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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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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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Maia GA, Andrade MVM, Vassallo PF, Ravetti CG, Júnior VAN, Rezende SM. INCIDÊNCIA DE EVENTOS TROMBÓTICOS EM INDIVÍDUOS HOSPITALIZADOS POR COVID-19 EM BELO HORIZONTE. Hematol Transfus Cell Ther 2021. [PMCID: PMC8530562 DOI: 10.1016/j.htct.2021.10.881] [Citation(s) in RCA: 0] [Impact Index Per Article: 0] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Abstract] [Track Full Text] [Download PDF] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Indexed: 11/28/2022] Open
Abstract
Objetivo Avaliar incidência de eventos trombóticos em indivíduos hospitalizados por Coronavirus Disease 2019 (COVID-19). Material e métodos Foram avaliados indivíduos de ambos os gêneros com idade ≥ 18 anos internados por complicações da COVID-19 em dois hospitais de Belo Horizonte, Minas Gerais, entre abril de 2020 e março de 2021. Todos os participantes apresentaram um resultado positivo de real-time reverse-transcription polymerase chain reaction (RT-PCR) para severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2). A inclusão no estudo foi feita mediante assinatura de termo de consentimento lido e esclarecido que foi oferecido aos participantes potencialmente elegíveis ou seu responsável legal. Foi realizado duplex scan venoso em membros inferiores em todos os indivíduos à admissão do estudo, no terceiro e no sétimo dias de internação hospitalar, além na suspeita de trombose venosa profunda quando a mesma não ocorreu nesses dias estabelecidos. Na suspeita clínica de tromboembolismo pulmonar ou acidente vascular encefálico, foram realizadas angiotomografia arterial de tórax e tomografia computadorizada de crânio, respectivamente. Os dados coletados foram tabulados para análise por intermédio do programa Research electronic data Capture – RedCap. As variáveis numéricas foram descritas como mediana e intervalo interquartil, conforme distribuição não normal, avaliada em teste de Shapiro-Wilk. As variáveis categóricas foram expressas em frequência e percentual. Para a realização das análises, o software SPSS 22.0 foi utilizado. O estudo foi aprovado pelo comitê de ética institucional. Resultados Foram inclusos 151 indivíduos com suspeita de COVID-19. Houve exclusão de 13 indivíduos pelo fato de apresentarem RT-PCR negativo para SARS-CoV-2 e de dois, por falta de dados necessários para a análise. 66,7% dos indivíduos avaliados eram do sexo masculino, com mediana de idade de 63 anos (intervalo interquartil 51 – 72). 80,8% necessitaram de internação em centro de tratamento intensivo e 86,8% possuíam comorbidades. 38,4% dos indivíduos evoluíram para óbito durante internação hospitalar. Foram identificados nove eventos trombóticos nos indivíduos participantes: cinco tiveram trombose venosa profunda em membros inferiores, dois apresentaram trombose pulmonar e dois com acidente vascular cerebral isquêmico. A incidência de eventos trombóticos global encontrada nessa coorte foi de 6,6%, sendo 5,1% de casos venosos e 1,5% de ocorrências arteriais. Discussão A COVID-19 é relacionada à maior ocorrência de eventos trombóticos, com incidência variando pela gravidade da doença e pela diferença de populações analisadas. Estudos demonstram que há grande ocorrência de eventos trombóticos, principalmente venosos, de maneira assintomática. A incidência encontrada neste estudo é semelhante à literatura atual. Conclusão Tromboprofilaxia injetável é uma importante medida para prevenção de complicações relacionações à COVID-19 em pacientes hospitalizados, principalmente, quando associada a protocolos bem estabelecidos de rastreamento de tromboembolismo venoso.
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