Evaluación de la respuesta inmune estimulada por péptidos de alta capacidad de unión a moléculas H2-IEd, en modelo murino.

Abstract

La complejidad biológica de Plasmodium vivax ha restringido el desarrollo del cultivo in vitro para la caracterización de antígenos involucrados en la invasión a eritrocitos y su relevancia inmunológica. El modelo murino se propone como una alternativa en la búsqueda de candidatos terapéuticos, ya que, Plasmodium yoelii utiliza proteínas homólogas para los mecanismos de invasión. La proteína AMA-1 es vital para el proceso de invasión del parásito al eritrocito, considerándose una importante diana para el control de la infección. El presente estudio, como prueba de concepto, se centró en la caracterización de la respuesta inmune estimulada por constructos peptídicos compuestos por epítopos B de la proteína PyAMA-1 y epítopos T optimizados in silico para el anclaje a moléculas H2-IEd, probados en ratones BALB/c. Para la selección de epítopos B antimaláricos, se realizó un análisis de restricción funcional por fuerzas evolutivas in silico. Encontramos que pyama1 presenta dos regiones altamente conservadas entre las especies (>70%) bajo selección negativa. Se evaluaron catorce péptidos sintéticos que cubrían el total de ambas regiones conservadas, identificando 5 péptidos de PyAMA-1 con alta unión específica (HABP, del inglés High Activity Binding Peptide) a eritrocitos murinos. Mediante ensayos in vitro se evaluó el perfil funcional de los HABPs, sugiriendo que los péptidos 42681 y 42904 fueron capaces de inhibir la invasión y restringir el desarrollo intraeritrocítico de P. yoelii y, además, mostraron capacidad antigénica frente a sueros obtenidos de ratones infectados experimentalmente. Mediante un análisis bioinformático robusto, se realizó el diseño y optimización de los epítopos B seleccionados, a través de la articulación de un epítopo T completamente artificial y se evaluó su unión in vitro a moléculas H2-IEd. Los epítopos quiméricos B-T 43643 y 43644 presentaron perfiles de unión superiores a 50% a moléculas de MHC murino. Además, nuestros constructos potenciaron la respuesta humoral en ratones BALB/c, comparados con los péptidos nativos, y a su vez, mostraron anticuerpos IgG1 e IgG2 en sueros. Estas quimeras peptídicas fueron capaces de inducir una respuesta proliferativa y la diferenciación de células T de memoria CD4+ CD44+ CD62L+, generando una producción coordinada de TNFα, como mediador de la eliminación del parásito durante la infección temprana de P. yoelii. Este trabajo propone la quimerización de epítopos B y epítopos T como una estrategia para el diseño de candidatos peptídicos inmunogénicos para el desarrollo de una vacuna sintética multiepítopo – multiestadio contra la malaria. (Texto tomado de la fuente)

The biological complexity of Plasmodium vivax has limited developing an in vitro culture for the characterization of antigens involved in erythrocyte invasion and their immunological relevance. The murine model is proposed as an alternative in the search for therapeutic candidates since Plasmodium yoelii uses homologous proteins for invasion. The AMA-1 protein is vital for the parasite invasion of the erythrocyte and is considered an important target for malaria control. The present study, as a proof of concept, focused on the characterization of the immune response stimulated by peptide constructs made of B epitopes of the PyAMA-1 protein and T epitopes optimized in silico for anchoring to H2-IEd molecules, tested in BALB/c mice. For the selection of antimalarial B epitopes, an in silico evolutionary force functional constraint analysis was performed. We found that pyama1 exhibits two highly conserved regions among species (>70%) under negative selection. Fourteen synthetic peptides covering both conserved regions were evaluated, identifying 5 PyAMA-1 peptides displaying high specific binding (High Activity Binding Peptides or HABPs) to murine erythrocytes. In vitro assays evaluated the functional profile of the HABPs, suggesting that peptides 42681 and 42904 were able to inhibit invasion and restrict intraerythrocytic development of P. yoelii and, in addition, showed antigenic capacity when tested with sera obtained from experimentally infected mice. By means of a robust bioinformatics analysis, the design and optimization of the selected B epitopes was achieved by linking them to a completely artificial T epitope and assessing their in vitro binding to H2-IEd molecules. The chimeric B-T epitopes 43643 and 43644 showed binding profiles higher than 50% to murine MHC molecules. Furthermore, our constructs enhanced the humoral response in BALB/c mice compared to native peptides, and increased IgG1 and IgG2a antibodies in sera. These peptide chimeras were able to induce a proliferative response and differentiation of CD4+ CD44+ CD62L+ memory T cells, generating a coordinated production of TNFα, as a mediator of parasite clearance during early P. yoelii infection. This work proposes the chimerization of B epitopes and T epitopes as a strategy for designing immunogenic peptide candidates for the development of a synthetic multi-epitope - multi-stage malaria vaccine.

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