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Lage DP, Vale DL, Linhares FP, Freitas CS, Machado AS, Cardoso JMO, de Oliveira D, Galvani NC, de Oliveira MP, Oliveira-da-Silva JA, Ramos FF, Tavares GSV, Ludolf F, Bandeira RS, Pereira IAG, Chávez-Fumagalli MA, Roatt BM, Machado-de-Ávila RA, Christodoulides M, Coelho EAF, Martins VT. A Recombinant Chimeric Protein-Based Vaccine Containing T-Cell Epitopes from Amastigote Proteins and Combined with Distinct Adjuvants, Induces Immunogenicity and Protection against Leishmania infantum Infection. Vaccines (Basel) 2022; 10:vaccines10071146. [PMID: 35891310 PMCID: PMC9317424 DOI: 10.3390/vaccines10071146] [Citation(s) in RCA: 11] [Impact Index Per Article: 5.5] [Reference Citation Analysis] [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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Machado AS, Lage DP, Vale DL, Freitas CS, Linhares FP, Cardoso JM, Pereira IA, Ramos FF, Tavares GS, Ludolf F, Oliveira-da-Silva JA, Bandeira RS, Simões AC, Duarte MC, Oliveira JS, Christodoulides M, Chávez-Fumagalli MA, Roatt BM, Martins VT, Coelho EA. A recombinant Leishmania amastigote-specific protein, rLiHyG, with adjuvants, protects against infection with Leishmania infantum. Acta Trop 2022; 230:106412. [PMID: 35305943 DOI: 10.1016/j.actatropica.2022.106412] [Citation(s) in RCA: 1] [Impact Index Per Article: 0.5] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Abstract] [Key Words] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 11/10/2021] [Revised: 03/14/2022] [Accepted: 03/15/2022] [Indexed: 12/11/2022]
Abstract
Vaccination against visceral leishmaniasis (VL) should be considered as a control measure to protect against disease, and amastigote-specific proteins could help to develop such vaccines, since this parasite form is in contact with the host immune system during the active disease. In this study, a Leishmania amastigote-specific protein, LiHyG, was evaluated as recombinant protein (rLiHyG) as vaccine candidate against Leishmania infantum infection in BALB/c mice. The protein was associated with saponin (rLiHyG/Sap) or Poloxamer 407-based polymeric micelles (rLiHyG/Mic) as adjuvants, and animals receiving saline, saponin or micelle as controls. Immunological and parasitological analyses were performed before (n = 8 per group; as primary endpoint) and after (n = 8 per group; as secondary endpoint) infection. Results showed that, in both endpoints, rLiHyG/Sap and rLiHyG/Mic induced higher levels of IFN-γ, IL-12 and GM-CSF in spleen cell cultures from vaccinated animals, besides elevated presence of IgG2a isotype antibodies. Decreased hepatotoxicity and 'positive lymphoproliferative response were also found after challenge. Such findings reflected in significantly lower levels of parasite load found in their spleens, livers, bone marrows and draining lymph nodes. In conclusion, rLiHyG associated with Th1-type adjuvant could be considered for future studies as vaccine candidate to protect against VL.
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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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