 days after treatment, aiming to evaluate two endpoints after therapy, when parasitological and immunological parameters were investigated. Results showed that the treatment using miltefosine, ICHQ or ICHQ/Mic induced significantly higher anti-parasite IFN-γ, IL-12, GM-CSF, nitrite and IgG2a isotype antibody levels, which were associated with low IL-4 and IL-10 production. In addition, a higher frequency of IFN-γ and TNF-α-producing CD4+ and CD8+ T-cells was found in these animals. The parasite load was evaluated in distinct organs, and results showed that the treatment using miltefosine, ICHQ or ICHQ/Mic induced significant reductions in organic parasitism in the treated and infected mice. A comparison between the treatments suggested that ICHQ/Mic was the most effective in inducing a highly polarized Th1-type response, as well as reducing the parasite load in significant levels in the treated and infected animals. Data obtained 15 days after treatment suggested maintenance of the immunological and parasitological responses. In conclusion, ICHQ/Mic could be considered in future studies for the treatment of visceral leishmaniasis.
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Affiliation(s)
- Grasiele S V Tavares
- Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Débora V C Mendonça
- Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Isabela A G Pereira
- Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | | | - Fernanda F Ramos
- Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Daniela P Lage
- Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Amanda S Machado
- Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Lívia M Carvalho
- Departamento de Produtos Farmacêuticos, Faculdade de Farmácia, Universidade Federal de Minas Gerais, 31270-901 Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Thiago A R Reis
- Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Luísa Perin
- Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | | | - Flaviano M Ottoni
- 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
| | - Fernanda Ludolf
- Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Camila S Freitas
- Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Raquel S Bandeira
- Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Alessandra M Silva
- Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | | | - Mariana C Duarte
- Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil - Departamento de Patologia Clínica, COLTEC, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Daniel Menezes-Souza
- Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil - Departamento de Patologia Clínica, COLTEC, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Ricardo J Alves
- 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
| | - Bruno M Roatt
- Departamento de Produtos Farmacêuticos, Faculdade de Farmácia, Universidade Federal de Minas Gerais, 31270-901 Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Eduardo A F Coelho
- Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil - Departamento de Patologia Clínica, COLTEC, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
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Machado AS, Ramos FF, Oliveira-da-Silva JA, Santos TTO, Ludolf F, Tavares GSV, Costa LE, Lage DP, Steiner BT, Chaves AT, Chávez-Fumagalli MA, de Magalhães-Soares DF, Silveira JAG, Napoles KMN, Tupinambás U, Duarte MC, Machado-de-Ávila RA, Bueno LL, Fujiwara RT, Moreira RLF, Rocha MOC, Caligiorne RB, Coelho EAF. A Leishmania infantum hypothetical protein evaluated as a recombinant protein and specific B-cell epitope for the serodiagnosis and prognosis of visceral leishmaniasis. Acta Trop 2020; 203:105318. [PMID: 31870709 DOI: 10.1016/j.actatropica.2019.105318] [Citation(s) in RCA: 8] [Impact Index Per Article: 2.0] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Affiliation(s)] [Abstract] [Key Words] [MESH Headings] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 07/02/2019] [Revised: 11/25/2019] [Accepted: 12/19/2019] [Indexed: 11/19/2022]
Abstract
The serodiagnosis of visceral leishmaniasis (VL) presents problems related to the sensitivity and/or specificity of the tests. In this context, more refined antigens should be identified and applied for the improvement of disease diagnosis. In the present study, DNA with an encoding of a Leishmania infantum hypothetical protein, LiHyC, was cloned, and the recombinant protein was expressed, purified, and evaluated for the serodiagnosis of canine and human VL. In addition, a specific B-cell epitope present in the LiHyC sequence was predicted; the peptide was both synthetized and evaluated in the ELISA experiments. For comparison, commercial diagnostic kits were used against positive (VL hosts) and negative (healthy hosts) samples. Results showed that the recombinant protein (rLiHyC) and synthetic peptide (PeptC) were highly sensitive and specific to diagnose canine and human VL, with 100% sensitivity and specificity, while no false-positive or false-negative result was detected. When the DPP® CVL kit was used to identify canine samples, 44 and 52 of the 60 L. infantum-infected animals, without or with clinical signals of disease, respectively, were identified, while eight and four samples were considered as false-negatives, respectively. For human VL, an IT LEISH® kit was used, and 33 of the 40 VL patients were identified, while seven samples were considered to be false-negatives. Post-therapeutic serological follow-up testing sera samples from treated and untreated VL patients showed a significant drop in the anti-PeptC and anti-rLiHyC antibody levels, thus suggesting the feasibility to use the recombinant protein and/or synthetic peptide in future studies as diagnostic and/or prognostic markers for VL.
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Affiliation(s)
- Amanda S Machado
- Instituto de Ensino e Pesquisa, Santa Casa de Belo Horizonte. Rua Domingos Vieira, 590, Santa Efigênia, 30150-240, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil; Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais 30130-100, Brazil
| | - Fernanda F Ramos
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais 30130-100, 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, Belo Horizonte, Minas Gerais 30130-100, Brazil
| | - Thaís T O Santos
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais 30130-100, Brazil
| | - Fernanda Ludolf
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais 30130-100, 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, Belo Horizonte, Minas Gerais 30130-100, Brazil
| | - Lourena E Costa
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais 30130-100, Brazil
| | - Daniela P Lage
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais 30130-100, Brazil
| | - Bethina T Steiner
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde, Universidade do Extremo Sul Catarinense, Criciúma, 88806-000 Santa Catarina, Brazil
| | - Ana T Chaves
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais 30130-100, Brazil
| | - Miguel A Chávez-Fumagalli
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais 30130-100, Brazil
| | - Danielle F de Magalhães-Soares
- Departamento de Medicina Veterinária Preventiva, Escola de Veterinária, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais 31270-901, Brazil
| | - Julia A G Silveira
- Departamento de Parasitologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais 31270-901, Brazil
| | - Karina M N Napoles
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais 30130-100, Brazil
| | - Unaí Tupinambás
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais 30130-100, Brazil
| | - Mariana C Duarte
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais 30130-100, Brazil
| | - Ricardo A Machado-de-Ávila
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde, Universidade do Extremo Sul Catarinense, Criciúma, 88806-000 Santa Catarina, Brazil
| | - Lílian L Bueno
- Departamento de Parasitologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais 31270-901, Brazil
| | - Ricardo T Fujiwara
- Departamento de Parasitologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais 31270-901, Brazil
| | - Ricardo L F Moreira
- Fundação Hospitalar do Estado de Minas Gerais, Hospital Eduardo de Menezes, Belo Horizonte, Minas Gerais 30622-020, Brazil
| | - Manoel O C Rocha
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais 30130-100, Brazil
| | - Rachel B Caligiorne
- Instituto de Ensino e Pesquisa, Santa Casa de Belo Horizonte. Rua Domingos Vieira, 590, Santa Efigênia, 30150-240, 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, Belo Horizonte, Minas Gerais 30130-100, Brazil.
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Ribeiro PAF, Vale DL, Dias DS, Lage DP, Mendonça DVC, Ramos FF, Carvalho LM, Carvalho AMRS, Steiner BT, Roque MC, Oliveira-da-Silva JA, Oliveira JS, Tavares GSV, Galvani NC, Martins VT, Chávez-Fumagalli MA, Roatt BM, Moreira RLF, Menezes-Souza D, Oliveira MC, Machado-de-Ávila RA, Teixeira AL, Coelho EAF. Leishmania infantum amastin protein incorporated in distinct adjuvant systems induces protection against visceral leishmaniasis. Cytokine 2020; 129:155031. [PMID: 32062145 DOI: 10.1016/j.cyto.2020.155031] [Citation(s) in RCA: 8] [Impact Index Per Article: 2.0] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Affiliation(s)] [Abstract] [Key Words] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 10/11/2019] [Revised: 01/21/2020] [Accepted: 02/06/2020] [Indexed: 12/31/2022]
Abstract
The control measures against visceral leishmaniasis (VL) include a precise diagnosis of disease, the treatment of human cases, and reservoir and vector controls. However, these are insufficient to avoid the spread of the disease in specific countries worldwide. As a consequence, prophylactic vaccination could be interesting, although no effective candidate against human disease is available. In the present study, the Leishmania infantum amastin protein was evaluated regarding its immunogenicity and protective efficacy against experimental VL. BALB/c mice immunized with subcutaneous injections of the recombinant protein with or without liposome/saponin (Lip/Sap) as an adjuvant. After immunization, half of the animals per group were euthanized and immunological evaluations were performed, while the others were challenged with L. infantum promastigotes. Forty-five days after infection, the animals were euthanized and parasitological and immunological evaluations were performed. Results showed the development of a Th1-type immune response in rAmastin-Lip and rAmastin-Sap/vaccinated mice, before and after infection, which was based on the production of protein and parasite-specific IFN-γ, IL-12, GM-CSF, and nitrite, as well as the IgG2a isotype antibody. CD4+ T cells were mainly responsible for IFN-γ production in vaccinated mice, which also presented significant reductions in parasitism in their liver, spleen, draining lymph nodes, and bone marrow. In addition, PBMC cultures of treated VL patients and healthy subjects stimulated with rAmastin showed lymphoproliferation and higher IFN-γ production. In conclusion, the present study shows the first case of an L. infantum amastin protein associated with distinct delivery systems inducing protection against L. infantum infection and demonstrates an immunogenic effect of this protein in human cells.
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Affiliation(s)
- Patrícia A F Ribeiro
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, 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, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Daniel S Dias
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Daniela P Lage
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Débora V C Mendonça
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, 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, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Lívia M Carvalho
- 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
| | - Ana Maria R S Carvalho
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Bethina T Steiner
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde, Universidade do Extremo Sul Catarinense, Criciúma 88806-000, Santa Catarina, Brazil
| | - Marjorie C Roque
- Departamento de Produtos Farmacêuticos, Faculdade de Farmácia, Universidade Federal de Minas Gerais, Av. Antônio Carlos, 6627, 31270-901 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, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Jamil S Oliveira
- Departamento de Bioquímica e Imunologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, 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, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Nathália C Galvani
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 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, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Miguel A Chávez-Fumagalli
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - 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
| | - Ricardo L F Moreira
- Fundação Hospitalar do Estado de Minas Gerais, Hospital Eduardo de Menezes, Belo Horizonte 30622-020, Minas Gerais, Brazil
| | - Daniel Menezes-Souza
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, 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
| | - Mônica C Oliveira
- Departamento de Produtos Farmacêuticos, Faculdade de Farmácia, Universidade Federal de Minas Gerais, Av. Antônio Carlos, 6627, 31270-901 Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Ricardo A Machado-de-Ávila
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde, Universidade do Extremo Sul Catarinense, Criciúma 88806-000, Santa Catarina, Brazil
| | - Antônio L Teixeira
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil; Neuropsychiatry Program, Department of Psychiatry and Behavioral Sciences, McGovern Medical School, The University of Texas Health Science Center at Houston, Houston, TX, USA
| | - Eduardo A F Coelho
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, 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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Oliveira-da-Silva JA, Machado AS, Ramos FF, Tavares GSV, Lage DP, Ludolf F, Steiner BT, Reis TAR, Santos TTO, Costa LE, Martins VT, Galvani NC, Chaves AT, Oliveira JS, Chávez-Fumagalli MA, de Magalhães-Soares DF, Duarte MC, Menezes-Souza D, Silveira JAG, Moreira RLF, Machado-de-Ávila RA, Tupinambás U, Gonçalves DU, Coelho EAF. Evaluation of Leishmania infantum pyridoxal kinase protein for the diagnosis of human and canine visceral leishmaniasis. Immunol Lett 2020; 220:11-20. [PMID: 31981576 DOI: 10.1016/j.imlet.2020.01.005] [Citation(s) in RCA: 7] [Impact Index Per Article: 1.8] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Affiliation(s)] [Abstract] [Key Words] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 09/27/2019] [Revised: 01/06/2020] [Accepted: 01/21/2020] [Indexed: 12/27/2022]
Abstract
Visceral leishmaniasis (VL) is a highly neglected disease that is present in several countries worldwide. Present-day treatments against this disease are unsuitable, mainly due to the toxicity and/or high cost of drugs. In addition, the development of vaccines is still insufficient. In this scenario, a prompt VL diagnosis was deemed necessary, although sensitivity and/or specificity values of the tests have been. In this context, new antigenic candidates should be identified to be employed in a more precise diagnosis of canine and human VL. In this light, the present study evaluated the diagnostic efficacy of the Leishmania infantum pyridoxal kinase (PK) protein, applied in its recombinant version (rPK). In addition, one specific B-cell epitope derived of the PK sequence was predicted, synthetized, and evaluated as diagnostic marker. Results in ELISA tests showed that the antigens were highly sensitive to VL identification in dogs and human sera, presenting a low reactivity with VL-related disease samples. The recombinant A2 (rA2) protein and L. infantum antigenic preparation (SLA), used as controls, also proved to be highly sensitive in detecting symptomatic cases, although a low sensitivity was found when asymptomatic sera were analyzed. High cross-reactivity was also found when these antigens were evaluated against VL-related disease samples. The post-therapeutic serological follow-up showed that anti-rPK and anti-peptide IgG antibody levels decreased in significant levels after treatment. By contrast, the presence of high levels of the anti-rA2 and anti-SLA antibodies was still detected after therapy. In conclusion, rPK and its specific B-cell epitope should be considered for future studies as a diagnostic marker for canine and human VL.
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Affiliation(s)
- 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, Belo Horizonte, 30130-100, 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, Belo Horizonte, 30130-100, Minas Gerais, Brazil; Instituto de Ensino e Pesquisa, Santa Casa de Belo Horizonte. Rua Domingos Vieira, 590, Santa Efigênia, 30150-240, 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, Belo Horizonte, 30130-100, 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, Belo Horizonte, 30130-100, Minas Gerais, Brazil
| | - Daniela P Lage
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 30130-100, 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, Belo Horizonte, 30130-100, Minas Gerais, Brazil
| | - Bethina T Steiner
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde, Universidade do Extremo Sul Catarinense, Criciúma, 88806-000, Santa Catarina, 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, Belo Horizonte, 30130-100, Minas Gerais, Brazil
| | - Thaís T O Santos
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 30130-100, Minas Gerais, Brazil
| | - Lourena E Costa
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 30130-100, 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, Belo Horizonte, 30130-100, Minas Gerais, Brazil
| | - Nathália C Galvani
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 30130-100, Minas Gerais, Brazil
| | - Ana T Chaves
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 30130-100, 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
| | | | - Danielle F de Magalhães-Soares
- Departamento de Medicina Veterinária Preventiva, Escola de Veterinária, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 31270-901, Minas Gerais, Brazil
| | - Mariana C Duarte
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 30130-100, Minas Gerais, Brazil
| | - Daniel Menezes-Souza
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 30130-100, Minas Gerais, Brazil
| | - Julia A G Silveira
- Departamento de Parasitologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 31270-901, Minas Gerais, Brazil
| | - Ricardo L F Moreira
- Fundação Hospitalar do Estado de Minas Gerais, Hospital Eduardo de Menezes, Belo Horizonte, 30622-020, Minas Gerais, Brazil
| | - Ricardo A Machado-de-Ávila
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde, Universidade do Extremo Sul Catarinense, Criciúma, 88806-000, Santa Catarina, Brazil
| | - Unaí Tupinambás
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 30130-100, Minas Gerais, Brazil
| | - Denise U Gonçalves
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 30130-100, 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, Belo Horizonte, 30130-100, Minas Gerais, Brazil.
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Martínez-Rodrigo A, S. Dias D, Ribeiro PAF, Roatt BM, Mas A, Carrión J, Coelho EAF, Domínguez-Bernal G. Immunization with the HisAK70 DNA Vaccine Induces Resistance against Leishmania Amazonensis Infection in BALB/c Mice. Vaccines (Basel) 2019; 7:vaccines7040183. [PMID: 31739549 PMCID: PMC6963319 DOI: 10.3390/vaccines7040183] [Citation(s) in RCA: 9] [Impact Index Per Article: 1.8] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Affiliation(s)] [Abstract] [Key Words] [Track Full Text] [Download PDF] [Figures] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 10/23/2019] [Revised: 11/11/2019] [Accepted: 11/13/2019] [Indexed: 12/04/2022] Open
Abstract
Leishmania amazonensis is the aetiological agent of a broad spectrum of leishmaniosis in South America. It can cause not only numerous cases of cutaneous leishmaniosis but also diffuse cutaneous leishmaniosis. Considering the diversity of parasite species causing different forms of the disease that coexist in the same region, it is desirable to develop a vaccine capable of eliciting cross-protection. We have previously described the use of HisAK70 DNA vaccine for immunization of mice to assess the induction of a resistant phenotype against Leishmania major and infantum infections. In this study, we extended its application in the murine model of infection by using L. amazonensis promastigotes. Our data revealed that 14 weeks post-infection, HisAK70-vaccinated mice showed key biomarkers of protection, such as higher iNOS/arginase activity, IFN-γ/IL-10, IFN-γ/IL-4, and GM-CSF/IL-10 ratios, in addition to an IgG2a-type response when compared to the control group. These findings correlated with the presentation of lower footpad swelling and parasite burdens in the immunized compared to the control mice. Overall, this study suggests that immunization with HisAK70 may be considered a suitable tool to combat leishmaniosis as it is able to induce a potent cellular immune response, which allows to control the infection caused by L. amazonensis.
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Affiliation(s)
- Abel Martínez-Rodrigo
- Departamento de Sanidad Animal, Facultad de Veterinaria, Universidad Complutense Madrid, INMIVET, 28040 Madrid, Spain; (A.M.-R.); (A.M.); (J.C.)
| | - Daniel S. Dias
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte 30130-100, Minas Gerais, Brazil; (D.S.D.); (P.A.F.R.); (E.A.F.C.)
| | - Patrícia A. F. Ribeiro
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte 30130-100, Minas Gerais, Brazil; (D.S.D.); (P.A.F.R.); (E.A.F.C.)
| | - Bruno M. Roatt
- Laboratório de Imunopatologia, Núcleo de Pesquisas em Ciências Biológicas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto 35400-000, Minas Gerais, Brazil;
| | - Alicia Mas
- Departamento de Sanidad Animal, Facultad de Veterinaria, Universidad Complutense Madrid, INMIVET, 28040 Madrid, Spain; (A.M.-R.); (A.M.); (J.C.)
| | - Javier Carrión
- Departamento de Sanidad Animal, Facultad de Veterinaria, Universidad Complutense Madrid, INMIVET, 28040 Madrid, Spain; (A.M.-R.); (A.M.); (J.C.)
| | - Eduardo A. F. Coelho
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte 30130-100, Minas Gerais, Brazil; (D.S.D.); (P.A.F.R.); (E.A.F.C.)
- Departamento de Patologia Clínica, COLTEC, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte 31270-901, Minas Gerais, Brazil
| | - Gustavo Domínguez-Bernal
- Departamento de Sanidad Animal, Facultad de Veterinaria, Universidad Complutense Madrid, INMIVET, 28040 Madrid, Spain; (A.M.-R.); (A.M.); (J.C.)
- Correspondence: ; Tel.: +34-913943712
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Santos TTO, Cardoso MS, Machado AS, Siqueira WF, Ramos FF, Oliveira-da-Silva JA, Tavares GSV, Lage DP, Costa LE, de Freitas CS, Martins VT, Bandeira RS, Chávez-Fumagalli MA, Lyon S, Moreira RLF, de Magalhães-Soares DF, Silveira JAG, Tupinambás U, Caligiorne RB, Chaves AT, Rocha MOC, Fujiwara RT, Coelho EAF. Recombinant Leishmania eukaryotic elongation factor-1 beta protein: A potential diagnostic antigen to detect tegumentary and visceral leishmaniasis in dogs and humans. Microb Pathog 2019; 137:103783. [PMID: 31600536 DOI: 10.1016/j.micpath.2019.103783] [Citation(s) in RCA: 11] [Impact Index Per Article: 2.2] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Affiliation(s)] [Abstract] [Key Words] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 05/02/2019] [Revised: 10/05/2019] [Accepted: 10/06/2019] [Indexed: 12/20/2022]
Abstract
The laboratorial diagnosis of leishmaniasis is based on parasitological methods, which are invasive, present high cost, require laboratorial infrastructure and/or trained professionals; as well as by immunological methods, which usually present variable sensitivity and/or specificity, such as when they are applied to identify asymptomatic cases and/or mammalian hosts presenting low levels of antileishmanial antibodies. As consequence, new studies aiming to identify more refined antigens to diagnose visceral (VL) and tegumentary (TL) leishmaniasis are urgently necessary. In the present work, the Leishmania eukaryotic elongation factor-1 beta (EF1b) protein, which was identified in L. infantum protein extracts by antibodies in VL patients' sera, was cloned and its recombinant version (rEF1b) was expressed, purified and tested as a diagnostic marker for VL and TL. The post-therapeutic serological follow-up was also evaluated in treated and untreated VL and TL patients, when anti-rEF1b antibody levels were measured before and after treatment. Results showed that rEF1b was highly sensitive and specific to diagnose symptomatic and asymptomatic canine VL, as well as human TL and VL. In addition, low cross-reactivity was observed when sera from healthy subjects or leishmaniasis-related diseases patients were tested. The serological follow-up showed also that rEF1b-specific antibodies declined significantly after treatment, suggesting that this protein could be also evaluated as a prognostic marker for human leishmaniasis.
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Affiliation(s)
- Thaís T O Santos
- Programa de Pós-Graduação Em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 30.130-100, Minas Gerais, Brazil
| | - Mariana S Cardoso
- Departamento de Parasitologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 31270-901, 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, Belo Horizonte, 30.130-100, Minas Gerais, Brazil
| | - Williane F Siqueira
- Programa de Pós-Graduação Em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 30.130-100, 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, Belo Horizonte, 30.130-100, 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, Belo Horizonte, 30.130-100, 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, Belo Horizonte, 30.130-100, Minas Gerais, Brazil
| | - Daniela P Lage
- Programa de Pós-Graduação Em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 30.130-100, Minas Gerais, Brazil
| | - Lourena E Costa
- Programa de Pós-Graduação Em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 30.130-100, Minas Gerais, Brazil
| | - Camila S de Freitas
- Programa de Pós-Graduação Em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 30.130-100, 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, Belo Horizonte, 30.130-100, 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, Belo Horizonte, 30.130-100, Minas Gerais, Brazil
| | - Miguel A Chávez-Fumagalli
- Programa de Pós-Graduação Em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 30.130-100, Minas Gerais, Brazil
| | - Sandra Lyon
- Fundação Hospitalar do Estado de Minas Gerais, Hospital Eduardo de Menezes, Belo Horizonte, 30622-020, Minas Gerais, Brazil
| | - Ricardo L F Moreira
- Fundação Hospitalar do Estado de Minas Gerais, Hospital Eduardo de Menezes, Belo Horizonte, 30622-020, Minas Gerais, Brazil
| | - Danielle F de Magalhães-Soares
- Departamento de Medicina Veterinária Preventiva, Escola de Veterinária, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 31270-901, Minas Gerais, Brazil
| | - Julia A G Silveira
- Departamento de Parasitologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 31270-901, Minas Gerais, Brazil
| | - Unaí Tupinambás
- Programa de Pós-Graduação Em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 30.130-100, Minas Gerais, Brazil
| | - Rachel B Caligiorne
- Instituto de Ensino e Pesquisa, Santa Casa de Belo Horizonte. Rua Domingos Vieira, 590, Santa Efigênia, 30150-240, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Ana Thereza Chaves
- Programa de Pós-Graduação Em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 30.130-100, Minas Gerais, Brazil
| | - Manoel O C Rocha
- Programa de Pós-Graduação Em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 30.130-100, Minas Gerais, Brazil
| | - Ricardo T Fujiwara
- Departamento de Medicina Veterinária Preventiva, Escola de Veterinária, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 31270-901, 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, Belo Horizonte, 30.130-100, Minas Gerais, Brazil; Departamento de Patologia Clínica, COLTEC, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 31270-901, Minas Gerais, Brazil.
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Machado JM, Costa LE, Dias DS, Ribeiro PAF, Martins VT, Lage DP, Carvalho GB, Franklin ML, Tavares GSV, Oliveira-da-Silva JA, Machado AS, Ramos LS, Nogueira LM, Mariano RMS, Moura HB, Silva ES, Teixeira-Neto RG, Campos-da-Paz M, Galdino AS, Coelho EAF. Diagnostic markers selected by immunoproteomics and phage display applied for the serodiagnosis of canine leishmaniosis. Res Vet Sci 2019; 126:4-8. [PMID: 31415928 DOI: 10.1016/j.rvsc.2019.08.010] [Citation(s) in RCA: 5] [Impact Index Per Article: 1.0] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Affiliation(s)] [Abstract] [Key Words] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 11/13/2018] [Revised: 07/30/2019] [Accepted: 08/04/2019] [Indexed: 11/24/2022]
Abstract
Canine leishmaniosis (CanL) is one of the most important parasitic diseases found in several countries worldwide. Dogs are considered important domestic reservoirs of the parasites, being relevant in the maintenance of transmission cycle of the disease between sandflies and humans. However, the prevalence of asymptomatic infection is considerably higher than that of apparent clinical illness in the infected animals; thus making promptly necessary to diagnose the infection in these animals, which could help to allow to the adoption of more efficient control measures against disease. Parasitological tests, which are considered as gold standard to demonstrate the infection and diagnose the disease, present problems related with their sensitivity. Also, the sample´s collect is considered invasive. As consequence, serological tests could be applied as an additional tool to detect the asymptomatic and symptomatic CanL. For this purpose, distinct recombinant antigens have been studied; however, problems in their sensitivity and/or specificity have been still registered. The present review focus in advances in the identification of new diagnostic targets applied for the CanL diagnose, represented here by recombinant single, combined or chimeric proteins, as well as by peptides that mimic epitopes (mimotopes); which were selected by means of immunoproteomics and phage display.
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Affiliation(s)
- Juliana M Machado
- Microbial Biotechnology Laboratory, Universidade Federal de São João Del-Rei, 35501-296 Divinópolis, Minas Gerais, Brazil
| | - Lourena E Costa
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, 30130-100 Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Daniel S Dias
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, 30130-100 Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Patricia A F Ribeiro
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, 30130-100 Belo Horizonte, 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, 30130-100 Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Daniela P Lage
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, 30130-100 Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Gerusa B Carvalho
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, 30130-100 Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Michelle L Franklin
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, 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, 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, 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, 30130-100 Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Luana S Ramos
- Microbial Biotechnology Laboratory, Universidade Federal de São João Del-Rei, 35501-296 Divinópolis, Minas Gerais, Brazil
| | - Lais M Nogueira
- Microbial Biotechnology Laboratory, Universidade Federal de São João Del-Rei, 35501-296 Divinópolis, Minas Gerais, Brazil
| | - Reysla M S Mariano
- Microbial Biotechnology Laboratory, Universidade Federal de São João Del-Rei, 35501-296 Divinópolis, Minas Gerais, Brazil
| | - Henrique B Moura
- Infectious Parasitic Diseases Laboratory, Universidade Federal de São João Del-Rei, 35501-296 Divinópolis, Minas Gerais, Brazil
| | - Eduardo S Silva
- Infectious Parasitic Diseases Laboratory, Universidade Federal de São João Del-Rei, 35501-296 Divinópolis, Minas Gerais, Brazil
| | - Rafael G Teixeira-Neto
- Infectious Parasitic Diseases Laboratory, Universidade Federal de São João Del-Rei, 35501-296 Divinópolis, Minas Gerais, Brazil
| | - Mariana Campos-da-Paz
- Nanobiotechnology Laboratory, Universidade Federal de São João Del-Rei, 35501-296 Divinópolis, Minas Gerais, Brazil
| | - Alexsandro S Galdino
- Microbial Biotechnology Laboratory, Universidade Federal de São João Del-Rei, 35501-296 Divinópolis, 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, 30130-100 Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil.
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Rodrigues MR, Santos LMO, Miyazaki CK, Martins VT, Ludolf FR, Kursancew AC, Ramos FF, Dias DS, Oliveira JS, Vieira PMA, Roatt BM, Machado de Ávila RA, Gonçalves DU, Menezes-Souza D, Coelho EAF, Duarte MC. Immunodiagnosis of human and canine visceral leishmaniasis using recombinant Leishmania infantum Prohibitin protein and a synthetic peptide containing its conformational B-cell epitope. J Immunol Methods 2019; 474:112641. [PMID: 31400411 DOI: 10.1016/j.jim.2019.112641] [Citation(s) in RCA: 11] [Impact Index Per Article: 2.2] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Affiliation(s)] [Abstract] [Key Words] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 04/02/2019] [Revised: 08/02/2019] [Accepted: 08/06/2019] [Indexed: 11/30/2022]
Abstract
In the present study, Leishmania infantum's Prohibitin was cloned and, alongside a synthetic peptide, evaluated for the serodiagnosis of visceral and tegumentary leishmaniasis (CVL and TL, respectively) in dogs and humans. For TL diagnosis, this study analyzed serum samples from cutaneous (n = 20) or mucosal (n = 39) leishmaniasis patients, and from Chagas disease (CD) patients (n = 8) and non-infected patients (n = 45). For CVL diagnosis, serum samples from asymptomatic (n = 14), symptomatic (n = 71), non-infected (n = 116), and Leish-Tec®-vaccinated (n = 79) dogs were examined, as well as T. cruzi (n = 11) and Ehrlichia canis (n = 10) infected animals. An indirect ELISA method using rProhibitin showed diagnostic sensitivity and specificity values of 91.76% and 89.91%, respectively. L. infantum SLA showed 86.11% and 48.24% of specificity and sensitivity, respectively, for CVL serodiagnosis, and 98.31% and 84.91% sensitivity and specificity, respectively for TL diagnosis. L. braziliensis SLA showed 75.47% and 83.05% of specificity and sensitivity, respectively, for TL diagnosis. The synthetic peptide showed a better result in TL than in CVL diagnosis. In conclusion, preliminary results suggest that the detection of antibodies against the rProhibitin protein and the synthetic peptide improves the serodiagnosis of TL and CVL.
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Affiliation(s)
- Marcella R Rodrigues
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Lucas M O Santos
- Departamento de Patologia Clínica, COLTEC, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Carolina K Miyazaki
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Vivian T Martins
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Fernanda R Ludolf
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Amanda C Kursancew
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde, Universidade do Extremo Sul Catarinense, Criciúma, Santa Catarina, Brazil
| | - Fernanda F Ramos
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Daniel S Dias
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Jamil S Oliveira
- Departamento de Bioquímica e Imunologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Paula M A Vieira
- Laboratório de Morfopatologia, Núcleo de Pesquisas em Ciências Biológicas/NUPEB, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, Minas Gerais, Brazil
| | - Bruno M Roatt
- Laboratório de Imunopatologia, Núcleo de Pesquisas em Ciências Biológicas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, Minas Gerais, Brazil
| | - Ricardo A Machado de Ávila
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde, Universidade do Extremo Sul Catarinense, Criciúma, Santa Catarina, Brazil
| | - Denise U Gonçalves
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Daniel Menezes-Souza
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil; Departamento de Patologia Clínica, COLTEC, Universidade Federal de Minas Gerais, 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, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil; Departamento de Patologia Clínica, COLTEC, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Mariana C Duarte
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil; Departamento de Patologia Clínica, COLTEC, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil.
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Sousa JKT, Antinarelli LMR, Mendonça DVC, Lage DP, Tavares GSV, Dias DS, Ribeiro PAF, Ludolf F, Coelho VTS, Oliveira-da-Silva JA, Perin L, Oliveira BA, Alvarenga DF, Chávez-Fumagalli MA, Brandão GC, Nobre V, Pereira GR, Coimbra ES, Coelho EAF. A chloroquinoline derivate presents effective in vitro and in vivo antileishmanial activity against Leishmania species that cause tegumentary and visceral leishmaniasis. Parasitol Int 2019; 73:101966. [PMID: 31362122 DOI: 10.1016/j.parint.2019.101966] [Citation(s) in RCA: 8] [Impact Index Per Article: 1.6] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Affiliation(s)] [Abstract] [Key Words] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 12/17/2018] [Revised: 06/27/2019] [Accepted: 07/26/2019] [Indexed: 02/06/2023]
Abstract
The identification of new therapeutics to treat leishmaniasis is desirable, since available drugs are toxic and present high cost and/or poor availability. Therefore, the discovery of safer, more effective and selective pharmaceutical options is of utmost importance. Efforts towards the development of new candidates based on molecule analogs with known biological functions have been an interesting and cost-effective strategy. In this context, quinoline derivatives have proven to be effective biological activities against distinct diseases. In the present study, a new chloroquinoline derivate, AM1009, was in vitro tested against two Leishmania species that cause leishmaniasis. The present study analyzed the necessary inhibitory concentration to preclude 50% of the Leishmania promastigotes and axenic amastigotes (EC50 value), as well as the inhibitory concentrations to preclude 50% of the murine macrophages and human red blood cells (CC50 and RBC50 values, respectively). In addition, the treatment of infected macrophages and the inhibition of infection using pre-treated parasites were also investigated, as was the mechanism of action of the molecule in L. amazonensis. To investigate the in vivo therapeutic effect, BALB/c mice were infected with L. amazonensis and later treated with AM1009. Parasitological and immunological parameters were also evaluated. Clioquinol, a known antileishmanial quinoline derivate, and amphotericin B (AmpB), were used as molecule and drug controls, respectively. Results in both in vitro and in vivo experiments showed a better and more selective action of AM1009 to kill the in vitro parasites, as well as in treating infected mice, when compared to results obtained using clioquinol or AmpB. AM1009-treated animals presented significantly lower average lesion diameter and parasite burden in the infected tissue and organs evaluated in this study, as well as a more polarized antileishmanial Th1 immune response and low renal and hepatic toxicity. This result suggests that AM1009 should be considered a possible therapeutic target to be evaluated in future studies for treatment against leishmaniasis.
Collapse
Affiliation(s)
- Jessica K T Sousa
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, 30130-100 Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Luciana M R Antinarelli
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, 30130-100 Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Débora V C Mendonça
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, 30130-100 Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Daniela P Lage
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, 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, 30130-100 Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Daniel S Dias
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, 30130-100 Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Patrícia A F Ribeiro
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, 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, 30130-100 Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Vinicio T S Coelho
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, 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, 30130-100 Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Luísa Perin
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, 30130-100 Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Bianka A Oliveira
- Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais, Departamento de Física e Química, Instituto de Ciências Exatas e Informática, 30535-901 Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Denis F Alvarenga
- Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais, Departamento de Física e Química, Instituto de Ciências Exatas e Informática, 30535-901 Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Miguel A Chávez-Fumagalli
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, 30130-100 Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Geraldo C Brandão
- Escola de Farmácia, Universidade Federal de Ouro Preto, 35400-000 Ouro Preto, Minas Gerais, Brazil
| | - Vandack Nobre
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, 30130-100 Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Guilherme R Pereira
- Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais, Departamento de Física e Química, Instituto de Ciências Exatas e Informática, 30535-901 Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Elaine S Coimbra
- Departamento de Parasitologia, Microbiologia e Imunologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Juiz de Fora, 36036-900 Juiz de Fora, 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, 30130-100 Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil; Departamento de Patologia Clínica, COLTEC, Universidade Federal de Minas Gerais, 31270-901 Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil.
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Vale DL, Dias DS, Machado AS, Ribeiro PAF, Lage DP, Costa LE, Steiner BT, Tavares GSV, Ramos FF, Martínez-Rodrigo A, Chávez-Fumagalli MA, Caligiorne RB, de Magalhães-Soares DF, Silveira JAG, Machado-de-Ávila RA, Teixeira AL, Coelho EAF. Diagnostic evaluation of the amastin protein from Leishmania infantum in canine and human visceral leishmaniasis and immunogenicity in human cells derived from patients and healthy controls. Diagn Microbiol Infect Dis 2019; 95:134-143. [PMID: 31155395 DOI: 10.1016/j.diagmicrobio.2019.04.015] [Citation(s) in RCA: 8] [Impact Index Per Article: 1.6] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Affiliation(s)] [Abstract] [Key Words] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 12/20/2018] [Revised: 04/09/2019] [Accepted: 04/29/2019] [Indexed: 12/17/2022]
Abstract
The diagnosis of visceral leishmaniasis (VL) presents problems due to the toxicity and/or high cost of drugs. In addition, no vaccine exists to protect against human disease. In this study, the antigenicity and immunogenicity of amastin protein were evaluated in L. infantum-infected dogs and humans. For the diagnosis, besides the recombinant protein, 1 linear B-cell epitope was synthetized and evaluated in serological assays. Results showed high sensitivity and specificity values to detect the disease when both antigens were employed against a canine and human serological panel. By contrast, when using rA2 and a soluble Leishmania antigenic preparation, sensitivity and specificity values proved to be lower. A preliminary immunogenicity study showed that the amastin protein induced high IFN-γ and low IL-10 production in stimulated PBMC derived from treated VL patients and healthy subjects, thus suggesting a potential use of this protein as an immunogen to protect against human disease.
Collapse
Affiliation(s)
- Danniele L Vale
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 30130-100, Minas Gerais, Brazil
| | - Daniel S Dias
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 30130-100, Minas Gerais, Brazil
| | - Amanda S Machado
- Instituto de Ensino e Pesquisa, Santa Casa de Belo Horizonte. Rua Domingos Vieira, 590, Santa Efigênia, 30150-240, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Patrícia A F Ribeiro
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 30130-100, Minas Gerais, Brazil
| | - Daniela P Lage
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 30130-100, Minas Gerais, Brazil
| | - Lourena E Costa
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 30130-100, Minas Gerais, Brazil
| | - Bethina T Steiner
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde, Universidade do Extremo Sul Catarinense, Criciúma, 88806-000, Santa Catarina, 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, Belo Horizonte, 30130-100, 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, Belo Horizonte, 30130-100, Minas Gerais, Brazil
| | - Abel Martínez-Rodrigo
- Department of Animal Health, Faculty of Veterinary Science, Complutense University of Madrid, 28040 Madrid, Spain
| | - Miguel A Chávez-Fumagalli
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 30130-100, Minas Gerais, Brazil
| | - Rachel B Caligiorne
- Instituto de Ensino e Pesquisa, Santa Casa de Belo Horizonte. Rua Domingos Vieira, 590, Santa Efigênia, 30150-240, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Danielle F de Magalhães-Soares
- Departamento de Medicina Veterinária Preventiva, Escola de Veterinária, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 31270-901, Minas Gerais, Brazil
| | - Julia A G Silveira
- Departamento de Parasitologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 31270-901, Minas Gerais, Brazil
| | - Ricardo A Machado-de-Ávila
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde, Universidade do Extremo Sul Catarinense, Criciúma, 88806-000, Santa Catarina, Brazil
| | - Antônio L Teixeira
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 30130-100, Minas Gerais, Brazil; Neuropsychiatry Program, Department of Psychiatry and Behavioral Sciences, McGovern Medical School, The University of Texas Health Science Center at Houston, Houston, TX, USA; 1941 East Road, Houston, TX, 77041
| | - Eduardo A F Coelho
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 30130-100, Minas Gerais, Brazil; Departamento de Patologia Clínica, COLTEC, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 31270-901, Minas Gerais, Brazil.
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Soyer TG, Mendonça DVC, Tavares GSV, Lage DP, Dias DS, Ribeiro PAF, Perin L, Ludolf F, Coelho VTS, Ferreira ACG, Neves PHAS, Matos GF, Chávez-Fumagalli MA, Coimbra ES, Pereira GR, Coelho EAF, Antinarelli LMR. Evaluation of the in vitro and in vivo antileishmanial activity of a chloroquinolin derivative against Leishmania species capable of causing tegumentary and visceral leishmaniasis. Exp Parasitol 2019; 199:30-37. [PMID: 30817917 DOI: 10.1016/j.exppara.2019.02.019] [Citation(s) in RCA: 11] [Impact Index Per Article: 2.2] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Affiliation(s)] [Abstract] [Key Words] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 09/04/2018] [Revised: 02/09/2019] [Accepted: 02/23/2019] [Indexed: 12/23/2022]
Abstract
The treatment against leishmaniasis presents problems, since the currently used drugs are toxic and/or have high costs. In addition, parasite resistance has increased. As a consequence, in this study, a chloroquinolin derivative, namely 7-chloro-N,N-dimethylquinolin-4-amine or GF1059, was in vitro and in vivo tested against Leishmania parasites. Experiments were performed to evaluate in vitro antileishmanial activity and cytotoxicity, as well as the treatment of infected macrophages and the inhibition of infection using pre-treated parasites. This study also investigated the GF1059 mechanism of action in L. amazonensis. Results showed that the compound was highly effective against L. infantum and L. amazonensis, presenting a selectivity index of 154.6 and 86.4, respectively, against promastigotes and of 137.6 and 74.3, respectively, against amastigotes. GF1059 was also effective in the treatment of infected macrophages and inhibited the infection of these cells when parasites were pre-incubated with it. The molecule also induced changes in the parasites' mitochondrial membrane potential and cell integrity, and caused an increase in the reactive oxygen species production in L. amazonensis. Experiments performed in BALB/c mice, which had been previously infected with L. amazonensis promastigotes, and thus treated with GF1059, showed that these animals presented significant reductions in the parasite load when the infected tissue, spleen, liver, and draining lymph node were evaluated. GF1059-treated mice presented both lower parasitism and low levels of enzymatic markers, as compared to those receiving amphotericin B, which was used as control. In conclusion, data suggested that GF1059 can be considered a possible therapeutic target to be tested against leishmaniasis.
Collapse
Affiliation(s)
- Tauane G Soyer
- Programa de Pós-Graduação Em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Débora V C Mendonça
- Programa de Pós-Graduação Em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, 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, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Daniela P Lage
- Programa de Pós-Graduação Em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Daniel S Dias
- Programa de Pós-Graduação Em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Patrícia A F Ribeiro
- Programa de Pós-Graduação Em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Luisa Perin
- Programa de Pós-Graduação Em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, 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, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Vinicio T S Coelho
- Programa de Pós-Graduação Em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Andreza C G Ferreira
- Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais, Departamento de Física e Química, Instituto de Ciências Exatas e Informática, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Pedro H A S Neves
- Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais, Departamento de Física e Química, Instituto de Ciências Exatas e Informática, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Guilherme F Matos
- Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais, Departamento de Física e Química, Instituto de Ciências Exatas e Informática, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Miguel A Chávez-Fumagalli
- Programa de Pós-Graduação Em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Elaine S Coimbra
- Departamento de Parasitologia, Microbiologia e Imunologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Juiz de Fora, Juiz de Fora, Minas Gerais, Brazil
| | - Guilherme R Pereira
- Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais, Departamento de Física e Química, Instituto de Ciências Exatas e Informática, 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, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil; Departamento de Patologia Clínica, COLTEC, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil.
| | - Luciana M R Antinarelli
- Programa de Pós-Graduação Em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
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Chávez-Fumagalli MA, Lage DP, Tavares GSV, Mendonça DVC, Dias DS, Ribeiro PAF, Ludolf F, Costa LE, Coelho VTS, Coelho EAF. In silico Leishmania proteome mining applied to identify drug target potential to be used to treat against visceral and tegumentary leishmaniasis. J Mol Graph Model 2018; 87:89-97. [PMID: 30522092 DOI: 10.1016/j.jmgm.2018.11.014] [Citation(s) in RCA: 9] [Impact Index Per Article: 1.5] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Affiliation(s)] [Abstract] [Key Words] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 08/06/2018] [Revised: 11/12/2018] [Accepted: 11/28/2018] [Indexed: 12/11/2022]
Abstract
New therapeutic strategies against leishmaniasis are desirable, since the treatment against disease presents problems, such as the toxicity, high cost and/or parasite resistance. As consequence, new antileishmanial compounds are necessary to be identified, as presenting high activity against Leishmania, but low toxicity in mammalian hosts. In the present study, a Leishmania proteome mining strategy was developed, in order to select new drug targets with low homology to human proteins, but that are considered relevant for the parasite' survival. Results showed a hypothetical protein, which was functionally annotated as a glucosidase-like protein, as presenting such characteristics. This protein was associated with the metabolic network of the N-Glycan biosynthesis pathway in Leishmania, and two specific inhibitors - acarbose and miglitol - were predicted to be potential targets against it. In this context, miglitol [1-(2-Hydroxyethyl)-2-(hydroxymethyl)piperidine-3,4,5-triol] was tested against stationary promastigotes and axenic amastigotes of the Leishmania amazonensis and L. infantum species, and results showed high values of antileishmanial inhibition against both parasite species. Miglitol showed also efficacy in the treatment of Leishmania-infected macrophages; thus denoting its potential use as an antileishmanial candidate. In conclusion, this work presents a new drug target identified by a proteome mining strategy associated with bioinformatics tools, and suggested its use as a possible candidate to be applied in the treatment against disease.
Collapse
Affiliation(s)
- Miguel A Chávez-Fumagalli
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Daniela P Lage
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, 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, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Débora V C Mendonça
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Daniel S Dias
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Patrícia A F Ribeiro
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, 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, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Lourena E Costa
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Vinicio T S Coelho
- Programa 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
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil; Departamento de Patologia Clínica, COLTEC, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil.
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Dias DS, Ribeiro PAF, Martins VT, Lage DP, Costa LE, Chávez-Fumagalli MA, Ramos FF, Santos TTO, Ludolf F, Oliveira JS, Mendes TAO, Silva ES, Galdino AS, Duarte MC, Roatt BM, Menezes-Souza D, Teixeira AL, Coelho EAF. Vaccination with a CD4 + and CD8 + T-cell epitopes-based recombinant chimeric protein derived from Leishmania infantum proteins confers protective immunity against visceral leishmaniasis. Transl Res 2018; 200:18-34. [PMID: 29908151 DOI: 10.1016/j.trsl.2018.05.001] [Citation(s) in RCA: 22] [Impact Index Per Article: 3.7] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Affiliation(s)] [Abstract] [MESH Headings] [Track Full Text] [Journal Information] [Submit a Manuscript] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 03/19/2018] [Revised: 05/09/2018] [Accepted: 05/14/2018] [Indexed: 01/01/2023]
Abstract
Vaccination seems to be the best approach to control visceral leishmaniasis (VL). Resistance against infection is based on the development of a Th1 immune response characterized by the production of interferons-γ (IFN-γ), interleukin-12 (IL-12), granulocyte-macrophage-colony-stimulating factor (GM-CSF), and tumor necrosis factor-α (TNF-α), among others. A number of antigens have been tested as potential targets against the disease; few of them are able to stimulate human immune cells. In the present study, 1 prediction of MHC class I and II molecules-specific epitopes in the amino acid sequences of 3 Leishmania proteins: 1 hypothetical, prohibitin, and small glutamine-rich tetratricopeptide repeat-containing proteins, was performed using bioinformatics tools, and a T-cell epitopes-based recombinant chimeric protein was constructed, synthetized and purified to be evaluated in invitro and in vivo experiments. The purified protein was tested regarding its immunogenicity in peripheral blood mononuclear cells (PBMCs) from healthy subjects and VL patients, as well as to its immunogenicity and protective efficacy in a murine model against Leishmania infantum infection. Results showed a Th1 response based on high IFN-γ and low IL-10 levels derived from in chimera-stimulated PBMCs in both healthy subjects and VL patients. In addition, chimera and/or saponin-immunized mice presented significantly lower parasite burden in distinct evaluated organs, when compared to the controls, besides higher levels of IFN-γ, IL-2, IL-12, and GM-CSF, and an IgG2a isotype-based humoral response. In addition, the CD4+ and CD8+ T-cell subtypes contributed to IFN-γ production in the protected animals. The results showed the immunogenicity in human cells and the protective efficacy against L. infantum in a murine model, and well indicate that this recombinant chimera can be considered as a promising strategy to be used against human disease.
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Affiliation(s)
- Daniel S Dias
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Patrícia A F Ribeiro
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 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, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Daniela P Lage
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Lourena E Costa
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Miguel A Chávez-Fumagalli
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, 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, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Thaís T O Santos
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, 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, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Jamil S Oliveira
- Departamento de Bioquímica e Imunologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Tiago A O Mendes
- Departamento de Bioquímica e Biologia Molecular, Universidade Federal de Viçosa, Viçosa, Minas Gerais, Brazil
| | - Eduardo S Silva
- Programa de Pós-Graduação em Biotecnologia, Universidade Federal de São João Del-Rei, Divinópolis, Minas Gerais, Brazil
| | - Alexsandro S Galdino
- Programa de Pós-Graduação em Biotecnologia, Universidade Federal de São João Del-Rei, Divinópolis, Minas Gerais, Brazil
| | - Mariana C Duarte
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil; Departamento de Patologia Clínica, COLTEC, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Bruno M Roatt
- Departamento de Patologia Clínica, COLTEC, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Daniel Menezes-Souza
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil; Departamento de Patologia Clínica, COLTEC, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Antonio L Teixeira
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil; Neuropsychiatry Program, Department of Psychiatry and Behavioral Sciences, McGovern Medical School, The University of Texas Health Science Center at Houston, Houston, TX, USA; 1941 East Road, Houston, TX, 77041
| | - Eduardo A F Coelho
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil; Departamento de Patologia Clínica, COLTEC, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil.
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Ribeiro PAF, Dias DS, Lage DP, Costa LE, Salles BCS, Steiner BT, Ramos FF, Lima MP, Santos TTO, Chaves AT, Chávez-Fumagalli MA, Fujiwara RT, Bueno LL, Caligiorne RB, de Magalhães-Soares DF, Silveira JAG, Machado-de-Ávila RA, Gonçalves DU, Coelho EAF. A conserved Leishmania hypothetical protein evaluated for the serodiagnosis of canine and human visceral and tegumentary leishmaniasis, as well as a serological marker for the posttreatment patient follow-up. Diagn Microbiol Infect Dis 2018; 92:196-203. [PMID: 29941364 DOI: 10.1016/j.diagmicrobio.2018.05.026] [Citation(s) in RCA: 13] [Impact Index Per Article: 2.2] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Affiliation(s)] [Abstract] [Key Words] [MESH Headings] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 04/15/2018] [Revised: 05/28/2018] [Accepted: 05/29/2018] [Indexed: 11/20/2022]
Abstract
In the present study, a conserved Leishmania hypothetical protein, LiHyE, was evaluated for the serodiagnosis of leishmaniasis. Results showed that it presented high sensitivity, specificity, positive predictive value (PPV), and negative predictive value (NPV) to serologically identify visceral leishmaniasis (VL) dogs when 40 positive sera and 95 cross-reactive samples were used. rLiHyE also showed the best results of sensitivity, specificity, PPV, and NPV to identify tegumentary leishmaniasis (TL) and VL patients when 45 leishmaniasis patients' sera and 90 cross-reactive samples were used. Results were better in comparison to those obtained when rA2 or Leishmania antigenic extract was employed as controls. The posttreatment follow-up showed that rLiHyE-specific antibodies declined significantly after the end of treatments, and a predominance of the IgG2 subclass was found in comparison to IgG1 levels in both TL and VL patients. In conclusion, rLiHyE can be considered a candidate for the serodiagnosis of canine and human leishmaniasis.
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Affiliation(s)
- Patrícia A F Ribeiro
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 30130-100, Minas Gerais, Brazil
| | - Daniel S Dias
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 30130-100, Minas Gerais, Brazil
| | - Daniela P Lage
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 30130-100, Minas Gerais, Brazil
| | - Lourena E Costa
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 30130-100, Minas Gerais, Brazil
| | - Beatriz C S Salles
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 30130-100, Minas Gerais, Brazil
| | - Bethina T Steiner
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde, Universidade do Extremo Sul Catarinense, Criciúma, 88806-000, Santa Catarina, Brazil
| | - Fernanda F Ramos
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 30130-100, Minas Gerais, Brazil
| | - Mariana P Lima
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 30130-100, Minas Gerais, Brazil
| | - Thaís T O Santos
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 30130-100, Minas Gerais, Brazil
| | - Ana T Chaves
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 30130-100, Minas Gerais, Brazil
| | - Miguel A Chávez-Fumagalli
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 30130-100, Minas Gerais, Brazil
| | - Ricardo T Fujiwara
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 30130-100, Minas Gerais, Brazil; Departamento de Parasitologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 31270-901, Minas Gerais, Brazil
| | - Lílian L Bueno
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 30130-100, Minas Gerais, Brazil; Departamento de Parasitologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 31270-901, Minas Gerais, Brazil
| | - Rachel B Caligiorne
- Instituto de Ensino e Pesquisa, Santa Casa de Belo Horizonte. Rua Domingos Vieira, 590, Santa Efigênia, 30150-240, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Danielle F de Magalhães-Soares
- Departamento de Medicina Veterinária Preventiva, Escola de Veterinária, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 31270-901, Minas Gerais, Brazil
| | - Julia A G Silveira
- Departamento de Parasitologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 31270-901, Minas Gerais, Brazil
| | - Ricardo A Machado-de-Ávila
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde, Universidade do Extremo Sul Catarinense, Criciúma, 88806-000, Santa Catarina, Brazil
| | - Denise U Gonçalves
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 30130-100, 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, Belo Horizonte, 30130-100, Minas Gerais, Brazil.
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Ribeiro PAF, Dias DS, Lage DP, Costa LE, Martins VT, Tavares GSV, Mendonça DVC, Lima MP, Oliveira JS, Steiner BT, Machado-de-Ávila RA, Roatt BM, Chávez-Fumagalli MA, Menezes-Souza D, Duarte MC, Teixeira AL, Coelho EAF. Evaluation of a Leishmania hypothetical protein administered as DNA vaccine or recombinant protein against Leishmania infantum infection and its immunogenicity in humans. Cell Immunol 2018; 331:67-77. [PMID: 29871740 DOI: 10.1016/j.cellimm.2018.05.009] [Citation(s) in RCA: 6] [Impact Index Per Article: 1.0] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Affiliation(s)] [Abstract] [Key Words] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 03/21/2018] [Revised: 05/25/2018] [Accepted: 05/29/2018] [Indexed: 01/04/2023]
Abstract
Visceral leishmaniasis (VL) is a fatal disease when acute and untreated. The treatment against this disease is long and presents toxicity and/or high costs. Moreover, parasite resistance has been increasing. Therefore, alternative control measures to avoid the spread of disease should be considered. It is accepted that the development of the T helper (Th)1 immune response, based on the production of pro-inflammatory cytokines, is required for the control of parasites. Although recombinant protein-based vaccines have been tested against VL, they require supplementation with immune adjuvants. In addition, there is a scarcity of studies that comparatively evaluate the efficacy of the immunogens when administered by different delivery systems in mammalian hosts. In the present study, a Leishmania hypothetical protein, LiHyR, was cloned and evaluated by immunization as a plasmid deoxyribonucleic acid (DNA) vaccine or in a recombinant format plus saponin against Leishmania infantum infection. Results showed that both vaccination regimens induced a Th1 cell-based immunity, since high levels of interferon-gamma (IFN-γ), interleukin (IL)-2, IL-12, granulocyte-macrophage colony-stimulating factor (GM-CSF), and tumor necrosis factor alpha (TNF-α) were found, and were associated with the low production of IL-4, IL-10, and anti-parasite immunoglobulin (IgG)1 isotype. In addition, significant reductions in the parasite load were found in the evaluated organs of the DNA LiHyR or rLiHyR/saponin-vaccinated animals. No significant difference was achieved between groups vaccinated with DNA or the recombinant protein. The antigen proved to be also immunogenic in human peripheral blood mononuclear cells (PBMCs) collected from healthy subjects and from untreated and treated VL patients. A higher IgG2 isotype was also found in sera samples of these subjects, thus demonstrating its possible use as a human vaccine. This study demonstrates the protective efficacy of a new Leishmania protein against VL, when it is administered as a DNA vaccine or a recombinant protein plus saponin, and points out its use as a human vaccine against disease.
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Affiliation(s)
- Patrícia A F Ribeiro
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Daniel S Dias
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Daniela P Lage
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Lourena E Costa
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 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, 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, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Débora V C Mendonça
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Mariana P Lima
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Jamil S Oliveira
- Departamento de Bioquímica e Imunologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Bethina T Steiner
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde, Universidade do Extremo Sul Catarinense, Criciúma, Santa Catarina, Brazil
| | - Ricardo A Machado-de-Ávila
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde, Universidade do Extremo Sul Catarinense, Criciúma, Santa Catarina, Brazil
| | - Bruno M Roatt
- Laboratório de Imunopatologia, Núcleo de Pesquisas em Ciências Biológicas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, Minas Gerais, Brazil
| | - Miguel A Chávez-Fumagalli
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Daniel Menezes-Souza
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil; Departamento de Patologia Clínica, COLTEC, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Mariana C Duarte
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil; Departamento de Patologia Clínica, COLTEC, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Antonio L Teixeira
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil; Neuropsychiatry Program, Department of Psychiatry and Behavioral Sciences, McGovern Medical School, The University of Texas Health Science Center at Houston, Houston, TX, USA
| | - Eduardo A F Coelho
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil; Departamento de Patologia Clínica, COLTEC, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil.
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Mendonça DVC, Martins VT, Lage DP, Dias DS, Ribeiro PAF, Carvalho AMRS, Dias ALT, Miyazaki CK, Menezes-Souza D, Roatt BM, Tavares CAP, Barichello JM, Duarte MC, Coelho EAF. Comparing the therapeutic efficacy of different amphotericin B-carrying delivery systems against visceral leishmaniasis. Exp Parasitol 2018; 186:24-35. [PMID: 29448040 DOI: 10.1016/j.exppara.2018.02.003] [Citation(s) in RCA: 26] [Impact Index Per Article: 4.3] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Affiliation(s)] [Abstract] [Key Words] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 06/05/2017] [Revised: 12/20/2017] [Accepted: 02/11/2018] [Indexed: 12/23/2022]
Abstract
Amphotericin B (Amp) has been well-successfully used to treat against Leishmania infection, although high toxicity has been found in patients. In the present study, Amp was administered in Leishmania infantum-infected BALB/c mice by three distinct delivery systems aiming to compare their efficacy against challenge infection, as well as their side effects in a murine visceral leishmaniasis (VL) model. This product was administered in a Poloxamer P407 (Pluronic® F127)-based polymeric micelle system (Amp/M), in the Ambisome® formulation (Lip-Amp) or in a free format (free Amp). Glucantime® (Gluc) was used as a comparative drug. Aiming to evaluate different endpoints of the treatments, the efficacy of the compounds was investigated one and 15-days after the therapeutic regimens, determining the parasite load by a limiting dilution assay and a quantitative PCR (qPCR) technique, as well as evaluating the immune response generated in the infected and treated animals. In the results, Amp/M or Lip-Amp-treated mice presented the best outcomes, since significant parasite load reductions were found in the evaluated organs, as well as a parasite-specific Th1 immune response was observed in the animals. In addition, no hepatic or renal damage was found in these mice. On the other hand, free Amp or Gluc induced toxicity in the animals, which was associated with a low Th1 immune response. Comparatively, Amp/M was the most effective drug in our experimental model, and results showed that the Amp-carrying system could be considered as a future alternative in studies against VL.
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Affiliation(s)
- Débora V C Mendonça
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 30130-100, 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, Belo Horizonte, 30130-100, Minas Gerais, Brazil
| | - Daniela P Lage
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 30130-100, Minas Gerais, Brazil
| | - Daniel S Dias
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 30130-100, Minas Gerais, Brazil
| | - Patrícia A F Ribeiro
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 30130-100, Minas Gerais, Brazil
| | - Ana Maria R S Carvalho
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 30130-100, Minas Gerais, Brazil
| | - Anna Letícia T Dias
- Departamento de Patologia Clínica, COLTEC, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 31270-901, Minas Gerais, Brazil
| | - Carolina K Miyazaki
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 30130-100, Minas Gerais, Brazil
| | - Daniel Menezes-Souza
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 30130-100, Minas Gerais, Brazil; Departamento de Patologia Clínica, COLTEC, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 31270-901, Minas Gerais, Brazil
| | - Bruno M Roatt
- Departamento de Patologia Clínica, COLTEC, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 31270-901, Minas Gerais, Brazil
| | - Carlos A P Tavares
- Departamento de Bioquímica e Imunologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 31270-901, Minas Gerais, Brazil
| | - José Mário Barichello
- Laboratório de Tecnologia Farmacêutica, Centro de Ciências Químicas, Farmacêuticas e de Alimentos, Universidade Federal de Pelotas, 96900-010, Pelotas, Rio Grande do Sul, Brazil
| | - Mariana C Duarte
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 30130-100, Minas Gerais, Brazil; Departamento de Patologia Clínica, COLTEC, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 31270-901, 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, Belo Horizonte, 30130-100, Minas Gerais, Brazil; Departamento de Patologia Clínica, COLTEC, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 31270-901, Minas Gerais, Brazil.
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Oliveira MP, Martins VT, Santos TTO, Lage DP, Ramos FF, Salles BCS, Costa LE, Dias DS, Ribeiro PAF, Schneider MS, Machado-de-Ávila RA, Teixeira AL, Coelho EAF, Chávez-Fumagalli MA. Small Myristoylated Protein-3, Identified as a Potential Virulence Factor in Leishmania amazonensis, Proves to be a Protective Antigen against Visceral Leishmaniasis. Int J Mol Sci 2018; 19:E129. [PMID: 29301342 PMCID: PMC5796078 DOI: 10.3390/ijms19010129] [Citation(s) in RCA: 14] [Impact Index Per Article: 2.3] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Affiliation(s)] [Abstract] [Key Words] [MESH Headings] [Track Full Text] [Download PDF] [Figures] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 11/02/2017] [Revised: 12/14/2017] [Accepted: 12/25/2017] [Indexed: 11/23/2022] Open
Abstract
In a proteomics approach conducted with Leishmania amazonensis, parasite proteins showed either an increase or a decrease in their expression content during extensive in vitro cultivation, and were related to the survival and the infectivity of the parasites, respectively. In the current study, a computational screening was performed to predict virulence factors among these molecules. Three proteins were selected, one of which presented no homology to human proteins. This candidate, namely small myristoylated protein-3 (SMP-3), was cloned, and its recombinant version (rSMP-3) was used to stimulate peripheral blood mononuclear cells (PBMCs) from healthy subjects living in an endemic area of leishmaniasis and from visceral leishmaniasis patients. Results showed high interferon-γ (IFN-γ) production and low levels of interleukin 10 (IL-10) in the cell supernatants. An in vivo experiment was then conducted on BALB/c mice, which were immunized with rSMP-3/saponin and later challenged with Leishmania infantum promastigotes. The rSMP-3/saponin combination induced high production of protein-specific IFN-γ, IL-12, and granulocyte-macrophage colony-stimulating factor (GM-CSF) by the spleen cells of the immunized mice. This pattern was associated with protection, which was characterized by a significant reduction in the parasite load in distinct organs of the animals. Altogether, these results have revealed that this new virulence factor is immunogenic in both mice and humans, and have proven its protective efficacy against visceral leishmaniasis in a murine model.
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MESH Headings
- Amino Acid Sequence
- Animals
- Antigens, Protozoan/chemistry
- Antigens, Protozoan/metabolism
- Computational Biology
- Cytokines/metabolism
- Epitopes, T-Lymphocyte/metabolism
- Humans
- Immunity, Cellular
- Immunity, Humoral
- Leishmania/pathogenicity
- Leishmania infantum
- Leishmaniasis, Visceral/immunology
- Leishmaniasis, Visceral/parasitology
- Leishmaniasis, Visceral/prevention & control
- Leukocytes, Mononuclear/metabolism
- Linear Models
- Mice, Inbred BALB C
- Molecular Sequence Annotation
- Protozoan Proteins/chemistry
- Protozoan Proteins/metabolism
- Reproducibility of Results
- Structural Homology, Protein
- Virulence Factors/metabolism
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Affiliation(s)
- Marcelo P Oliveira
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte 30130-100, 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, Belo Horizonte 30130-100, Minas Gerais, Brazil.
| | - Thaís T O Santos
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte 30130-100, Minas Gerais, Brazil.
| | - Daniela P Lage
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte 30130-100, 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, Belo Horizonte 30130-100, Minas Gerais, Brazil.
| | - Beatriz C S Salles
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte 30130-100, Minas Gerais, Brazil.
| | - Lourena E Costa
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte 30130-100, Minas Gerais, Brazil.
| | - Daniel S Dias
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte 30130-100, Minas Gerais, Brazil.
| | - Patrícia A F Ribeiro
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte 30130-100, Minas Gerais, Brazil.
| | - Mônica S Schneider
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte 30130-100, Minas Gerais, Brazil.
| | - Ricardo A Machado-de-Ávila
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde, Universidade do Extremo Sul Catarinense, Criciúma 88806-000, Santa Catarina, Brazil.
| | - Antônio L Teixeira
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte 30130-100, Minas Gerais, Brazil.
- Laboratório Interdisciplinar de Investigação Médica, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte 30130-100, Minas Gerais, Brazil.
- Neuropsychiatry Program, Department of Psychiatry and Behavioral Sciences, McGovern Medical School, The University of Texas Health Science Center at Houston, 1941 East Road, Houston, TX 77041, USA.
| | - Eduardo A F Coelho
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte 30130-100, Minas Gerais, Brazil.
- Departamento de Patologia Clínica, do Colégio Técnico (COLTEC), Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte 31270-901, Minas Gerais, Brazil.
| | - Miguel A Chávez-Fumagalli
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte 30130-100, Minas Gerais, Brazil.
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Dias DS, Ribeiro PAF, Martins VT, Lage DP, Portela ÁSB, Costa LE, Salles BCS, Lima MP, Ramos FF, Santos TTO, Caligiorne RB, Chávez-Fumagalli MA, Silveira JAG, Magalhães-Soares DF, Gonçalves DU, Oliveira JS, Roatt BM, Duarte MC, Menezes-Souza D, Silva ES, Galdino AS, Machado-de-Ávila RA, Teixeira AL, Coelho EAF. Recombinant small glutamine-rich tetratricopeptide repeat-containing protein of Leishmania infantum: Potential vaccine and diagnostic application against visceral leishmaniasis. Mol Immunol 2017; 91:272-281. [PMID: 28988041 DOI: 10.1016/j.molimm.2017.09.017] [Citation(s) in RCA: 10] [Impact Index Per Article: 1.4] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Affiliation(s)] [Abstract] [Key Words] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 08/21/2017] [Revised: 09/23/2017] [Accepted: 09/27/2017] [Indexed: 12/20/2022]
Abstract
Different Leishmania proteins have been evaluated in order to find a potential vaccine candidate or diagnostic marker capable of providing long lasting protection against infection or helping to identify infected mammalian hosts, respectively. However, just few molecules have fulfilled all the requirements to be evaluated. In the current study, we evaluated the prophylactic and diagnostic value against visceral leishmaniasis (VL) of a small glutamine-rich tetratricopeptide repeat-containing (SGT) protein from Leishmania infantum species. In a first step, the immune response elicited by the immunization using the recombinant protein (rSGT) plus saponin was evaluated in BALB/c mice. Immunized animals had a low parasitism in all evaluated organs. They developed a specific Th1 immune response, which was based on protein-specific production of IFN-γ, IL-12 and GM-CSF, and a humoral response dominated by antibodies of the IgG2a isotype. Both CD4+ and CD8+ T cells contributed to the IFN-γ production, showing that both T cell subtypes contribute to the resistance against infection. Regarding its value as a diagnostic marker, rSGT showed maximum sensitivity and specificity to serologically identify L. infantum-infected dog and human sera. No cross-reactivity with sera from humans or dogs that had other diseases was found. Although further studies are necessary to validate these findings, data showed here suggest immunogenicity of rSGT and its protective effect against murine VL, as well as its potential for the serodiagnosis of human and canine VL.
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Affiliation(s)
- Daniel S Dias
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Patrícia A F Ribeiro
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 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, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Daniela P Lage
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Áquila S B Portela
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Lourena E Costa
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Beatriz C S Salles
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Mariana P Lima
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, 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, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Thaís T O Santos
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Rachel B Caligiorne
- Instituto de Ensino e Pesquisa, Santa Casa de Belo Horizonte, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Miguel A Chávez-Fumagalli
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Julia A G Silveira
- Departamento de Parasitologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Danielle F Magalhães-Soares
- Departamento de Medicina Veterinária Preventiva, Escola de Veterinária, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Denise U Gonçalves
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Jamil S Oliveira
- Departamento de Bioquímica e Imunologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Bruno M Roatt
- Departamento de Patologia Clínica, COLTEC, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Mariana C Duarte
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil; Departamento de Patologia Clínica, COLTEC, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Daniel Menezes-Souza
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil; Departamento de Patologia Clínica, COLTEC, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Eduardo S Silva
- Programa de Pós-Graduação em Biotecnologia, Universidade Federal de São João Del-Rei, Divinópolis, Minas Gerais, Brazil
| | - Alexsandro S Galdino
- Programa de Pós-Graduação em Biotecnologia, Universidade Federal de São João Del-Rei, Divinópolis, Minas Gerais, Brazil
| | - Ricardo A Machado-de-Ávila
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde, Universidade do Extremo Sul Catarinense, Criciúma, Santa Catarina, Brazil
| | - Antonio L Teixeira
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil; Neuropsychiatry Program, Department of Psychiatry and Behavioral Sciences, McGovern Medical School, The University of Texas Health Science Center at Houston, Houston, 1941 East Road, Houston, TX, 77041, United States
| | - Eduardo A F Coelho
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil; Departamento de Patologia Clínica, COLTEC, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil.
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Lavorato SN, Duarte MC, Lage DP, Tavares CAP, Coelho EAF, Alves RJ. 1,3-Bis(aryloxy)propan-2-ols as potential antileishmanial agents. Chem Biol Drug Des 2017; 90:981-986. [PMID: 28590516 PMCID: PMC5697679 DOI: 10.1111/cbdd.13024] [Citation(s) in RCA: 2] [Impact Index Per Article: 0.3] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Affiliation(s)] [Abstract] [Key Words] [Track Full Text] [Download PDF] [Figures] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 04/13/2017] [Revised: 05/14/2017] [Accepted: 05/15/2017] [Indexed: 12/01/2022]
Abstract
We describe herein the synthesis and antileishmanial activity of 1,3‐bis(aryloxy)propan‐2‐ols. Five compounds (2, 3, 13, 17, and 18) exhibited an effective antileishmanial activity against stationary promastigote forms of Leishmania amazonensis (IC50 < 15.0 μm), and an influence of compound lipophilicity on activity was suggested. Most of the compounds were poorly selective, as they showed toxicity toward murine macrophages, except 17 and 18, which presented good selective indexes (SI ≥ 10.0). The five more active compounds (2, 3, 13, 17, and 18) were selected for the treatment of infected macrophages, and all of them were able to reduce the number of internalized parasites by more than 80%, as well as the number of infected macrophages by more than 70% in at least one of the tested concentrations. Altogether, these results demonstrate the potential of these compounds as new hits of antileishmanial agents and open future possibilities for them to be tested in in vivo studies.
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Affiliation(s)
- Stefânia N Lavorato
- Departamento de Produtos Farmacêuticos, Faculdade de Farmácia, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Brazil
| | - Mariana C Duarte
- Departamento de Patologia Clínica, COLTEC, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Brazil.,Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Brazil
| | - Daniela P Lage
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Brazil
| | - Carlos A P Tavares
- Departamento de Bioquímica e Imunologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Brazil
| | - Eduardo A F Coelho
- Departamento de Patologia Clínica, COLTEC, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Brazil.,Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Brazil
| | - Ricardo J Alves
- Departamento de Produtos Farmacêuticos, Faculdade de Farmácia, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Brazil
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Oliveira LG, Souza-Testasicca MC, Vago JP, Figueiredo AB, Canavaci AMC, Perucci LO, Ferreira TPT, Coelho EAF, Gonçalves DU, Rocha MOC, E Silva PMR, Ferreira CN, Queiroz-Junior C, Sousa LP, Fernandes AP. Annexin A1 Is Involved in the Resolution of Inflammatory Responses during Leishmania braziliensis Infection. J Immunol 2017; 198:3227-3236. [PMID: 28289158 DOI: 10.4049/jimmunol.1602028] [Citation(s) in RCA: 14] [Impact Index Per Article: 2.0] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Affiliation(s)] [Abstract] [Track Full Text] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 11/30/2016] [Accepted: 02/13/2017] [Indexed: 12/30/2022]
Abstract
Leishmaniases are diseases caused by several Leishmania species. Leishmania (Viannia) braziliensis can cause localized cutaneous leishmaniasis (LCL), which heals spontaneously, or mucosal leishmaniasis (ML), characterized by chronic and intense inflammation and scanty parasitism. Annexin A1 (AnxA1) is a protein involved in modulation and resolution of inflammation through multiple mechanisms. In the present study, the role of AnxA1 was investigated in L. braziliensis-infected BALB/c mice. AnxA1 levels increased at the peak of tissue lesion and parasitism in infected mice. AnxA1 increased also after L. braziliensis infection of BALB/c (wild-type [WT]) bone marrow derived macrophages. Despite a lower parasite intake, parasite burden in bone marrow-derived macrophages from AnxA1-/- mice was similar to WT and associated with an early increase of TNF-α and, later, of IL-10. AnxA1-/- mice controlled tissue parasitism similarly to WT animals, but they developed significantly larger lesions at later stages of infection, with a more pronounced inflammatory infiltrate and increased specific production of IFN-γ, IL-4, and IL-10. AnxA1-/- mice also presented higher phosphorylation levels of ERK-1/2 and p65/RelA (NF-κB) and inducible NO synthase expression, suggesting that AnxA1 may be involved in modulation of inflammation in this model of experimental leishmaniasis. Finally, assessment of AnxA1 levels in sera from patients with LCL or ML revealed that ML patients had higher levels of serum AnxA1 than did LCL patients or control subjects. Collectively, these data indicate that AnxA1 is actively expressed during L. braziliensis infection. In the absence of AnxA1, mice are fully able to control parasite replication, but they present more intense inflammatory responses and delayed ability to resolve their lesion size.
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Affiliation(s)
- Leandro G Oliveira
- Departamento de Análises Clínicas e Toxicológicas, Faculdade de Farmácia, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais 31270-901, Brazil
| | - Míriam C Souza-Testasicca
- Departamento de Análises Clínicas e Toxicológicas, Faculdade de Farmácia, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais 31270-901, Brazil
| | - Juliana P Vago
- Departamento de Análises Clínicas e Toxicológicas, Faculdade de Farmácia, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais 31270-901, Brazil.,Departamento de Morfologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais 31270-901 Brazil
| | - Amanda Braga Figueiredo
- Laboratório de Imunoparasitologia, Núcleo de Pesquisas em Ciências Biológicas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, Minas Gerais 35400-000, Brazil
| | - Adriana M C Canavaci
- Departamento de Análises Clínicas e Toxicológicas, Faculdade de Farmácia, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais 31270-901, Brazil
| | - Luiza Oliveira Perucci
- Departamento de Análises Clínicas e Toxicológicas, Faculdade de Farmácia, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais 31270-901, Brazil
| | | | - Eduardo A F Coelho
- Programa de Pós-Graduação em Ciências Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais 31270-901, Brazil; and
| | - Denise Utsch Gonçalves
- Programa de Pós-Graduação em Ciências Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais 31270-901, Brazil; and
| | - Manoel Otávio C Rocha
- Programa de Pós-Graduação em Ciências Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais 31270-901, Brazil; and
| | - Patrícia M R E Silva
- Laboratório de Inflamação, Instituto Oswaldo Cruz/FIOCRUZ, Rio de Janeiro 21040-360, Brazil
| | - Cláudia N Ferreira
- Setor de Patologia Clínica, Colégio Técnico, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais 31270-901 Brazil
| | - Celso Queiroz-Junior
- Departamento de Morfologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais 31270-901 Brazil
| | - Lirlândia P Sousa
- Departamento de Análises Clínicas e Toxicológicas, Faculdade de Farmácia, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais 31270-901, Brazil.,Departamento de Morfologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais 31270-901 Brazil
| | - Ana Paula Fernandes
- Departamento de Análises Clínicas e Toxicológicas, Faculdade de Farmácia, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais 31270-901, Brazil;
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Lavorato SN, Duarte MC, Lage DP, Tavares CAP, Coelho EAF, Alves RJ. Synthesis and antileishmanial activity of 1,3-bis(aryloxy)propan-2-amines. Med Chem Res 2017. [DOI: 10.1007/s00044-017-1805-1] [Citation(s) in RCA: 7] [Impact Index Per Article: 1.0] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Indexed: 11/29/2022]
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Salles BCS, Costa LE, Alves PT, Dias ACS, Vaz ER, Menezes-Souza D, Ramos FF, Duarte MC, Roatt BM, Chávez-Fumagalli MA, Tavares CAP, Gonçalves DU, Rocha RL, Goulart LR, Coelho EAF. Leishmania infantum mimotopes and a phage-ELISA assay as tools for a sensitive and specific serodiagnosis of human visceral leishmaniasis. Diagn Microbiol Infect Dis 2016; 87:219-225. [PMID: 27939286 DOI: 10.1016/j.diagmicrobio.2016.11.012] [Citation(s) in RCA: 22] [Impact Index Per Article: 2.8] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Affiliation(s)] [Abstract] [Key Words] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 07/15/2016] [Revised: 10/17/2016] [Accepted: 11/21/2016] [Indexed: 12/19/2022]
Abstract
Serological methods used to diagnose visceral leishmaniasis (VL) are considered minimally invasive, but they present problems related with their sensitivity and/or specificity. In this study, a subtractive selection using the phage display technology against antibodies from healthy subjects living in endemic and non-endemic areas of disease, as well as from Chagas disease patients and those developing active VL, was developed. The aim of this study was to select bacteriophage-fused epitopes to be used in the serodiagnosis of human VL. Eight phage clones were selected after the bio-panning rounds, and their reactivity was evaluated in a phage-ELISA assay against a human serological panel. A wild-type clone and the recombinant K39-based immunochromatographic test were used as controls. In the results, it was shown that all clones showed an excellent performance to serologically identify VL patients, demonstrating the feasibility of the isolated phages for developing a specific and sensitive serodiagnosis of human VL.
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Affiliation(s)
- Beatriz C S Salles
- Programa de Pós-Graduação em Ciências Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Av. Antônio Carlos, 6627, 30130-100, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Lourena E Costa
- Programa de Pós-Graduação em Ciências Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Av. Antônio Carlos, 6627, 30130-100, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Patrícia T Alves
- Laboratório de Nanobiotecnologia, Instituto de Genética e Bioquímica, Universidade Federal de Uberlândia, Av. Amazonas s/n, Campus Umuarama, Bloco 2E, Sala 248, 38400-902, Uberlândia, Minas Gerais, Brazil
| | - Ana C S Dias
- Laboratório de Nanobiotecnologia, Instituto de Genética e Bioquímica, Universidade Federal de Uberlândia, Av. Amazonas s/n, Campus Umuarama, Bloco 2E, Sala 248, 38400-902, Uberlândia, Minas Gerais, Brazil
| | - Emília R Vaz
- Laboratório de Nanobiotecnologia, Instituto de Genética e Bioquímica, Universidade Federal de Uberlândia, Av. Amazonas s/n, Campus Umuarama, Bloco 2E, Sala 248, 38400-902, Uberlândia, Minas Gerais, Brazil
| | - Daniel Menezes-Souza
- Programa de Pós-Graduação em Ciências Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Av. Antônio Carlos, 6627, 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
| | - Fernanda F Ramos
- Programa de Pós-Graduação em Ciências Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Av. Antônio Carlos, 6627, 30130-100, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Mariana C Duarte
- Programa de Pós-Graduação em Ciências Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Av. Antônio Carlos, 6627, 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
| | - Bruno M Roatt
- Departamento de Patologia Clínica, Coltec, Universidade Federal de Minas Gerais, Av. Antônio Carlos, 6627, 31270-901, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Miguel A Chávez-Fumagalli
- Programa de Pós-Graduação em Ciências Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Av. Antônio Carlos, 6627, 30130-100, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Carlos A P Tavares
- Departamento de Bioquímica e Imunologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Av. Antônio Carlos, 6627, 31270-901, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Denise U Gonçalves
- Programa de Pós-Graduação em Ciências Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Av. Antônio Carlos, 6627, 30130-100, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Regina L Rocha
- Programa de Pós-Graduação em Ciências Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Av. Antônio Carlos, 6627, 30130-100, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Luiz R Goulart
- Laboratório de Nanobiotecnologia, Instituto de Genética e Bioquímica, Universidade Federal de Uberlândia, Av. Amazonas s/n, Campus Umuarama, Bloco 2E, Sala 248, 38400-902, Uberlândia, Minas Gerais, Brazil; Department of Medical Microbiology and Immunology, University of California-Davis, 95616, Davis, CA, USA.
| | - Eduardo A F Coelho
- Programa de Pós-Graduação em Ciências Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Av. Antônio Carlos, 6627, 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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Duarte MC, Lage DP, Martins VT, Costa LE, Lage LMR, Carvalho AMRS, Ludolf F, Santos TTO, Roatt BM, Menezes-Souza D, Fernandes AP, Tavares CAP, Coelho EAF. A vaccine combining two Leishmania braziliensis proteins offers heterologous protection against Leishmania infantum infection. Mol Immunol 2016; 76:70-9. [PMID: 27387277 DOI: 10.1016/j.molimm.2016.06.014] [Citation(s) in RCA: 23] [Impact Index Per Article: 2.9] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Affiliation(s)] [Abstract] [Key Words] [MESH Headings] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 05/17/2016] [Revised: 06/20/2016] [Accepted: 06/21/2016] [Indexed: 11/17/2022]
Abstract
In the present study, two Leishmania braziliensis proteins, one hypothetical and the eukaryotic initiation factor 5a (EiF5a), were cloned and used as a polyproteins vaccine for the heterologous protection of BALB/c mice against infantum infection. Animals were immunized with the antigens separately or in association, and in both cases saponin was used as an adjuvant. In the results, spleen cells from mice inoculated with the individual or polyproteins vaccine and lately challenged produced significantly higher levels of protein- and parasite-specific IFN-γ, IL-12, and GM-CSF, when both a capture ELISA and flow cytometry assays were performed. Evaluating the parasite load by a limiting dilution as well as by RT-PCR, these animals presented significant reductions in the parasite number in all evaluated organs, when compared to the control (saline and saponin) groups. The best protection was reached when the polyproteins vaccine was employed. Protection was associated with the IFN-γ production against parasite extracts, which was mediated by both CD4(+) and CD8(+) T cells and correlated with the antileishmanial nitrite production. In this context, this vaccine combining two L. braziliensis proteins was able to induce a heterologous protection against VL, and could be considered in future studies to be tested against other Leishmania species or in other mammalian hosts.
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Affiliation(s)
- Mariana C Duarte
- Departamento de Patologia Clínica, COLTEC, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Daniela P Lage
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Vívian T Martins
- Departamento de Bioquímica e Imunologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Lourena E Costa
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Letícia M R Lage
- Departamento de Patologia Clínica, COLTEC, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Ana Maria R S Carvalho
- Departamento de Patologia Clínica, COLTEC, Universidade Federal de Minas Gerais, 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, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Thaís T O Santos
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Bruno M Roatt
- Departamento de Patologia Clínica, COLTEC, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Daniel Menezes-Souza
- Departamento de Patologia Clínica, COLTEC, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Ana Paula Fernandes
- Departamento de Análises Clínicas e Toxicológicas, Faculdade de Farmácia, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Carlos A P Tavares
- Departamento de Bioquímica e Imunologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Eduardo A F Coelho
- Departamento de Patologia Clínica, COLTEC, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil; Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil.
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Duarte MC, Tavares GSV, Valadares DG, Lage DP, Ribeiro TG, Lage LMR, Rodrigues MR, Faraco AAG, Soto M, da Silva ES, Chávez Fumagalli MA, Tavares CAP, Leite JPV, Oliveira JS, Castilho RO, Coelho EAF. Antileishmanial activity and mechanism of action from a purified fraction of Zingiber officinalis Roscoe against Leishmania amazonensis. Exp Parasitol 2016; 166:21-8. [PMID: 27013260 DOI: 10.1016/j.exppara.2016.03.026] [Citation(s) in RCA: 25] [Impact Index Per Article: 3.1] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Affiliation(s)] [Abstract] [Key Words] [MESH Headings] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 07/17/2015] [Revised: 03/18/2016] [Accepted: 03/20/2016] [Indexed: 02/06/2023]
Abstract
In recent years, considerable attention has been given to identify new antileishmanial products derived from medicinal plants, although, to date, no new effective compound has been recently applied to treat leishmaniasis. In the present study, the antileishmanial activity of a water extract from Zingiber officinalis Roscoe (ginger) was investigated and a purified fraction, named F10, was identified as responsible by this biological activity. The chemical characterization performed for this fraction showed that it is mainly composed by flavonoids and saponins. The water extract and the F10 fraction presented IC50 values of 125.5 and 49.8 μg/mL, respectively. Their selectivity indexes (SI) were calculated and values were seven and 40 times higher, respectively, in relation to the value found for amphotericin B, which was used as a control. Additional studies were performed to evaluate the toxicity of these compounds in human red blood cells, besides of the production of nitrite, as an indicator of nitric oxide (NO), in treated and infected macrophages. The results showed that both F10 fraction and water extract were not toxic to human cells, and they were able to stimulate the nitrite production, with values of 13.6 and 5.4 μM, respectively, suggesting that their biological activity could be due to macrophages activation via NO production. In conclusion, the present study shows that a purified fraction from ginger could be evaluated in future works as a therapeutic alternative, on its own or in association with other drugs, to treat disease caused by L. amazonensis.
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Affiliation(s)
- Mariana C Duarte
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde, Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil; Departamento de Patologia Clínica, COLTEC, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Grasiele S V Tavares
- Laboratório de Doenças infecto-parasitárias and Programa de Pós-Graduação em Biotecnologia, Campus Centro Oeste Dona Lindu, Universidade Federal De São João Del-Rei, Divinópolis, Minas Gerais, Brazil
| | - Diogo G Valadares
- Departamento de Bioquímica e Imunologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Daniela P Lage
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde, Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Tatiana G Ribeiro
- Programa de Pós-Graduação em Ciências Farmacêuticas, Faculdade de Farmácia, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Letícia M R Lage
- Departamento de Patologia Clínica, COLTEC, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Marcella R Rodrigues
- Departamento de Patologia Clínica, COLTEC, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - André A G Faraco
- Programa de Pós-Graduação em Ciências Farmacêuticas, Faculdade de Farmácia, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil; Departamento de Produtos Farmacêuticos, Faculdade de Farmácia, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Manuel Soto
- Centro de Biología Molecular Severo Ochoa, CSIC-UAM, Departamento de Biología Molecular, Universidad Autónoma de Madrid, Madrid, Spain
| | - Eduardo S da Silva
- Laboratório de Doenças infecto-parasitárias and Programa de Pós-Graduação em Biotecnologia, Campus Centro Oeste Dona Lindu, Universidade Federal De São João Del-Rei, Divinópolis, Minas Gerais, Brazil
| | - Miguel A Chávez Fumagalli
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde, Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Carlos A P Tavares
- Departamento de Bioquímica e Imunologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - João Paulo V Leite
- Departamento de Bioquímica e Biologia Molecular, Universidade Federal de Viçosa, Viçosa, Minas Gerais, Brazil
| | - Jamil S Oliveira
- Laboratório de Doenças infecto-parasitárias and Programa de Pós-Graduação em Biotecnologia, Campus Centro Oeste Dona Lindu, Universidade Federal De São João Del-Rei, Divinópolis, Minas Gerais, Brazil
| | - Rachel O Castilho
- Programa de Pós-Graduação em Ciências Farmacêuticas, Faculdade de Farmácia, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil; Departamento de Produtos Farmacêuticos, Faculdade de Farmácia, Universidade Federal de Minas Gerais, 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, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil; Departamento de Patologia Clínica, COLTEC, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil.
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Costa LE, Salles BCS, Alves PT, Dias ACS, Vaz ER, Ramos FF, Menezes-Souza D, Duarte MC, Roatt BM, Chávez-Fumagalli MA, Tavares CAP, Gonçalves DU, Rocha MOC, Goulart LR, Coelho EAF. New serological tools for improved diagnosis of human tegumentary leishmaniasis. J Immunol Methods 2016; 434:39-45. [PMID: 27090730 DOI: 10.1016/j.jim.2016.04.005] [Citation(s) in RCA: 16] [Impact Index Per Article: 2.0] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Affiliation(s)] [Abstract] [Key Words] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 02/05/2016] [Revised: 03/07/2016] [Accepted: 04/07/2016] [Indexed: 11/27/2022]
Abstract
Human tegumentary leishmaniasis (HTL), characterized by skin ulcers that may spread and cause dreadful and massive tissue destruction of the nose and mouth, is considered a neglected tropical disease, and it is a serious threat to global health due to its continuous expansion, favored by the lifecycle of its causative organism that is maintained in domestic animal reservoirs and anthropophilic sand fly species. Serodiagnosis of HTL is a great challenge due to many biological factors, including hampered specificity and/or sensitivity. This investigation addresses the unmet need for new diagnostic markers of HTL, and describes a simple platform to improve the serodiagnosis. A constrained conformational phage display random peptide library combined with a magnetic microsphere-based subtraction strategy was used to identify ligands with potential diagnostic applications. Six clones were selected against IgG antibodies from HTL patients, characterized by sequencing and confirmed by a phage-ELISA using sera from patients developing visceral leishmaniasis (n=20), Chagas disease (n=10), mucosal (n=30) and cutaneous (n=20) leishmaniasis; as well as from healthy subjects living in endemic (n=20) and non-endemic (n=30) areas of leishmaniasis. A wild-type M13-phage clone and a soluble Leishmania antigenic extract were used as negative and positive controls, respectively. Three clones reached 100% sensitivity and specificity, without any cross-reactivity with sera from patients with leishmaniasis-related diseases. Briefly, we describe for the first time a set of serological markers based on three immunodominant mimotopes that showed 100% accuracy, and that could be used in a phage-ELISA assay for the HTL serodiagnosis.
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Affiliation(s)
- Lourena E Costa
- Programa de Pós-Graduação em Ciências Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Av. Antônio Carlos, 6627, 30130-100 Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Beatriz C S Salles
- Programa de Pós-Graduação em Ciências Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Av. Antônio Carlos, 6627, 30130-100 Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Patrícia T Alves
- Laboratório de Nanobiotecnologia, Instituto de Genética e Bioquímica, Universidade Federal de Uberlândia, Av. Amazonas s/n, Campus Umuarama, Bloco 2E, Sala 248, 38400-902 Uberlândia, Minas Gerais, Brazil
| | - Ana C S Dias
- Laboratório de Nanobiotecnologia, Instituto de Genética e Bioquímica, Universidade Federal de Uberlândia, Av. Amazonas s/n, Campus Umuarama, Bloco 2E, Sala 248, 38400-902 Uberlândia, Minas Gerais, Brazil
| | - Emília R Vaz
- Laboratório de Nanobiotecnologia, Instituto de Genética e Bioquímica, Universidade Federal de Uberlândia, Av. Amazonas s/n, Campus Umuarama, Bloco 2E, Sala 248, 38400-902 Uberlândia, Minas Gerais, Brazil
| | - Fernanda F Ramos
- Departamento de Patologia Clínica, Coltec, Universidade Federal de Minas Gerais, Av. Antônio Carlos, 6627, 31270-901 Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Daniel Menezes-Souza
- Departamento de Patologia Clínica, Coltec, Universidade Federal de Minas Gerais, Av. Antônio Carlos, 6627, 31270-901 Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Mariana C Duarte
- Departamento de Patologia Clínica, Coltec, Universidade Federal de Minas Gerais, Av. Antônio Carlos, 6627, 31270-901 Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Bruno M Roatt
- Departamento de Patologia Clínica, Coltec, Universidade Federal de Minas Gerais, Av. Antônio Carlos, 6627, 31270-901 Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Miguel A Chávez-Fumagalli
- Programa de Pós-Graduação em Ciências Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Av. Antônio Carlos, 6627, 30130-100 Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Carlos A P Tavares
- Departamento de Bioquímica e Imunologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Av. Antônio Carlos, 6627, 31270-901 Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Denise U Gonçalves
- Programa de Pós-Graduação em Ciências Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Av. Antônio Carlos, 6627, 30130-100 Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Manoel O C Rocha
- Programa de Pós-Graduação em Ciências Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Av. Antônio Carlos, 6627, 30130-100 Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Luiz Ricardo Goulart
- Laboratório de Nanobiotecnologia, Instituto de Genética e Bioquímica, Universidade Federal de Uberlândia, Av. Amazonas s/n, Campus Umuarama, Bloco 2E, Sala 248, 38400-902 Uberlândia, Minas Gerais, Brazil; Department of Medical Microbiology and Immunology, University of California-Davis, 95616 Davis, CA, USA.
| | - Eduardo A F Coelho
- Programa de Pós-Graduação em Ciências Saúde: Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Av. Antônio Carlos, 6627, 30130-100 Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil.
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