Evaluación de la antigenicidad de péptidos derivados de la proteína Pv12 de Plasmodium vivax, para la selección de candidatos potenciales a vacuna contra la malaria

Abstract

La malaria causada por Plasmodium vivax es la segunda más prevalente a nivel mundial, siendo esta especie la responsable del 64% de los casos en las Américas. El desarrollo de una vacuna basada en subunidades hace parte de las estrategias de control de la enfermedad, sin embargo, debido a la dificultad en el cultivo continuo del parásito, el estudio de antígenos se ha visto retrasado. El uso de herramientas bioinformáticas y el estudio de proteínas homólogas a aquellas de Plasmodium falciparum, ha permitido el avance en la identificación de candidatos potenciales a vacuna. El objetivo del presente estudio es la identificación in silico de epítopes T de la proteína Pv12 (homóloga a Pf12) y estudiar su antigenicidad in vitro. Los epítopes seleccionados mediante el software NetMHCIIpan-3.1, el cual predijo su unión a alelos HLA-DRB1, fueron evaluados mediante ensayos de unión in vitro a moléculas HLA-DRB1. La antigenicidad de tres epítopes fue evaluada en células T CD4+ de individuos con previa exposición a malaria por P. vivax tipificados para el alelo HLA-DRB1. Los epítopes 39113 y 39117, de alta afinidad de unión a moléculas HLA-DRB1*04 y 1*11, así como a HLA-DRB1*07 y 1*13, respectivamente, fueron reconocidos por células T CD4+ de memoria, generando una respuesta proliferativa y una producción coordinada de TNF, IL-6 y IL-10, citoquinas que actúan como mediadores de la eliminación del parásito durante la infección. Debido a la respuesta antigénica observada para los epítopes, son propuestos como potenciales candidatos a ser incluidos en el desarrollo de una vacuna basada en subunidades contra P. vivax.

Abstract: Plasmodium vivax is the second most prevalent parasite species causing malaria worldwide and is responsible for 64% of the cases in the Americas. The development of subunit-based vaccines is among the control strategies for the disease, however, due to the difficulty of culturing P. vivax in a continuous manner, the characterization of candidate antigens has been delayed. The use of bioinformatics tools and the quest for homologous proteins to those already found in Plasmodium falciparum have allowed the identification of new P. vivax potential vaccine candidates. The present study was aimed at identifying Pv12 (homologous to Pf12) protein’s T epitopes in silico and studying their antigenicity in vitro. The epitopes were selected using the NetMHCIIpan-3.1 software, which predicted their binding to HLA-DRB1 alleles and the high binding ones were subsequently evaluated by in vitro binding assays to purified HLA-DRB1 molecules. The antigenicity of these epitopes was evaluated in CD4+ T cells collected from individuals with previous exposure to P. vivax malaria typed for their HLA-DRB1 allele. Specific epitopes 39113 and 39117 that bound to HLA-DRB1*04 and 1*11, as well as HLADRB1*07 and 1*13, respectively were recognized by memory CD4+ T cells, generating a proliferative response and a coordinated production of TNF, IL- 6 and IL-10, cytokines that may mediate the elimination of the parasite during infection. Due to the antigenic response observed for the epitopes, they are here being proposed as potential candidates to be included in the development of a subunit-based vaccine against P. vivax.