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Rezende Ribeiro N, Magno Oliveira Santos L, Silva Costa S, Kei Myasaki C, Pagliara Lage D, Tamietti Martins V, Cristiane Fortes De Brito R, Chaves Freire L, Maria Ravena Severino Carvalho A, Victor Serafim Brigido B, José Alves R, Antonio Ferraz Coelho E, Mendes Roatt B, Menezes-Souza D, Costa Duarte M. Development of a topical treatment for tegumentary leishmaniasis using 8-hydroxyquinoline. Eur J Pharm Biopharm 2024:114306. [PMID: 38679213 DOI: 10.1016/j.ejpb.2024.114306] [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: 03/06/2024] [Revised: 04/24/2024] [Accepted: 04/26/2024] [Indexed: 05/01/2024]
Abstract
In the context of neglected diseases, tegumentary leishmaniasis (TL) presents an emerging and re-emerging character in the national territory and in the world. The treatment of TL has limitations, such as intravenous administration route, high toxicity, and high treatment costs. Thus, several researchers work on new therapeutic strategies to improve the effectiveness of the treatment of leishmaniasis. In this light, the present study used a topical formulation, containing 8-hydroquinoline (8-HQN), for the treatment of Balb/c mice infected with L. amazonensis. After the treatment, the mean diameter of the lesion was measured, as well as the parasite load in organs and immunological parameters associated with the treatment. The results showed that the animals treated with 8-HQN 5%, when compared to controls, showed a reduction in the mean diameter of the lesion and in the parasite load. The animals treated with the ointment showed a type 1 cellular immune response profile associated with the production of cytokines such as INF-γ and TNF-α. In addition, the treatment did not demonstrate toxicity to mice. Therefore, the topical formulation containing 8-HQN 5% is a promising candidate in the topical treatment and could be considered, in the future, as an alternative for the treatment of TL.
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Affiliation(s)
- Naianda Rezende 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
| | - Lucas Magno Oliveira Santos
- Departamento de Patologia Clínica, COLTEC, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Scarleth Silva 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
| | - Carolina Kei Myasaki
- 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 Pagliara 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
| | - Vivian Tamietti 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
| | - Rory Cristiane Fortes De Brito
- Laboratório de Morfopatologia, Núcleo de Pesquisas em Ciências Biológicas/NUPEB, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, Minas Gerais, Brazil
| | - Larissa Chaves Freire
- 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
| | - Ana Maria Ravena Severino 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
| | - Bryan Victor Serafim Brigido
- Departamento de Patologia Clínica, COLTEC, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Ricardo José Alves
- Departamento de Produtos Farmacêuticos, Faculdade de Farmácia, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte 31270-901, Minas Gerais, Brazil
| | - Eduardo Antonio Ferraz 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
| | - Bruno Mendes Roatt
- Laboratório de Morfopatologia, Núcleo de Pesquisas em Ciências Biológicas/NUPEB, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, Minas Gerais, Brazil; Laboratório de Pesquisas Clínicas, Programa de Pós-graduação em Ciências Farmacêuticas/CiPharma, Escola de Farmácia, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 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; Programa de Pós-graduação em Parasitologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Mariana Costa 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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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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Verçosa BLA, Muniz-Junqueira MI, Menezes-Souza D, Fujiwara RT, Borges LDF, Melo MN, Vasconcelos AC. MCP-1/IL-12 ratio expressions correlated with adventitial collagen depositions in renal vessels and IL-4/IFN-γ expression correlated with interstitial collagen depositions in the kidneys of dogs with canine leishmaniasis. Mol Immunol 2023; 156:61-76. [PMID: 36889187 DOI: 10.1016/j.molimm.2023.02.010] [Citation(s) in RCA: 1] [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: 11/02/2022] [Revised: 02/04/2023] [Accepted: 02/13/2023] [Indexed: 03/08/2023]
Abstract
Collagen deposition is a common event in chronic inflammation, and canine Leishmaniosis (CanL) is generally associated with a long and chronic evolution. Considering that the kidney shows fibrinogenic changes during CanL, and the balance of cytokines/chemokines regulates the profibrinogenic and antifibrinogenic immune responses differently, it can be hypothesized that the balance of cytokines/chemokines can be differentially expressed in the renal tissue in order to determine the expression of collagen depositions in the kidneys. This study aimed to measure collagen deposition and to evaluate cytokine/chemokine expressions in the kidney by means of qRT-PCR in sixteen Leishmania-infected dogs and six uninfected controls. Kidney fragments were stained with hematoxylin & eosin (H&E), Masson's Trichrome, Picrosirius Red, and Gomori's reticulin. Intertubular and adventitial collagen depositions were evaluated by the morphometric approach. Cytokine RNA expressions were measured by means of qRT-PCR to identify molecules involved in chronic collagen depositions in kidneys with CanL. Collagen depositions were related to the presence of clinical signs, and more intense intertubular collagen depositions occurred in infected dogs. Adventitial collagen deposition, as morphometrically measured by the average area of the collagen, was more intense in clinically affected dogs than in subclinically infected dogs. TNF-α/TGF-β, MCP1/IL-12, CCL5/IL-12, IL-4/IFN-γ, and IL-12/TGF-β expressions were associated with clinical manifestations in dogs with CanL. The IL-4/IFN-α ratio was more commonly expressed and upregulated in clinically affected dogs, and downregulated in subclinically infected dogs. Furthermore, MCP-1/IL-12 and CCL5/IL-12 were more commonly expressed in subclinically infected dogs. Strong positive correlations were detected between morphometric values of interstitial collagen depositions and MCP-1/IL-12, IL-12, and IL-4 mRNA expression levels in the renal tissues. Adventitial collagen deposition was correlated with TGF-β, IL-4/IFN-γ, and TNF-α/TGF-β. In conclusion, our results showed the association of MCP-1/IL-12 and CCL5/IL-12 ratios with an absence of clinical signs, as well as an IL-4/IFN-α ratio with adventitial and intertubular collagen depositions in dogs with visceral leishmaniosis.
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Affiliation(s)
- Barbara Laurice Araújo Verçosa
- Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil; Laboratório de Imunologia Celular, Faculdade de Medicina, Universidade de Brasília, Brasília, Brazil.
| | | | - Daniel Menezes-Souza
- Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Ricardo Toshio Fujiwara
- Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Luciano de F Borges
- Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de São Paulo, São Paulo, São Paulo, Brazil
| | - Maria Norma Melo
- Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Anilton Cesar Vasconcelos
- Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
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Costa SS, Santos LMO, Freire LC, Tedeschi ALF, Ribeiro NR, Queiroz MHR, Neto EB, Pimenta DC, Galvani NC, Luiz GP, de Oliveira ME, de Ávila RAM, Carvalho AMRS, Brigido BVS, Reis AB, Fernandes APSM, Coelho EAF, Roatt BM, Menezes-Souza D, Duarte MC. Immunoproteomics approach for the discovery of antigens applied to the diagnosis of canine visceral leishmaniasis. Acta Trop 2023; 241:106865. [PMID: 36787861 DOI: 10.1016/j.actatropica.2023.106865] [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: 10/25/2022] [Revised: 02/09/2023] [Accepted: 02/11/2023] [Indexed: 02/16/2023]
Abstract
In the present study, an immunoproteomic approach using Leishmania infantum parasites isolated from naturally infected dogs from an endemic region of the disease, was carried out to identify new antigens to be used in the diagnosis of canine visceral leishmaniasis (CVL). Protein extracts, obtained from parasites isolated from asymptomatic (CanLA) and symptomatic (CanLS) dogs, were used to perform the two-dimensional gels. Western Blotting assays were carried out by employing a pool of sera from dogs with visceral leishmaniasis (CanLA or CanLS), healthy dogs from an endemic area, or dogs with similar diseases associated with cross-reactions (babesiosis and ehrlichiosis). With these results, it was possible to exclude the spots that showed a cross-reactivity of the sera from groups of healthy dogs, and those with babesiosis or ehrlichiosis. Taken together, 20 proteins were identified, 15 of which have already been described in the literature and 5 of which are hypothetical. An immunogenomic screen strategy was applied to identify conserved linear B-cell epitopes in the identified hypothetical proteins. Two peptides were synthesized and tested in ELISA experiments as a proof of concept for the validation of our immunoproteomics findings. The results demonstrated that the antigens presented sensitivity and specificity values ranging from 81.93% to 97.59% and 78.14 to 85.12%, respectively. As a comparative antigen, a preparation of a Leishmania extract showed sensitivity and specificity values of 75.90% and 74.88%, respectively. The present study was able to identify proteins capable of being used for the serodiagnosis of canine visceral leishmaniasis.
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Affiliation(s)
- Scarleth Silva 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
| | - Lucas Magno Oliveira Santos
- Departamento de Patologia Clínica, COLTEC, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Larissa Chaves Freire
- 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
| | - Ana Luiza Filizzola Tedeschi
- Departamento de Patologia Clínica, COLTEC, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Naianda Rezende 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
| | | | - Emídio Beraldo Neto
- Laboratório de Bioquímica e Biofísica, Instituto Butantan, São Paulo, São Paulo, Brazil
| | | | - Nathalia Coral Galvani
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde, Universidade do Extremo Sul Catarinense, Criciúma, Santa Catarina, Brazil
| | - Gabriel Paulino Luiz
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde, Universidade do Extremo Sul Catarinense, Criciúma, Santa Catarina, Brazil
| | - Maria Eduarda de Oliveira
- Programa de Pós-graduação em Microbiologia, Parasitologia e Patologia, Universidade Federal do Paraná, Curitiba, Paraná, Brazil
| | - Ricardo Andrez Machado de Ávila
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde, Universidade do Extremo Sul Catarinense, Criciúma, Santa Catarina, Brazil; Programa de Pós-graduação em Microbiologia, Parasitologia e Patologia, Universidade Federal do Paraná, Curitiba, Paraná, Brazil
| | - Ana Maria Ravena Severino 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
| | - Bryan Victor Serafim Brigido
- Departamento de Patologia Clínica, COLTEC, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Alexandre Barbosa Reis
- Laboratório de Morfopatologia, Núcleo de Pesquisas em Ciências Biológicas/NUPEB, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, Minas Gerais, Brazil; Laboratório de Pesquisas Clínicas, Programa de Pós-graduação em Ciências Farmacêuticas/CiPharma, Escola de Farmácia, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, Brazil
| | | | - Eduardo Antonio Ferraz 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
| | - Bruno Mendes Roatt
- Laboratório de Morfopatologia, Núcleo de Pesquisas em Ciências Biológicas/NUPEB, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, Minas Gerais, Brazil; Laboratório de Pesquisas Clínicas, Programa de Pós-graduação em Ciências Farmacêuticas/CiPharma, Escola de Farmácia, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 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 Costa 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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Carvalho AMRS, Ferraz IDA, Hojo-Souza NS, Medeiros FAC, Viana LA, Bartholomeu DC, Chaves AT, de Souza TM, Costa e Silva MF, Mendes TADO, Duarte MC, Rocha MODC, Menezes-Souza D. Chagas cardiomyopathy is associated with a high susceptibility to T. cruzi infection in monocyte-derived macrophages and a predominance of CD4+CD45RO+ T-cells with immunoregulatory patterns. Acta Trop 2022; 237:106749. [DOI: 10.1016/j.actatropica.2022.106749] [Citation(s) in RCA: 0] [Impact Index Per Article: 0] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 09/12/2022] [Revised: 11/05/2022] [Accepted: 11/07/2022] [Indexed: 11/11/2022]
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Medeiros RMTE, Carvalho AMRS, Ferraz IDA, Medeiros FAC, Cruz LDR, Rocha MODC, Coelho EAF, Gonçalves DU, Mendes TADO, Duarte MC, Menezes-Souza D. Mapping linear B-cell epitopes of the Tryparedoxin Peroxidase and its implications in the serological diagnosis of tegumentary leishmaniasis. Acta Trop 2022; 232:106521. [PMID: 35595092 DOI: 10.1016/j.actatropica.2022.106521] [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: 03/03/2022] [Revised: 05/10/2022] [Accepted: 05/14/2022] [Indexed: 12/01/2022]
Abstract
Diagnosis of tegumentary leishmaniasis (TL) is essential to avoid permanent damage and severe functional sequelae and there is an urgent need to discover new antigens. The present study aimed to comprehensively evaluate the potential use of the Tryparedoxin Peroxidase (TryP) as an antigen for serological tests. The proposal integrates data from immunoproteomics with immunoinformatics, in addition to a precise analysis of protein levels in the evolutionary stages of the parasite by flow cytometry. To evaluate the performance in the diagnosis of TL, Enzyme-Linked Immunosorbent Assay (ELISA) assays were performed using the recombinant protein and the respective B-cell epitope, followed by an analysis of the contribution of this peptide in the recognition of the protein by patients, evaluated by serum depletion assays. We showed that the TryP has a linear B-cell epitope with high divergence compared to orthologs from Trypanosoma cruzi and Homo sapiens. The results also show high expression and positive cells for TryP (TryP+) in the infective metacyclic promastigotes (MET) and intracellular (24 and 48 hours) stages. From the depletion assays, it was possible to confirm the contribution of the peptide in the specific recognition of the TryP protein by patients with TL (13.7-15.9%). ELISA using the peptide showed high performance in the diagnosis compared to the recombinant TryP (rTryP), Soluble Leishmania braziliensis Antigen (sLba) and Immunofluorescence Assay (IFA) with accuracy of 94.29, 89.29, 65.00 and 37.14%, respectively). We can conclude that the MNEPAPP peptide is a potential antigen for the diagnosis of TL.
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Affiliation(s)
- Rutyanne Maria Tonelli Elisei Medeiros
- 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
| | - Ana Maria Ravena Severino 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
| | - Isabela de Andrade Ferraz
- 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 Alvarenga Cardoso Medeiros
- 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
| | - Luiza Dos Reis Cruz
- Laboratorio de Química Orgânica Sintética, Instituto de Química, Universidade de Campinas, Campinas, Brazil
| | - Manoel Otávio 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, Minas Gerais, Brazil
| | - Eduardo Antonio Ferraz 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 Utsch 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
| | | | - Mariana Costa 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.
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de Andrade Ferraz I, Carvalho AMRS, de Brito RCF, Roatt BM, Martins VT, Lage DP, Dos Reis Cruz L, Medeiros FAC, Gonçalves DU, da Costa Rocha MO, Coelho EAF, de Oliveira Mendes TA, Duarte MC, Menezes-Souza D. Development of an immunogen containing CD4 +/CD8 + T-cell epitopes for the prophylaxis of tegumentary leishmaniasis. Appl Microbiol Biotechnol 2022; 106:4627-4641. [PMID: 35759035 PMCID: PMC9244519 DOI: 10.1007/s00253-022-12033-7] [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] [Download PDF] [Figures] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 05/04/2022] [Revised: 06/08/2022] [Accepted: 06/14/2022] [Indexed: 11/30/2022]
Abstract
Abstract Tegumentary leishmaniasis (TL) is a disease of high severity and incidence in Brazil, and Leishmania braziliensis is its main etiological agent. The inefficiency of control measures, such as high toxicity and costs of current treatments and the lack of effective immunoprophylactic strategies, makes the development of vaccines indispensable and imminent. In this light, the present work developed a gene encoding multiple T-cell (CD4+/CD8+) epitope, derived from conserved proteins found in Leishmania species and associated with TL, to generate a chimeric protein (rMEP/TL) and compose a vaccine formulation. For this, six T-cell epitopes were selected by immunoinformatics approaches from proteins present in the amastigote stage and associated with host-parasite interactions. The following formulations were then tested in an L. braziliensis murine infection model: rMEP/TL in saline or associated with MPLA-PHAD®. Our data revealed that, after immunization (three doses; 14-day intervals) and subsequent challenging, rMEP/TL and rMEP/TL + MPLA-vaccinated mice showed an increased production of key immunological biomarkers of protection, such as IgG2a, IgG2a/IgG1, NO, CD4+, and CD8+ T-cells with IFN-γ and TNF-α production, associated with a reduction in CD4+IL-10+ and CD8+IL-10+ T-cells. Vaccines also induced the development of central (CD44highCD62Lhigh) and effector (CD44highCD62Llow) memory of CD4+ and CD8+ T-cells. These findings, associated with the observation of lower rates of parasite burdens in the vaccinated groups, when compared to the control groups, suggest that immunization with rMEP/TL and, preferably, associated with an adjuvant, may be considered an effective tool to prevent TL. Key points • Rational design approaches for vaccine development.
• Central and effector memory of CD4+ and CD8+ T-cells. • Vaccine comprised of rMEP/TL plus MPLA as an effective tool to prevent TL. Supplementary Information The online version contains supplementary material available at 10.1007/s00253-022-12033-7.
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Affiliation(s)
- Isabela de Andrade Ferraz
- 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
| | - Ana Maria Ravena Severino 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, 30130-100, Brazil
| | - Rory Cristiane Fortes de Brito
- Núcleo de Pesquisas Em Ciências Biológicas/NUPEB, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, Minas Gerais, 35400-000, Brazil
| | - Bruno Mendes Roatt
- Núcleo de Pesquisas Em Ciências Biológicas/NUPEB, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, Minas Gerais, 35400-000, Brazil
| | - Vívian Tamietti 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, 30130-100, Brazil
| | - Daniela Pagliara 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
| | - Luiza Dos Reis Cruz
- Laboratório de Química Orgânica Sintética, Instituto de Química, Universidade de Campinas, Campinas, Brazil
| | - Fernanda Alvarenga Cardoso Medeiros
- 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
| | - Denise Utsch 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, 30130-100, Brazil
| | - Manoel Otávio 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, Minas Gerais, 30130-100, Brazil
| | - Eduardo Antonio Ferraz 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.,Departamento de Patologia Clínica, COLTEC, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, 31270-901, Brazil
| | | | - Mariana Costa 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.,Departamento de Patologia Clínica, COLTEC, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, 31270-901, 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, 30130-100, Brazil. .,Departamento de Patologia Clínica, COLTEC, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, 31270-901, Brazil.
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Ribeiro Antinarelli LM, Glanzmann N, Mendonça DVC, Lage DP, Oliveira-da-Silva JA, Tavares GSV, Carvalho AMRS, Freitas CS, Martins VT, Duarte MC, Menezes-Souza D, da Silva AD, Coelho EAF, Soares Coimbra E. Parasitological and immunological evaluation of a quinoline derivative salt incorporated into a polymeric micelle formulation against Leishmania infantum infection. Parasitol Res 2022; 121:2129-2140. [PMID: 35614147 PMCID: PMC9132674 DOI: 10.1007/s00436-022-07544-1] [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] [Download PDF] [Figures] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 12/15/2021] [Accepted: 05/06/2022] [Indexed: 11/28/2022]
Abstract
Leishmaniasis is a parasitic disease caused by Leishmania protozoa, which presents a large spectrum of clinical manifestations. In the present study, a quinoline derivative salt named N-(2-((7-chloroquinolin-4-yl)amino)ethyl)-N-(prop-2-yn-1-yl)prop-2-yn-1-aminium chloride or QDS3 was in vitro and in vivo tested against L. infantum by means of its incorporation in Poloxamer 407-based polymeric micelles (QDS3/M). The in vitro antileishmanial activity of QDS3 and QDS3/M was investigated in L. infantum promastigotes, axenic amastigotes and infected macrophages. BALB/c mice were infected with L. infantum, and parasitological parameters were evaluated 1 and 15 days post-treatment by determining the parasite load by a limiting dilution assay, besides a quantitative PCR (qPCR) method. Immunological response was assessed based on production of cellular cytokines, as well as by quantification of nitrite levels and specific antibodies. In vitro results showed that QDS3 free or in micelles presented effective antileishmanial action against both parasite stages, being more effective in amastigotes. In vivo data showed that treatment using QDS3 or QDS3/M reduced the parasite load in the livers, spleens, draining lymph nodes (dLN) and bone marrows of the treated animals, 1 and 15 days after treatment, when compared to values found in the control groups. Additionally, treated mice developed a polarized Th1-type immune response, with higher levels of IL-12, IFN-γ, GM-CSF and nitrite, besides high production of specific IgG2a antibodies, when compared to the controls. Parasitological and immunological data obtained using the micellar composition were better than the others. In conclusion, QDS3, mainly when applied in a delivery adjuvant system, could be considered for future studies as therapeutic candidate against VL.
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Affiliation(s)
- Luciana M Ribeiro Antinarelli
- Departamento de Parasitologia, Microbiologia E Imunologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Juiz de Fora, Campus Universitário, Juiz de Fora, Minas Gerais, 36036-900, 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
| | - Nícolas Glanzmann
- Departamento de Química, Instituto de Ciências Exatas, Universidade Federal de Juiz de Fora, Campus Universitário, Juiz de Fora, Minas Gerais, 36036-900, 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, 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
| | - 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
| | - 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
| | - 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, 30130-100, 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, 30130-100, 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, 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.,Departamento de Patologia Clínica, COLTEC, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, 31270-901, 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, 30130-100, Brazil.,Departamento de Patologia Clínica, COLTEC, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, 31270-901, Brazil
| | - Adilson David da Silva
- Departamento de Química, Instituto de Ciências Exatas, Universidade Federal de Juiz de Fora, Campus Universitário, Juiz de Fora, Minas Gerais, 36036-900, Brazil
| | - Eduardo Antônio Ferraz 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.,Departamento de Patologia Clínica, COLTEC, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, 31270-901, Brazil
| | - Elaine Soares Coimbra
- Departamento de Parasitologia, Microbiologia E Imunologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Juiz de Fora, Campus Universitário, Juiz de Fora, Minas Gerais, 36036-900, 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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Araújo Verçosa BL, Muniz-Junqueira MI, Menezes-Souza D, Mourão Dias Magalhães L, Fujiwara RT, Melo MN, Vasconcelos AC. Enhanced apoptotic index, chemokines and inflammatory recruitment in renal tissues shows relationship with the clinical signs in Leishmania-infected dogs. Vet Parasitol 2021; 300:109611. [PMID: 34763155 DOI: 10.1016/j.vetpar.2021.109611] [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: 06/17/2021] [Revised: 10/17/2021] [Accepted: 10/23/2021] [Indexed: 10/20/2022]
Abstract
Apoptosis is associated with resolution of inflammation. However, apoptosis may also occur in active inflammation, balancing inflammatory recruitment instead of a resolution event. To test that hypothesis, we measured apoptosis and chemokines expression, involved in recruitment of inflammatory cells. Clinical affected and subclinically infected dogs with canine leishmaniosis (CanL) and uninfected controls were assessed. Apoptosis in renal tissue (glomeruli, tubules, and inflammatory infiltrate) and cellularity in inflammatory foci were quantified. Messenger RNA of CCL5, CCL4, MCP-1, MCP-2, Caspase (Casp) 3, Casp 8, Casp 9, Bax, Bcl2 and Fas were quantified by qRT PCR. Clinical affected dogs showed more intense inflammation and higher cellularity in the inflammatory infiltrates than subclinically infected ones, which were higher than controls. Glomerular and tubular cells showed higher apoptotic index in clinical affected dogs when compared to controls. Apoptosis within the inflammatory infiltrates was higher in clinical affected dogs. Bax/Bcl2 ratio and CCL4 showed higher expression in kidney from clinical affected when compared to subclinically infected dogs. Casp 3/CCL4 ratio expression were higher in subclinically infected dogs than in the clinical affected group. Additionally, results suggest that Casp 3/CCL4 ratio is balancing towards an inflammatory recruitment and CCL4 and Bax/Bcl2 ratio expression is associated with active inflammation in clinical affected CanL. Data demonstrate that apoptosis was not always correlated with resolution of inflammation, when a morphometric and a molecular evaluation were performed concomitantly. In kidneys of Leishmania infected dogs, apoptosis and chemokines may be balancing inflammatory recruitment. In conclusion, Bax/Bcl2 ratio, chemokines, Casp 8, Casp 3 and Fas were associated with renal apoptosis, active inflammation and increased inflammatory recruitment observed in clinical affected animals, influencing the clinical presentation of leishmaniosis.
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Affiliation(s)
- Barbara Laurice Araújo Verçosa
- Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil; Laboratório de Imunologia Celular, Faculdade de Medicina, Universidade de Brasília, Brasília, Brazil.
| | | | - Daniel Menezes-Souza
- Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Luísa Mourão Dias Magalhães
- Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Ricardo Toshio Fujiwara
- Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Maria Norma Melo
- Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Anilton Cesar Vasconcelos
- Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 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, Lage DP, Ramos FF, Machado AS, Tavares GS, Mendonça DV, Pereira IA, Martins VT, Carvalho LM, Ludolf F, Santos TT, Reis TA, Oliveira CS, Bandeira RS, Silva AM, Costa LE, Oliveira JS, Duarte MC, Menezes-Souza D, Roatt BM, Teixeira AL, Coelho EA. Leishmania infantum pyridoxal kinase evaluated in a recombinant protein and DNA vaccine to protects against visceral leishmaniasis. Mol Immunol 2020; 124:161-171. [DOI: 10.1016/j.molimm.2020.06.010] [Citation(s) in RCA: 2] [Impact Index Per Article: 0.5] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 04/24/2020] [Revised: 06/04/2020] [Accepted: 06/11/2020] [Indexed: 01/10/2023]
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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: 20] [Impact Index Per Article: 5.0] [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: 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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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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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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Tavares GS, Mendonça DV, Miyazaki CK, Lage DP, Soyer TG, Carvalho LM, Ottoni FM, Dias DS, Ribeiro PA, Antinarelli LM, Ludolf F, Duarte MC, Coimbra ES, Chávez-Fumagalli MA, Roatt BM, Menezes-Souza D, Barichello JM, Alves RJ, Coelho EA. A Pluronic® F127-based polymeric micelle system containing an antileishmanial molecule is immunotherapeutic and effective in the treatment against Leishmania amazonensis infection. Parasitol Int 2019; 68:63-72. [DOI: 10.1016/j.parint.2018.10.005] [Citation(s) in RCA: 19] [Impact Index Per Article: 3.8] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 09/11/2018] [Revised: 10/12/2018] [Accepted: 10/15/2018] [Indexed: 12/11/2022]
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Ribeiro PA, Dias DS, Lage DP, Martins VT, Costa LE, Santos TT, Ramos FF, Tavares GS, Mendonça DV, Ludolf F, Gomes DA, Rodrigues MA, Chávez-Fumagalli MA, Silva ES, Galdino AS, Duarte MC, Roatt BM, Menezes-Souza D, Teixeira AL, Coelho EA. Immunogenicity and protective efficacy of a new Leishmania hypothetical protein applied as a DNA vaccine or in a recombinant form against Leishmania infantum infection. Mol Immunol 2019; 106:108-118. [DOI: 10.1016/j.molimm.2018.12.025] [Citation(s) in RCA: 12] [Impact Index Per Article: 2.4] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 03/13/2018] [Revised: 09/01/2018] [Accepted: 12/21/2018] [Indexed: 01/02/2023]
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Mendonça DV, Tavares GS, Lage DP, Soyer TG, Carvalho LM, Dias DS, Ribeiro PA, Ottoni FM, Antinarelli LM, Vale DL, Ludolf F, Duarte MC, Coimbra ES, Chávez-Fumagalli MA, Roatt BM, Menezes-Souza D, Barichello JM, Alves RJ, Coelho EA. In vivo antileishmanial efficacy of a naphthoquinone derivate incorporated into a Pluronic® F127-based polymeric micelle system against Leishmania amazonensis infection. Biomed Pharmacother 2019; 109:779-787. [DOI: 10.1016/j.biopha.2018.10.143] [Citation(s) in RCA: 22] [Impact Index Per Article: 4.4] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 09/22/2018] [Revised: 10/16/2018] [Accepted: 10/24/2018] [Indexed: 11/29/2022] Open
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Ribeiro PA, Dias DS, Novais MV, Lage DP, Tavares GS, Mendonça DV, Oliveira JS, Chávez-Fumagalli MA, Roatt BM, Duarte MC, Menezes-Souza D, Ludolf F, Tavares CA, Oliveira MC, Coelho EA. A Leishmania hypothetical protein-containing liposome-based formulation is highly immunogenic and induces protection against visceral leishmaniasis. Cytokine 2018; 111:131-139. [DOI: 10.1016/j.cyto.2018.08.019] [Citation(s) in RCA: 15] [Impact Index Per Article: 2.5] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 04/06/2018] [Revised: 07/11/2018] [Accepted: 08/17/2018] [Indexed: 12/16/2022]
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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: 24] [Impact Index Per Article: 4.0] [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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Lima M, Costa L, Duarte M, Menezes-Souza D, Salles B, Santos T, Ramos F, Chávez-Fumagalli M, Kursancew A, Ambrósio R, Roatt B, Machado-de-Ávila R, Gonçalves D, Coelho E. A Leishmania hypothetical protein applied for the diagnosis and as a serological marker for post-treatment evaluation of tegumentary leishmaniasis patients. Int J Infect Dis 2018. [DOI: 10.1016/j.ijid.2018.04.3812] [Citation(s) in RCA: 0] [Impact Index Per Article: 0] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Indexed: 10/28/2022] Open
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Dias DS, Ribeiro PA, Salles BC, Santos TT, Ramos FF, Lage DP, Costa LE, Portela AS, Carvalho GB, Chávez-Fumagalli MA, Caligiorne RB, Oliveira JS, Magalhães-Soares DF, Silva ES, Galdino AS, Menezes-Souza D, Duarte MC, Gonçalves DU, Coelho EA. Serological diagnosis and prognostic of tegumentary and visceral leishmaniasis using a conserved Leishmania hypothetical protein. Parasitol Int 2018; 67:344-350. [DOI: 10.1016/j.parint.2018.02.001] [Citation(s) in RCA: 21] [Impact Index Per Article: 3.5] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 10/24/2017] [Revised: 12/27/2017] [Accepted: 02/02/2018] [Indexed: 01/06/2023]
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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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Elisei RMT, Matos CS, Carvalho AMRS, Chaves AT, Medeiros FAC, Barbosa R, Marcelino AP, Dos Santos Emidio K, Coelho EAF, Duarte MC, de Oliveira Mendes TA, da Costa Rocha MO, Menezes-Souza D. Immunogenomic screening approach to identify new antigens for the serological diagnosis of chronic Chagas' disease. Appl Microbiol Biotechnol 2018; 102:6069-6080. [PMID: 29736822 DOI: 10.1007/s00253-018-8992-7] [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] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 01/05/2018] [Revised: 04/03/2018] [Accepted: 04/05/2018] [Indexed: 01/13/2023]
Abstract
Serological tests are preferentially used for the diagnosis of Chagas' disease (CD) during the chronic phase because of the low parasitemia and high anti-Trypanosoma cruzi antibody titers. However, the current methods showed several disadvantages, as contradictory or inconclusive results, mainly related to the characteristics of the antigens used, in general, crude or whole parasites, but also due to antigen production protocol and the experimental conditions used in serological tests. Thus, better-quality serological assays are urgently needed. Here, we performed a wide immunogenomic screen strategy to identify conserved linear B-cell epitopes in the predicted proteome based on genome sequence from T. cruzi strains to will be applied as synthetic peptides in the serodiagnosis of the chronic CD. Three B-cell epitopes derived from mucin-associated surface protein (MASP) family, expressed in both infective parasite stages, trypomastigote and amastigotes, conserved in T. cruzi strains, and highly divergent as compared with Leishmania spp. proteome, were selected for this study. The results demonstrated that synthetic peptide 2 and a mixture of peptides (Mix II: peptides 2 and 3) were able to identify all chronic CD cases, indeterminate or Chagas cardiomyopathy clinical presentation, and simultaneously able to discriminate infections caused by Leishmania parasites, with high accuracy (98.37 and 100.00%, respectively) and agreement (kappa index = 0.967 and 1.000, respectively) with direct methods as compared to current diagnostic pipeline performed by reference laboratories in Brazil. This study represents an interesting strategy for the discovery of new antigens applied to serologic diagnosis of infectious diseases and for the technological development of platforms for large-scale production of diagnostic tests.
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Affiliation(s)
- Rutyanne Maria Tonelli Elisei
- 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
| | - Christiane Santos Matos
- 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
| | - Ana Maria Ravena Severino 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
| | - 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, Minas Gerais, Brazil
| | | | - Ronaldo Barbosa
- Serviço de Doenças Parasitárias, Instituto Octávio Magalhães, Fundação Ezequiel Dias (FUNED), Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Andreza Pain Marcelino
- Serviço de Doenças Parasitárias, Instituto Octávio Magalhães, Fundação Ezequiel Dias (FUNED), Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Kenia Dos Santos Emidio
- 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 Antonio Ferraz 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 Costa 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
| | | | - Manoel Otávio 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, 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.
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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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Dias DS, Ribeiro PA, Martins VT, Lage DP, Ramos FF, Dias AL, Rodrigues MR, Portela ÁS, Costa LE, Caligiorne RB, Steiner BT, Chávez-Fumagalli MA, Salles BC, Santos TT, Silveira JA, Magalhães-Soares DF, Roatt BM, Machado-de-Ávila RA, Duarte MC, Menezes-Souza D, Silva ES, Galdino AS, Coelho EA. Recombinant prohibitin protein of Leishmania infantum acts as a vaccine candidate and diagnostic marker against visceral leishmaniasis. Cell Immunol 2018; 323:59-69. [DOI: 10.1016/j.cellimm.2017.11.001] [Citation(s) in RCA: 24] [Impact Index Per Article: 4.0] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 08/26/2017] [Revised: 10/31/2017] [Accepted: 11/01/2017] [Indexed: 10/18/2022]
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Ramos FF, Costa LE, Dias DS, Santos TTO, Rodrigues MR, Lage DP, Salles BCS, Martins VT, Ribeiro PAF, Chávez-Fumagalli MA, Dias ACS, Alves PT, Vieira ÉLM, Roatt BM, Menezes-Souza D, Duarte MC, Teixeira AL, Goulart LR, Coelho EAF. Selection strategy of phage-displayed immunogens based on an in vitro evaluation of the Th1 response of PBMCs and their potential use as a vaccine against Leishmania infantum infection. Parasit Vectors 2017; 10:617. [PMID: 29268793 PMCID: PMC5740923 DOI: 10.1186/s13071-017-2576-8] [Citation(s) in RCA: 11] [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] [Download PDF] [Figures] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 08/18/2017] [Accepted: 12/06/2017] [Indexed: 11/16/2022] Open
Abstract
Background The development of a vaccine for the prevention of visceral leishmaniasis (VL) still represents a significant unmet medical need. A human vaccine can be found if one takes into consideration that many people living in endemic areas of disease are infected but do not develop active VL, including those subjects with subclinical or asymptomatic infection. Methods In this study, a phage display was used to select phage-exposed peptides that were specific to immunoglobulin G (IgG) antibodies from asymptomatic and symptomatic VL patients, separating them from non-infected subjects. Phage clones presenting valid peptide sequences were selected and used as stimuli of peripheral blood mononuclear cells (PBMCs) obtained from both patients’ groups and controls. Those with higher interferon-gamma (IFN-γ)/interleukin (IL)-10 ratios were further selected for vaccination tests. Results Among 17 evaluated clones, two were selected, B1 and D11, and used to immunize BALB/c mice in an attempt to further validate their in vivo protective efficacy against Leishmania infantum infection. Both clones induced partial protection against the parasite challenge, which was evidenced by the reduction of parasitism in the evaluated organs, a process mediated by a specific T helper (Th)1 immune response. Conclusions To the best of our knowledge, this study is the first to use a rational strategy based on in vitro stimulation of human PBMCs with selected phage-displayed clones to obtain new immunogens against VL. Electronic supplementary material The online version of this article (10.1186/s13071-017-2576-8) contains supplementary material, which is available to authorized users.
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Affiliation(s)
- Fernanda Fonseca 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, Minas Gerais, 30130-100, Brazil
| | - Lourena Emanuele Costa
- 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, Minas Gerais, 30130-100, Brazil
| | - Daniel Silva Dias
- 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, Minas Gerais, 30130-100, Brazil
| | - Thaís Teodoro Oliveira 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 Horizonte, Minas Gerais, 30130-100, Brazil
| | - Marcella Rezende Rodrigues
- 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, Minas Gerais, 30130-100, Brazil
| | - Daniela Pagliara 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, Minas Gerais, 30130-100, Brazil
| | - Beatriz Cristina Silveira Salles
- 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, Minas Gerais, 30130-100, Brazil
| | - Vívian Tamietti 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, Minas Gerais, 30130-100, Brazil
| | - Patrícia Aparecida Fernandes Ribeiro
- 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, Minas Gerais, 30130-100, Brazil
| | - Miguel Angel Chávez-Fumagalli
- 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, Minas Gerais, 30130-100, Brazil
| | - Ana Carolina Silva Dias
- Laboratório de Nanobiotecnologia, Instituto de Genética e Bioquímica, Universidade Federal de Uberlândia, Av. Amazonas s/n, Campus Umuarama, Bloco 2E, Sala 248, Uberlândia, Minas Gerais, 38400-902, Brazil
| | - Patrícia Terra Alves
- Laboratório de Nanobiotecnologia, Instituto de Genética e Bioquímica, Universidade Federal de Uberlândia, Av. Amazonas s/n, Campus Umuarama, Bloco 2E, Sala 248, Uberlândia, Minas Gerais, 38400-902, Brazil
| | - Érica Leandro Marciano Vieira
- Laboratório Interdisciplinar de Investigação Médica, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Av. Prof. Alfredo Balena, 190, Belo Horizonte, Minas Gerais, 30130-100, Brazil
| | - Bruno Mendes Roatt
- Departamento de Patologia Clínica, COLTEC, Universidade Federal de Minas Gerais, Av. Antônio Carlos, 6627, Pampulha, Belo Horizonte, Minas Gerais, 31270-901, 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, Belo Horizonte, Minas Gerais, 30130-100, Brazil.,Departamento de Patologia Clínica, COLTEC, Universidade Federal de Minas Gerais, Av. Antônio Carlos, 6627, Pampulha, Belo Horizonte, Minas Gerais, 31270-901, Brazil
| | - Mariana Costa 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, Belo Horizonte, Minas Gerais, 30130-100, Brazil.,Departamento de Patologia Clínica, COLTEC, Universidade Federal de Minas Gerais, Av. Antônio Carlos, 6627, Pampulha, Belo Horizonte, Minas Gerais, 31270-901, Brazil
| | - Antonio Lúcio Teixeira
- 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, Minas Gerais, 30130-100, Brazil.,Laboratório Interdisciplinar de Investigação Médica, Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais, Av. Prof. Alfredo Balena, 190, Belo Horizonte, Minas Gerais, 30130-100, 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
| | - 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, Uberlândia, Minas Gerais, 38400-902, Brazil.,Department of Medical Microbiology and Immunology, University of California-Davis, Davis, CA, 95616, USA
| | - Eduardo Antonio Ferraz 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, Minas Gerais, 30130-100, Brazil. .,Departamento de Patologia Clínica, COLTEC, Universidade Federal de Minas Gerais, Av. Antônio Carlos, 6627, Pampulha, Belo Horizonte, Minas Gerais, 31270-901, 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: 11] [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: 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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Costa LE, Salles BC, Santos TT, Ramos FF, Lima MP, Lima MI, Portela ÁS, Chávez-Fumagalli MA, Duarte MC, Menezes-Souza D, Machado-de-Ávila RA, Silveira JA, Magalhães-Soares DF, Goulart LR, Coelho EA. Antigenicity of phage clones and their synthetic peptides for the serodiagnosis of canine and human visceral leishmaniasis. Microb Pathog 2017. [DOI: 10.1016/j.micpath.2017.06.020] [Citation(s) in RCA: 17] [Impact Index Per Article: 2.4] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Indexed: 12/23/2022]
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Duarte MC, Lage DP, Martins VT, Costa LE, Salles BCS, Carvalho AMRS, de Oliveira Santos TT, Dias DS, Ribeiro PAF, Chávez-Fumagalli MA, Machado-de-Ávila RA, Roatt BM, Menezes-Souza D, de Magalhães-Soares DF, Ferraz Coelho EA. Performance of Leishmania braziliensis enolase protein for the serodiagnosis of canine and human visceral leishmaniosis. Vet Parasitol 2017; 238:77-81. [PMID: 28385540 DOI: 10.1016/j.vetpar.2017.03.024] [Citation(s) in RCA: 8] [Impact Index Per Article: 1.1] [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: 11/19/2016] [Revised: 03/24/2017] [Accepted: 03/27/2017] [Indexed: 10/19/2022]
Abstract
In the present study, Leishmania braziliensis enolase was cloned and the recombinant protein (rEnolase) was evaluated for the serodiagnosis of canine and human visceral leishmaniosis (VL). For the canine VL diagnosis, this study examined serum samples of Leishmania infantum-infected dogs, from non-infected animals living in endemic or non-endemic areas of leishmaniosis, as well as those from Leish-Tec®-vaccinated dogs and Trypanosoma cruzi or Ehrlichia canis experimentally infected animals. For the human VL diagnosis, this study analyzed serum samples from VL patients, from non-infected subjects living in endemic or non-endemic areas of leishmaniosis, as well as those from T. cruzi-infected patients. In the results, an indirect ELISA method using rEnolase showed diagnostic sensitivity and specificity values of 100% and 98.57%, respectively, for canine VL serodiagnosis, and of 100% and 97.87%, respectively, for human VL diagnosis. These results showed rEnolase with an improved diagnostic performance when compared to the recombinant A2 protein, the crude soluble Leishmania antigenic preparation, and the recombinant K39-based immunochromatographic test. In conclusion, preliminary results suggest that the detection of antibodies against rEnolase improves the serodiagnosis of human and canine visceral leishmaniosis.
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Affiliation(s)
- Mariana Costa 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
| | - Daniela Pagliara 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
| | - Vívian Tamietti 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
| | - Lourena Emanuele 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 Cristina Silveira 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
| | | | - Thaís Teodoro de Oliveira 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
| | - Daniel Silva 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 Aparecida Fernandes 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
| | - Miguel Angel 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 Andrez Machado-de-Ávila
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde, Universidade do Extremo Sul Catarinense, Criciúma, 88806-000 Santa Catarina, Brazil
| | - Bruno Mendes Roatt
- Departamento de Patologia Clínica, COLTEC, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 31270-901 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
| | - Danielle Ferreira de Magalhães-Soares
- Departamento de Medicina Veterinária Preventiva, Escola de Veterinária, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 31270-901 Minas Gerais, Brazil
| | - Eduardo Antonio Ferraz 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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Duarte MC, Lage DP, Martins VT, Costa LE, Carvalho AMRS, Ludolf F, Santos TTDO, Vale DL, Roatt BM, Menezes-Souza D, Fernandes AP, Tavares CAP, Coelho EAF. A vaccine composed of a hypothetical protein and the eukaryotic initiation factor 5a from Leishmania braziliensis cross-protection against Leishmania amazonensis infection. Immunobiology 2017; 222:251-260. [PMID: 27693018 DOI: 10.1016/j.imbio.2016.09.015] [Citation(s) in RCA: 13] [Impact Index Per Article: 1.9] [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: 06/23/2016] [Revised: 09/23/2016] [Accepted: 09/26/2016] [Indexed: 12/18/2022]
Abstract
In the present study, two proteins cloned from Leishmania braziliensis species, a hypothetical protein (LbHyp) and the eukaryotic initiation factor 5a (EiF5a), were evaluated to protect BALB/c mice against L. amazonensis infection. The animals were immunized with the antigens, either separately or in combination, using saponin as an immune adjuvant in both cases. Spleen cells from vaccinated and later infected mice produced significantly higher levels of protein and parasite-specific IFN-γ, IL-12, and GM-CSF, in addition to low levels of IL-4 and IL-10. Evaluating the parasite load by means of a limiting dilution technique and quantitative Real-Time PCR, vaccinated animals presented significant reductions in the parasite load in both infected tissues and organs, as well as lower footpad swelling, when compared to the control (saline and saponin) groups. The best results regarding the protection of the animals were achieved when the combined vaccine was administered into the animals. Protection was associated with an IFN-γ production against parasite antigens, which was mediated by both CD4+ and CD8+ T cells and correlated with antileishmanial nitrite production. In conclusion, data from the present study show that this polyprotein vaccine, which combines two L. braziliensis proteins, can induce protection against L. amazonensis infection.
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Affiliation(s)
- Mariana Costa Duarte
- Departamento de Patologia Clínica, COLTEC, Universidade Federal de Minas Gerais, Av. Antônio Carlos, 6627, 31270-901, Pampulha, 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, Av. Prof. Alfredo Balena, 190, 30130-100, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Daniela Pagliara 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
| | - Vívian Tamietti 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
| | - Lourena Emanuele Costa
- 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
| | - Ana Maria Ravena Severino Carvalho
- Departamento de Patologia Clínica, COLTEC, Universidade Federal de Minas Gerais, Av. Antônio Carlos, 6627, 31270-901, Pampulha, 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
| | - Thaís Teodoro de Oliveira 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, 30130-100, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Danniele Luciana Vale
- Departamento de Patologia Clínica, COLTEC, Universidade Federal de Minas Gerais, Av. Antônio Carlos, 6627, 31270-901, Pampulha, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Bruno Mendes Roatt
- Departamento de Patologia Clínica, COLTEC, Universidade Federal de Minas Gerais, Av. Antônio Carlos, 6627, 31270-901, Pampulha, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Daniel Menezes-Souza
- Departamento de Patologia Clínica, COLTEC, Universidade Federal de Minas Gerais, Av. Antônio Carlos, 6627, 31270-901, Pampulha, 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, Av. Prof. Alfredo Balena, 190, 30130-100, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Ana Paula Fernandes
- Departamento de Análises Clínicas e Toxicológicas, Faculdade de Farmácia, Universidade Federal de Minas Gerais, Av. Antônio Carlos, 6627, 31270-901, Pampulha, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Carlos Alberto Pereira Tavares
- Departamento de Bioquímica e Imunologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Av. Antônio Carlos, 6627, 31270-901, Pampulha, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Eduardo Antonio Ferraz Coelho
- Departamento de Patologia Clínica, COLTEC, Universidade Federal de Minas Gerais, Av. Antônio Carlos, 6627, 31270-901, Pampulha, 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, Av. Prof. Alfredo Balena, 190, 30130-100, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil.
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Lima MP, Costa LE, Duarte MC, Menezes-Souza D, Salles BCS, de Oliveira Santos TT, Ramos FF, Chávez-Fumagalli MA, Kursancew ACS, Ambrósio RP, Roatt BM, Machado-de-Ávila RA, Gonçalves DU, Coelho EAF. Evaluation of a hypothetical protein for serodiagnosis and as a potential marker for post-treatment serological evaluation of tegumentary leishmaniasis patients. Parasitol Res 2017; 116:1197-1206. [PMID: 28150041 DOI: 10.1007/s00436-017-5397-y] [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] [Key Words] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 10/10/2016] [Accepted: 01/25/2017] [Indexed: 11/30/2022]
Abstract
The serodiagnosis for tegumentary leishmaniasis (TL) presents problems related to the sensitivity and/or specificity of the tests. In the present study, an enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) technique was used to evaluate the performance from a Leishmania braziliensis hypothetical protein, LbHyM, in an attempt to compare its serological reactivity with a soluble Leishmania antigenic preparation (SLA) for the serodiagnosis of cutaneous (CL) and mucosal (ML) leishmaniasis. LbHyM was predicted to be a kinesin-like protein by bioinformatics tools. Serum samples were collected from both CL and ML patients, as well as from those with Chagas disease and from healthy subjects living in endemic or non-endemic areas of TL. Also, sera were collected from patients before and after the treatments, seeking to evaluate their serological follow-up in relation to the anti-protein and anti-parasite antibody levels. When an ELISA-rLbHyM assay was performed, it proved to be significantly more sensitive than ELISA-L. braziliensis SLA in detecting both CL and ML patients. Also, when using sera from Chagas disease patients, the ELISA-rLbHyM proved to be more specific than ELISA-SLA. The anti-protein and anti-parasite antibody levels were also evaluated 6 months after the treatments, and treated patients showed significantly lower levels of specific-rLbHyM antibodies, when compared to the anti-parasite antibody levels. In conclusion, the ELISA-rLbHyM assay can be considered a confirmatory serological technique for the serodiagnosis of L. braziliensis infection and can also be used in the serological follow-up of treated patients, aiming to correlate the low anti-protein antibody levels with the improvement of the healthy state of the patients.
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Affiliation(s)
- Mariana Pedrosa 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, 30130-100, Brazil
| | - Lourena Emanuele 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
| | - Mariana Costa 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.,Departamento de Patologia Clínica, COLTEC, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, 31270-901, 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, 30130-100, Brazil.,Departamento de Patologia Clínica, COLTEC, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, 31270-901, Brazil
| | - Beatriz Cristina Silveira 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, 30130-100, Brazil
| | - Thaís Teodoro de Oliveira 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 Fonseca 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
| | - Miguel Angel 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
| | - Amanda Christine Silva Kursancew
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde, Universidade do Extremo Sul Catarinense, Criciúma, Santa Catarina, 88806-000, Brazil
| | - Roberta Passamani Ambrósio
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde, Universidade do Extremo Sul Catarinense, Criciúma, Santa Catarina, 88806-000, Brazil
| | - Bruno Mendes Roatt
- Departamento de Patologia Clínica, COLTEC, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, 31270-901, Brazil
| | - Ricardo Andrez Machado-de-Ávila
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde, Universidade do Extremo Sul Catarinense, Criciúma, Santa Catarina, 88806-000, Brazil
| | - Denise Utsch 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, 30130-100, Brazil
| | - Eduardo Antonio Ferraz 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. .,Departamento de Patologia Clínica, COLTEC, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, 31270-901, Brazil.
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Duarte MC, Lage DP, Martins VT, Chávez-Fumagalli MA, Roatt BM, Menezes-Souza D, Goulart LR, Soto M, Tavares CAP, Coelho EAF. Recent updates and perspectives on approaches for the development of vaccines against visceral leishmaniasis. Rev Soc Bras Med Trop 2017; 49:398-407. [PMID: 27598624 DOI: 10.1590/0037-8682-0120-2016] [Citation(s) in RCA: 39] [Impact Index Per Article: 5.6] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Affiliation(s)] [Abstract] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 05/11/2016] [Accepted: 06/09/2016] [Indexed: 11/22/2022] Open
Abstract
Visceral leishmaniasis (VL) is one of the most important tropical diseases worldwide. Although chemotherapy has been widely used to treat this disease, problems related to the development of parasite resistance and side effects associated with the compounds used have been noted. Hence, alternative approaches for VL control are desirable. Some methods, such as vector control and culling of infected dogs, are insufficiently effective, with the latter not ethically recommended. The development of vaccines to prevent VL is a feasible and desirable measure for disease control; for example, some vaccines designed to protect dogs against VL have recently been brought to market. These vaccines are based on the combination of parasite fractions or recombinant proteins with adjuvants that are able to induce cellular immune responses; however, their partial efficacy and the absence of a vaccine to protect against human leishmaniasis underline the need for characterization of new vaccine candidates. This review presents recent advances in control measures for VL based on vaccine development, describing extensively studied antigens, as well as new antigenic proteins recently identified using immuno-proteomic techniques.
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Affiliation(s)
- Mariana Costa Duarte
- Departamento de Patologia Clínica, Colégio Técnico, 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
| | - Daniela Pagliara 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 Tamietti Martins
- Departamento de Bioquímica e Imunologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Miguel Angel 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 Mendes Roatt
- Departamento de Patologia Clínica, Colégio Técnico, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Daniel Menezes-Souza
- Departamento de Patologia Clínica, Colégio Técnico, 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
| | - Luiz Ricardo Goulart
- Instituto de Genética e Bioquímica, Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, Minas Gerais, Brazil.,Department of Medical Microbiology and Immunology, University of California-Davis, Davis, CA, USA
| | - Manuel Soto
- Departamento de Biología Molecular, Centro de Biología Molecular Severo Ochoa, Consejo Superior de Investigaciones Científicas, Universidad Autónoma de Madrid, Madrid, Spain
| | - Carlos Alberto Pereira Tavares
- Departamento de Bioquímica e Imunologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Eduardo Antonio Ferraz Coelho
- Departamento de Patologia Clínica, Colégio Técnico, 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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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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Martins VT, Duarte MC, Lage DP, Costa LE, Carvalho AMRS, Mendes TAO, Roatt BM, Menezes-Souza D, Soto M, Coelho EAF. A recombinant chimeric protein composed of human and mice-specific CD4+and CD8+T-cell epitopes protects against visceral leishmaniasis. Parasite Immunol 2016; 39. [DOI: 10.1111/pim.12359] [Citation(s) in RCA: 34] [Impact Index Per Article: 4.3] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Affiliation(s)] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 06/17/2016] [Accepted: 08/30/2016] [Indexed: 12/28/2022]
Affiliation(s)
- V. T. Martins
- Departamento de Bioquímica e Imunologia; Instituto de Ciências Biológicas; Universidade Federal de Minas Gerais; Belo Horizonte Minas Gerais Brazil
| | - M. 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
| | - D. P. Lage
- Departamento de Patologia Clínica; COLTEC; Universidade Federal de Minas Gerais; Belo Horizonte Minas Gerais Brazil
| | - L. E. Costa
- Departamento de Patologia Clínica; COLTEC; Universidade Federal de Minas Gerais; Belo Horizonte Minas Gerais Brazil
| | - A. M. 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
| | - T. A. O. Mendes
- Departamento de Bioquímica e Imunologia; Instituto de Ciências Biológicas; Universidade Federal de Minas Gerais; Belo Horizonte Minas Gerais Brazil
| | - B. M. Roatt
- 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
| | - D. 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
| | - M. Soto
- Departamento de Biología Molecular; Centro de Biología Molecular Severo Ochoa; CSIC-UAM; Universidad Autónoma de Madrid; Madrid Spain
| | - E. 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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Duarte MC, Lage LMDR, Lage DP, Martins VT, Carvalho AMRS, Roatt BM, Menezes-Souza D, Tavares CAP, Alves RJ, Barichello JM, Coelho EAF. Treatment of murine visceral leishmaniasis using an 8-hydroxyquinoline-containing polymeric micelle system. Parasitol Int 2016; 65:728-736. [PMID: 27425599 DOI: 10.1016/j.parint.2016.07.005] [Citation(s) in RCA: 28] [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] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 03/14/2016] [Revised: 07/08/2016] [Accepted: 07/13/2016] [Indexed: 01/09/2023]
Abstract
New therapeutics are urgently needed to treat visceral leishmaniasis (VL). Due to the fact that drug discovery is a long and expensive process, the development of delivery systems to carry old and toxic drugs could be considered, as well as the evaluation of new molecules that have already shown to present biological activity. In this context, the present study evaluated the in vitro and in vivo antileishmanial activity of an 8-hydroxyquinoline (8-HQN)-containing polymeric micelle (8-HQN/M) system against Leishmania infantum, the main causative agent of VL in the Americas. The experimental strategy used was based on the evaluation of the parasite load by a limiting-dilution technique in the spleen, liver, bone marrow and draining lymph nodes of the infected and treated animals, as well as by a quantitative PCR (qPCR) technique to also assess the splenic parasite load. The immune response developed was evaluated by the production of IFN-γ, IL-4, IL-10, IL-12 and GM-CSF cytokines, as well as by antileishmanial nitrite dosage and antibodies production. Hepatic and renal enzymes were also investigated to verify cellular injury as a result of treatments toxicity. In the results, 8-HQN/M-treated mice, when compared to the other groups: saline, free amphotericin B (AmpB, as a drug control), 8-HQN and B-8-HQN/M (as a micelle control) showed more significant reductions in their parasite burden in all evaluated organs. These animals also showed an antileishmanial Th1 immunity, which was represented by high levels of IFN-γ, IL-12, GM-CSF and nitrite, associated with a low production of IL-4 and IL-10 and anti-Leishmania IgG1 isotype antibodies. In addition, any hepatic or renal damage was found in these treated animals. In conclusion, 8-HQN/M was effective in treating L. infantum-infected BALB/c mice, and can be considered alone, or combined with other drugs, as an alternative treatment for VL.
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Affiliation(s)
- Mariana Costa Duarte
- Departamento de Patologia Clínica, COLTEC, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte 31270-901, 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
| | - Letícia Martins Dos Reis Lage
- Departamento de Patologia Clínica, COLTEC, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte 31270-901, Minas Gerais, Brazil
| | - Daniela Pagliara 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
| | - Vívian Tamietti Martins
- Departamento de Bioquímica e Imunologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte 31270-901, Minas Gerais, Brazil
| | | | - Bruno Mendes Roatt
- Departamento de Patologia Clínica, COLTEC, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte 31270-901, Minas Gerais, Brazil
| | - Daniel Menezes-Souza
- Departamento de Patologia Clínica, COLTEC, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte 31270-901, 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
| | - Carlos Alberto Pereira Tavares
- Departamento de Bioquímica e Imunologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte 31270-901, Minas Gerais, Brazil
| | - Ricardo José Alves
- Departamento de Produtos Farmacêuticos, Faculdade de Farmácia, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte 31270-901, Minas Gerais, Brazil
| | - José Mário Barichello
- Departamento de Farmácia, Escola de Farmácia, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto 35400-000, Minas Gerais, Brazil; Laboratório de Tecnologia Farmacêutica, Centro de Ciências Químicas, Farmacêuticas e de Alimentos, Universidade Federal de Pelotas. Campus Capão do Leão, S/N, 96900-010 Pelotas, RS, Brazil
| | - Eduardo Antonio Ferraz Coelho
- Departamento de Patologia Clínica, COLTEC, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte 31270-901, 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.
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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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Lage LMDR, Barichello JM, Lage DP, Mendonça DVC, Carvalho AMRS, Rodrigues MR, Menezes-Souza D, Roatt BM, Alves RJ, Tavares CAP, Coelho EAF, Duarte MC. An 8-hydroxyquinoline-containing polymeric micelle system is effective for the treatment of murine tegumentary leishmaniasis. Parasitol Res 2016; 115:4083-4095. [PMID: 27365053 DOI: 10.1007/s00436-016-5181-4] [Citation(s) in RCA: 19] [Impact Index Per Article: 2.4] [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: 03/04/2016] [Accepted: 06/23/2016] [Indexed: 10/21/2022]
Abstract
The current treatment of leishmaniasis has been hampered due to the high toxicity of the available drugs and long duration protocols, which often lead to its abandonment. In the present study, a poloxamer 407-based delivery system was developed, and a molecule, 8-hydroxyquinoline (8-HQN), was incorporated with it, leading to an 8-HQN/micelle (8-HQN/M) composition. Assays were performed to evaluate the in vitro antileishmanial activity of 8-HQN/M against Leishmania amazonensis stationary promastigotes. The cytotoxicity in murine macrophages and in human red cells, as well as the efficacy of the treatment in macrophages infected by parasites, was also assessed. This product was also evaluated for the treatment of murine tegumentary leishmaniasis, using L. amazonensis-infected BALB/c mice. To evaluate the in vivo efficacy of the treatment, the average lesion diameter (area) in the infected tissue, as well as the parasite load at the site of infection (skin), spleen, liver and draining lymph nodes were examined. Non-incorporated micelle (B-8-HQN/M) and the free molecule (8-HQN) were used as controls, besides animals that received only saline. The parasite burden was evaluated by limiting dilution and quantitative real-time PCR (qPCR) techniques, and immunological parameters associated with the treatments were also investigated. In the results, the 8-HQN/M group, when compared to the others, presented more significant reductions in the average lesion diameter and in the parasite burden in the skin and all evaluated organs. These animals also showed significantly higher levels of parasite-specific IFN-γ, IL-12, and GM-CSF, associated with low levels of IL-4 and IL-10, when compared to the saline, 8-HQN/M, and B-8-HQN groups. A predominant IL-12-driven IFN-γ production, against parasite proteins, mainly produced by CD4+ T cells, was observed in the treated animals, post-infection. In conclusion, 8-HQN/M was highly effective in treating L. amazonensis-infected BALB/c mice and can be considered alone, or combined with other drugs, as an alternative treatment for tegumentary leishmaniasis. Graphical Abstract Therapeutic scheme and immunological and parasitological parameters developed in the present study.
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Affiliation(s)
- Letícia Martins Dos Reis Lage
- Departamento de Patologia Clínica, COLTEC, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 31270-901, Minas Gerais, Brazil
| | - José Mário Barichello
- Departamento de Farmácia, Escola de Farmácia, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 35400-000, Minas Gerais, Brazil.,Laboratório de Tecnologia Farmacêutica. Centro de Ciências Químicas, Farmacêuticas e de Alimentos. Universidade Federal de Pelotas. Campus Capão do Leão, S/N, 96900-010, Pelotas, RS, Brazil
| | - Daniela Pagliara 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
| | - 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, 30130-100, Minas Gerais, Brazil
| | | | - Marcella Rezende Rodrigues
- Departamento de Patologia Clínica, COLTEC, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 31270-901, Minas Gerais, Brazil
| | - Daniel Menezes-Souza
- Departamento de Patologia Clínica, COLTEC, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 31270-901, 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
| | - Bruno Mendes Roatt
- Departamento de Patologia Clínica, COLTEC, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 31270-901, Minas Gerais, Brazil
| | - Ricardo José Alves
- Departamento de Produtos Farmacêuticos, Faculdade de Farmácia, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 31270-901, Minas Gerais, Brazil
| | - Carlos Alberto Pereira Tavares
- Departamento de Bioquímica e Imunologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 31270-901, Minas Gerais, Brazil
| | - Eduardo Antonio Ferraz Coelho
- Departamento de Patologia Clínica, COLTEC, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 31270-901, 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.
| | - Mariana Costa Duarte
- Departamento de Patologia Clínica, COLTEC, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 31270-901, 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
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Lage DP, Martins VT, Duarte MC, Costa LE, Tavares GDSV, Ramos FF, Chávez-Fumagalli MA, Menezes-Souza D, Roatt BM, Tavares CAP, Coelho EAF. Cross-protective efficacy of Leishmania infantum LiHyD protein against tegumentary leishmaniasis caused by Leishmania major and Leishmania braziliensis species. Acta Trop 2016; 158:220-230. [PMID: 26976272 DOI: 10.1016/j.actatropica.2016.03.011] [Citation(s) in RCA: 13] [Impact Index Per Article: 1.6] [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: 12/16/2015] [Revised: 01/25/2016] [Accepted: 03/10/2016] [Indexed: 11/19/2022]
Abstract
Vaccination can be considered the most cost-effective strategy to control neglected diseases, but nowadays there is not an effective vaccine available against leishmaniasis. In the present study, a vaccine based on the combination of the Leishmania-specific hypothetical protein (LiHyD) with saponin was tested in BALB/c mice against infection caused by Leishmania major and Leishmania braziliensis species. This antigen was firstly identified in Leishmania infantum and showed to be protective against infection of BALB/c mice using this parasite species. The immunogenicity of rLiHyD/saponin vaccine was evaluated, and the results showed that immunized mice produced high levels of IFN-γ, IL-12 and GM-CSF after in vitro stimulation with rLiHyD, as well as by using L. major or L. braziliensis protein extracts. After challenge, vaccinated animals showed significant reductions in the infected footpad swellings, as well as in the parasite burden in the infection site, liver, spleen, and infected paws draining lymph nodes, when compared to those that were inoculated with the vaccine diluent (saline) or immunized with saponin. The immunization of rLiHyD without adjuvant was not protective against both challenges. The partial protection obtained by the rLiHyD/saponin vaccine was associated with a parasite-specific IL-12-dependent IFN-γ secretion, which was produced mainly by CD4(+) T cells. In these animals, a decrease in the parasite-mediated IL-4 and IL-10 responses, associated with the presence of high levels of LiHyD- and parasite-specific IgG2a isotype antibodies, were also observed. The present study showed that a hypothetical protein that was firstly identified in L. infantum, when combined to a Th1 adjuvant, was able to confer a cross-protection against highly infective stationary-phase promastigotes of two Leishmania species causing tegumentary leishmaniasis.
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Affiliation(s)
- Daniela Pagliara 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 Tamietti Martins
- Departamento de Bioquímica e Imunologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Mariana Costa Duarte
- Departamento de Patologia Clínica, COLTEC, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Lourena Emanuele 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
| | - Grasiele de Sousa Vieira 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
| | - Fernanda Fonseca Ramos
- Departamento de Patologia Clínica, COLTEC, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Miguel Angel 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
- Departamento de Patologia Clínica, COLTEC, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Bruno Mendes Roatt
- Departamento de Patologia Clínica, COLTEC, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Carlos Alberto Pereira Tavares
- Departamento de Bioquímica e Imunologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Eduardo Antonio Ferraz 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.
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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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Martins VT, Lage DP, Duarte MC, Costa LE, Garde E, Rodrigues MR, Chávez-Fumagalli MA, Menezes-Souza D, Roatt BM, Tavares CAP, Soto M, Coelho EAF. A new Leishmania-specific hypothetical protein, LiHyT, used as a vaccine antigen against visceral leishmaniasis. Acta Trop 2016; 154:73-81. [PMID: 26593442 DOI: 10.1016/j.actatropica.2015.11.006] [Citation(s) in RCA: 17] [Impact Index Per Article: 2.1] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Abstract] [Key Words] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 08/19/2015] [Revised: 11/10/2015] [Accepted: 11/12/2015] [Indexed: 02/02/2023]
Abstract
The present study aimed to evaluate a new Leishmania-specific hypothetical protein, LiHyT, as a vaccine candidate against VL. The immunogenicity of the recombinant protein (rLiHyT) plus saponin was evaluated in BALB/c mice. In the results, it is shown that rLiHyT plus saponin vaccinated mice produced high levels of IFN-γ, IL-12, and GM-CSF after in vitro stimulation of spleen cells using both rLiHyT and Leishmania infantum SLA. The protective efficacy was evaluated after subcutaneous challenge with stationary promastigotes of L. infantum. Immunized and infected mice, when compared to the controls, showed significant reductions in the number of parasites in the liver, spleen, bone marrow, and in the paws' draining lymph nodes. Protection was associated with an IL-12-dependent production of IFN-γ, mainly by CD4(+) T cells, with a minor contribution of CD8(+) T cells. In these mice, a decrease in the parasite-mediated IL-4 and IL-10 responses, as well as a predominance of LiHyT- and parasite-specific IgG2a isotype antibodies, were also observed. The present study showed that a new Leishmania-specific protein, when combined with a Th1-type adjuvant, presents potential to be used as a vaccine against VL.
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Martins VT, Lage DP, Duarte MC, Costa LE, Chávez-Fumagalli MA, Roatt BM, Menezes-Souza D, Tavares CAP, Coelho EAF. Cross-protective efficacy from a immunogen firstly identified inLeishmania infantumagainst tegumentary leishmaniasis. Parasite Immunol 2016; 38:108-17. [DOI: 10.1111/pim.12304] [Citation(s) in RCA: 3] [Impact Index Per Article: 0.4] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Affiliation(s)] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 11/17/2015] [Accepted: 01/06/2016] [Indexed: 01/20/2023]
Affiliation(s)
- V. T. Martins
- Departamento de Bioquímica e Imunologia; Instituto de Ciências Biológicas; Universidade Federal de Minas Gerais; Belo Horizonte Minas Gerais Brazil
| | - D. P. Lage
- Faculdade de Medicina; Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical; Universidade Federal de Minas Gerais; Belo Horizonte Minas Gerais Brazil
| | - M. C. Duarte
- Departamento de Patologia Clínica; COLTEC; Universidade Federal de Minas Gerais; Belo Horizonte Minas Gerais Brazil
| | - L. E. Costa
- Faculdade de Medicina; Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical; Universidade Federal de Minas Gerais; Belo Horizonte Minas Gerais Brazil
| | - M. A. Chávez-Fumagalli
- Faculdade de Medicina; Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical; Universidade Federal de Minas Gerais; Belo Horizonte Minas Gerais Brazil
| | - B. M. Roatt
- Departamento de Patologia Clínica; COLTEC; Universidade Federal de Minas Gerais; Belo Horizonte Minas Gerais Brazil
| | - D. Menezes-Souza
- Departamento de Patologia Clínica; COLTEC; Universidade Federal de Minas Gerais; Belo Horizonte Minas Gerais Brazil
| | - C. A. P. Tavares
- Departamento de Bioquímica e Imunologia; Instituto de Ciências Biológicas; Universidade Federal de Minas Gerais; Belo Horizonte Minas Gerais Brazil
| | - E. A. F. Coelho
- Faculdade de Medicina; Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde: Infectologia e Medicina Tropical; Universidade Federal de Minas Gerais; Belo Horizonte Minas Gerais Brazil
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Lage DP, Martins VT, Duarte MC, Costa LE, Garde E, Dimer LM, Kursancew ACS, Chávez-Fumagalli MA, de Magalhães-Soares DF, Menezes-Souza D, Roatt BM, Machado-de-Ávila RA, Soto M, Tavares CAP, Coelho EAF. A new Leishmania-specific hypothetical protein and its non-described specific B cell conformational epitope applied in the serodiagnosis of canine visceral leishmaniasis. Parasitol Res 2016; 115:1649-58. [DOI: 10.1007/s00436-016-4904-x] [Citation(s) in RCA: 25] [Impact Index Per Article: 3.1] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 10/08/2015] [Accepted: 01/08/2016] [Indexed: 01/10/2023]
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Lage DP, Martins VT, Duarte MC, Garde E, Chávez-Fumagalli MA, Menezes-Souza D, Roatt BM, Tavares CAP, Soto M, Coelho EAF. Prophylactic properties of aLeishmania-specific hypothetical protein in a murine model of visceral leishmaniasis. Parasite Immunol 2015; 37:646-56. [DOI: 10.1111/pim.12287] [Citation(s) in RCA: 30] [Impact Index Per Article: 3.3] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Affiliation(s)] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 08/22/2015] [Accepted: 10/05/2015] [Indexed: 12/16/2022]
Affiliation(s)
- D. 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
| | - V. T. Martins
- Departamento de Bioquímica e Imunologia; Instituto de Ciências Biológicas; Universidade Federal de Minas Gerais; Belo Horizonte Minas Gerais Brazil
| | - M. C. Duarte
- Departamento de Patologia Clínica; COLTEC; Universidade Federal de Minas Gerais; Belo Horizonte Minas Gerais Brazil
| | - E. Garde
- Centro de Biología Molecular Severo Ochoa; CSIC-UAM; Departamento de Biología Molecular; Universidad Autónoma de Madrid; Madrid Spain
| | - M. 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
| | - D. Menezes-Souza
- Departamento de Patologia Clínica; COLTEC; Universidade Federal de Minas Gerais; Belo Horizonte Minas Gerais Brazil
| | - B. M. Roatt
- Departamento de Patologia Clínica; COLTEC; Universidade Federal de Minas Gerais; Belo Horizonte Minas Gerais Brazil
| | - C. A. P. Tavares
- Departamento de Bioquímica e Imunologia; Instituto de Ciências Biológicas; Universidade Federal de Minas Gerais; Belo Horizonte Minas Gerais Brazil
| | - M. Soto
- Centro de Biología Molecular Severo Ochoa; CSIC-UAM; Departamento de Biología Molecular; Universidad Autónoma de Madrid; Madrid Spain
| | - E. 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
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Martins VT, Duarte MC, Chávez-Fumagalli MA, Menezes-Souza D, Coelho CSP, de Magalhães-Soares DF, Fernandes AP, Soto M, Tavares CAP, Coelho EAF. A Leishmania-specific hypothetical protein expressed in both promastigote and amastigote stages of Leishmania infantum employed for the serodiagnosis of, and as a vaccine candidate against, visceral leishmaniasis. Parasit Vectors 2015; 8:363. [PMID: 26160291 PMCID: PMC4501199 DOI: 10.1186/s13071-015-0964-5] [Citation(s) in RCA: 33] [Impact Index Per Article: 3.7] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Affiliation(s)] [Abstract] [Track Full Text] [Download PDF] [Figures] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 04/15/2015] [Accepted: 06/23/2015] [Indexed: 11/10/2022] Open
Abstract
BACKGROUND LiHyV is an antigenic hypothetical protein present in both promastigote and amastigote stages of Leishmania infantum, which was recently identified by an immunoproteomic approach. A recombinant version of this protein (rLiHyV) was evaluated as a diagnostic marker for canine VL (CVL). In addition, the prophylactic efficacy of the rLiHyV protein, and two of its CD8(+) T cell epitopes, has been analyzed in a murine model of visceral leishmaniasis (VL). METHODS Initially, the rLiHyV protein was evaluated by an ELISA technique for the serodiagnosis of CVL. Secondly, vaccines composed of the recombinant protein and both chemically synthesized peptides, combined with saponin as an adjuvant; were administered subcutaneously into BALB/c mice. The cellular and humoral responses generated by vaccination were evaluated. In addition, the parasite burden and immune response were studied 10 weeks after L. infantum infection. RESULTS The rLiHyV protein was recognized by antibodies of VL dogs. No cross-reactivity was obtained with sera from dogs vaccinated with a Brazilian commercial vaccine, with sera from animals infected with Trypanosoma cruzi, Babesia canis and Ehrlichia canis, or those from non-infected animals living in an endemic area for leishmaniasis. After challenge with L. infantum, spleen cells of BALB/c mice vaccinated with rLiHyV/saponin stimulated with parasite antigens showed a higher production of IFN-γ, IL-12 and GM-CSF, than the same cells obtained from mice vaccinated with the individual peptides, or mice from control (inoculated with saline or saponin) groups. This Th1-type cellular response observed in rLiHyV/saponin vaccinated mice was accompanied by the induction of parasite-specific IgG2a isotype antibodies. Animals immunized with rLiHyV/saponin showed significant reductions in the parasite burden in the liver, spleen, bone marrow and in the lymph nodes draining the paws relative to control mice. CONCLUSIONS The present study showed for the first time that the L. infantum LiHyV protein could be considered as a vaccine candidate against L. infantum infection, as well as a diagnostic marker for CVL.
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Affiliation(s)
- Vivian T Martins
- 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.
| | - 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
- Departamento de Patologia Clínica, COLTEC, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil. .,Departamento de Parasitologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, 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, 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.
| | - Manuel Soto
- Centro de Biología Molecular Severo Ochoa, CSIC-UAM, Departamento de Biología Molecular, Universidad Autónoma de Madrid, Madrid, Spain.
| | - 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
- 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. .,Laboratório de Biotecnologia Aplicada ao Estudo das Leishmanioses, Departamento de Patologia Clínica, COLTEC, Universidade Federal de Minas Gerais, Avenida Antônio Carlos 6627, 31.270-901, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil.
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Toledo-Machado CM, Bueno LL, Menezes-Souza D, Machado-de-Avila RA, Nguyen C, Granier C, Bartholomeu DC, Chávez-Olórtegui C, Fujiwara RT. Use of Phage Display technology in development of canine visceral leishmaniasis vaccine using synthetic peptide trapped in sphingomyelin/cholesterol liposomes. Parasit Vectors 2015; 8:133. [PMID: 25889286 PMCID: PMC4352561 DOI: 10.1186/s13071-015-0747-z] [Citation(s) in RCA: 16] [Impact Index Per Article: 1.8] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Affiliation(s)] [Abstract] [Track Full Text] [Download PDF] [Figures] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 09/25/2014] [Accepted: 02/17/2015] [Indexed: 12/29/2022] Open
Abstract
Background Leishmania parasites can cause visceral or cutaneous disease and are found in subtropical and tropical regions of the Old and New World. The pathology of the infection is determined by both host immune factors and species/strain differences of the parasite. Dogs represent the major reservoir of Leishmania infantum (syn. L. chagasi) and vaccines are considered the most cost-effective control tools for canine disease. Methods Selection of immunodominant peptides was performed by Phage Display to identify sequences recognized by L. infantum naturally infected animals. Sera from Leishmania infected animals were used in the biopanning to selection of specific peptides. Serum samples from T. cruzi infected and healthy animals were used as control. After selection, synthetic peptides were produced in membrane (spot-synthesis) in soluble form and blotting and ELISA were performed for validation of serum reactivity. Selected peptide was formulated with aluminum hydroxide and liposomes and immunization was performed in BALB/c mice. Protection was determined by qPCR after challenge infection with virulent L. infantum. Results We reported the selection of Peptide 5 through Phage Display technique and demonstrate its ability to promote a state of immunity against L. infantum infection in murine model after immunization using liposomes as vaccine carrier. Our results demonstrate that immunization with Peptide 5 when formulated with aluminum hydroxide and liposomes is immunogenic and elicited significant protection associated with the induction of mixed Th1/Th2 immune response against L. infantum infection. Conclusion Peptide 5 is a promising vaccine candidate and the findings obtained in the present study encourage canine trials to confirm the effectiveness of a vaccine against CVL.
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Affiliation(s)
- Christina Monerat Toledo-Machado
- Departamento de Parasitologia, ICB, Universidade Federal de Minas Gerais, CP: 486 - CEP: 31.270-901, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil.
| | - Lilian Lacerda Bueno
- Departamento de Parasitologia, ICB, Universidade Federal de Minas Gerais, CP: 486 - CEP: 31.270-901, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil.
| | - Daniel Menezes-Souza
- Departamento de Parasitologia, ICB, Universidade Federal de Minas Gerais, CP: 486 - CEP: 31.270-901, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil.
| | - Ricardo Andrez Machado-de-Avila
- Unidade Acadêmica de Ciências da Saúde, Universidade do Extremo Sul Catarinense - CEP: 88.806-000, Criciúma, Santa Catarina, Brazil.
| | - Christophe Nguyen
- SysDiag CNRS-BioRad UMR 3145, Cap Delta/Parc Euromédecine, 1682 rue de la Valsière, CS 61003, 34184, Montpellier Cedex 4, France.
| | - Claude Granier
- SysDiag CNRS-BioRad UMR 3145, Cap Delta/Parc Euromédecine, 1682 rue de la Valsière, CS 61003, 34184, Montpellier Cedex 4, France.
| | - Daniella Castanheira Bartholomeu
- Departamento de Parasitologia, ICB, Universidade Federal de Minas Gerais, CP: 486 - CEP: 31.270-901, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil.
| | - Carlos Chávez-Olórtegui
- Departamento Bioquímica e Imunologia, ICB, Universidade Federal de Minas Gerais, CP: 486 - CEP: 31.270-901, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil.
| | - Ricardo Toshio Fujiwara
- Departamento de Parasitologia, ICB, Universidade Federal de Minas Gerais, CP: 486 - CEP: 31.270-901, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil.
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Menezes-Souza D, Mendes TADO, Gomes MDS, Bartholomeu DC, Fujiwara RT. Improving serodiagnosis of human and canine leishmaniasis with recombinant Leishmania braziliensis cathepsin l-like protein and a synthetic peptide containing its linear B-cell epitope. PLoS Negl Trop Dis 2015; 9:e3426. [PMID: 25569432 PMCID: PMC4287388 DOI: 10.1371/journal.pntd.0003426] [Citation(s) in RCA: 19] [Impact Index Per Article: 2.1] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Affiliation(s)] [Abstract] [MESH Headings] [Track Full Text] [Download PDF] [Figures] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 07/14/2014] [Accepted: 11/17/2014] [Indexed: 12/17/2022] Open
Abstract
Background The early and correct diagnosis of human leishmaniasis is essential for disease treatment. Another important step in the control of visceral leishmaniasis is the identification of infected dogs, which are the main domestic reservoir of L. infantum. Recombinant proteins and synthetic peptides based on Leishmania genes have emerged as valuable targets for serodiagnosis due to their increased sensitivity, specificity and potential for standardization. Cathepsin L-like genes are surface antigens that are secreted by amastigotes and have little similarity to host proteins, factors that enable this protein as a good target for serodiagnosis of the leishmaniasis. Methodology/Principal Findings We mapped a linear B-cell epitope within the Cathepsin L-like protein from L. braziliensis. A synthetic peptide containing the epitope and the recombinant protein was evaluated for serodiagnosis of human tegumentary and visceral leishmaniasis, as well as canine visceral leishmaniasis. Conclusions/Significance The recombinant protein performed best for human tegumentary and canine visceral leishmaniasis, with 96.30% and 89.33% accuracy, respectively. The synthetic peptide was the best to discriminate human visceral leishmaniasis, with 97.14% specificity, 94.55% sensitivity and 96.00% accuracy. Comparison with T. cruzi-infected humans and dogs suggests that the identified epitope is specific to Leishmania parasites, which minimizes the likelihood of cross-reactions. Leishmaniasis is one of the major diseases of importance in public health and its precise diagnosis may represent one of the most relevant challenges for the control and possible eradication of the disease. In this context, recombinant proteins and synthetic peptides based on Leishmania genes have emerged as valuable targets for serodiagnosis due to their increased sensitivity, specificity and potential for standardization. Cathepsin L-like (CatL) genes are more abundant in stationary promastigotes and amastigotes, and have less than 40% identity with human proteins and more than 60% identity with other Leishmania species. We mapped a linear B-cell epitope in the CatL protein sequence and compared its performance with the recombinant protein and current serology methodologies for the diagnosis of human tegumentary and visceral leishmaniasis as well as of canine visceral leishmaniasis (CVL). Both the recombinant protein and synthetic peptide showed higher specificity and sensitivity than crude preparations commonly used for other antigens, and thus, they are valuable targets to compose an antigen panel that could significantly improve leishmaniasis diagnosis.
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Affiliation(s)
- Daniel Menezes-Souza
- Departamento de Parasitologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Brazil
| | | | - Matheus de Souza Gomes
- Instituto de Genética e Bioquímica, Universidade Federal de Uberlândia, Patos de Minas, Brazil
| | | | - Ricardo Toshio Fujiwara
- Departamento de Parasitologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Brazil
- * E-mail:
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Costa LE, Goulart LR, Pereira NCDJ, Lima MIS, Duarte MC, Martins VT, Lage PS, Menezes-Souza D, Ribeiro TG, Melo MN, Fernandes AP, Soto M, Tavares CAP, Chávez-Fumagalli MA, Coelho EAF. Mimotope-based vaccines of Leishmania infantum antigens and their protective efficacy against visceral leishmaniasis. PLoS One 2014; 9:e110014. [PMID: 25333662 PMCID: PMC4198211 DOI: 10.1371/journal.pone.0110014] [Citation(s) in RCA: 26] [Impact Index Per Article: 2.6] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Affiliation(s)] [Abstract] [MESH Headings] [Track Full Text] [Download PDF] [Figures] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 05/27/2014] [Accepted: 09/05/2014] [Indexed: 01/29/2023] Open
Abstract
BACKGROUND The development of cost-effective prophylactic strategies to prevent leishmaniasis has become a high-priority. The present study has used the phage display technology to identify new immunogens, which were evaluated as vaccines in the murine model of visceral leishmaniasis (VL). Epitope-based immunogens, represented by phage-fused peptides that mimic Leishmania infantum antigens, were selected according to their affinity to antibodies from asymptomatic and symptomatic VL dogs' sera. METHODOLOGY/MAIN FINDINGS Twenty phage clones were selected after three selection cycles, and were evaluated by means of in vitro assays of the immune stimulation of spleen cells derived from naive and chronically infected with L. infantum BALB/c mice. Clones that were able to induce specific Th1 immune response, represented by high levels of IFN-γ and low levels of IL-4 were selected, and based on their selectivity and specificity, two clones, namely B10 and C01, were further employed in the vaccination protocols. BALB/c mice vaccinated with clones plus saponin showed both a high and specific production of IFN-γ, IL-12, and GM-CSF after in vitro stimulation with individual clones or L. infantum extracts. Additionally, these animals, when compared to control groups (saline, saponin, wild-type phage plus saponin, or non-relevant phage clone plus saponin), showed significant reductions in the parasite burden in the liver, spleen, bone marrow, and paws' draining lymph nodes. Protection was associated with an IL-12-dependent production of IFN-γ, mainly by CD8+ T cells, against parasite proteins. These animals also presented decreased parasite-mediated IL-4 and IL-10 responses, and increased levels of parasite-specific IgG2a antibodies. CONCLUSIONS/SIGNIFICANCE This study describes two phage clones that mimic L. infantum antigens, which were directly used as immunogens in vaccines and presented Th1-type immune responses, and that significantly reduced the parasite burden. This is the first study that describes phage-displayed peptides as successful immunogens in vaccine formulations against VL.
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Affiliation(s)
- Lourena Emanuele 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
| | - Luiz Ricardo Goulart
- Instituto de Genética e Bioquímica, Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, Minas Gerais, Brazil
- Department of Medical Microbiology and Immunology, University of California Davis, Davis, CA, United States of America
| | - Nathália Cristina de Jesus 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
| | - Mayara Ingrid Sousa Lima
- Instituto de Genética e Bioquímica, Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, Minas Gerais, Brazil
| | - Mariana Costa 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
| | - Vivian Tamietti Martins
- Departamento de Bioquímica e Imunologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Paula Sousa 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 Menezes-Souza
- Departamento de Parasitologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Tatiana Gomes Ribeiro
- Programa de Pós-Graduação em Ciências Farmacêuticas, Faculdade de Farmácia, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Maria Norma Melo
- Departamento de Parasitologia, Instituto de Ciências Biológicas, 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
| | - Manuel Soto
- Centro de Biología Molecular Severo Ochoa, CSIC-UAM, Departamento de Biología Molecular, Universidad Autónoma de Madrid, Madrid, Spain
| | - Carlos Alberto Pereira Tavares
- Departamento de Bioquímica e Imunologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | - Miguel Angel 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
| | - Eduardo Antonio Ferraz 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
- * E-mail:
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Menezes-Souza D, Mendes TADO, Nagem RAP, Santos TTDO, Silva ALT, Santoro MM, de Carvalho SFG, Coelho EAF, Bartholomeu DC, Fujiwara RT. Mapping B-cell epitopes for the peroxidoxin of Leishmania (Viannia) braziliensis and its potential for the clinical diagnosis of tegumentary and visceral leishmaniasis. PLoS One 2014; 9:e99216. [PMID: 24921246 PMCID: PMC4055673 DOI: 10.1371/journal.pone.0099216] [Citation(s) in RCA: 31] [Impact Index Per Article: 3.1] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Affiliation(s)] [Abstract] [MESH Headings] [Track Full Text] [Download PDF] [Figures] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 03/12/2014] [Accepted: 05/12/2014] [Indexed: 01/15/2023] Open
Abstract
The search toward the establishment of novel serological tests for the diagnosis of leishmaniasis and proper differential diagnosis may represent one alternative to the invasive parasitological methods currently used to identify infected individuals. In the present work, we investigated the potential use of recombinant peroxidoxin (rPeroxidoxin) of Leishmania (Viannia) braziliensis as a potential antigen for the immunodiagnosis of human tegumentary (TL) and visceral leishmaniasis (VL) and canine visceral leishmaniasis (CVL). Linear B-cell epitope mapping was performed to identify polymorphic epitopes when comparing orthologous sequences present in Trypanosoma cruzi, the agent for Chagas disease (CD), and the Homo sapiens and Canis familiaris hosts. The serological assay (ELISA) demonstrated that TL, VL and CVL individuals showed high levels of antibodies against rPeroxidoxin, allowing identification of infected ones with considerable sensitivity and great ability to discriminate (specificity) between non-infected and CD individuals (98.46% and 100%; 98.18% and 95.71%; 95.79% and 100%, respectively). An rPeroxidoxin ELISA also showed a greater ability to discriminate between vaccinated and infected animals, which is an important requirement for the public campaign control of CVL. A depletion ELISA assay using soluble peptides of this B-cell epitope confirmed the recognition of these sites only by Leishmania-infected individuals. Moreover, this work identifies two antigenic polymorphic linear B-cell epitopes of L. braziliensis. Specific recognition of TL and VL patients was confirmed by significantly decreased IgG reactivity against rPeroxidoxin after depletion of peptide-1- and peptide-2-specific antibodies (peptide 1: reduced by 32%, 42% and 5% for CL, ML and VL, respectively; peptide-2: reduced by 24%, 22% and 13% for CL, ML and VL, respectively) and only peptide-2 for CVL (reduced 9%). Overall, rPeroxidoxin may be a potential antigen for the immunodiagnosis of TL, VL or CVL, as it has a higher agreement with parasitological assays and is better than other reference tests that use soluble Leishmania antigens for diagnosing CVL in Brazil (EIE-LVC, Bio-manguinhos, FIOCRUZ).
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Affiliation(s)
- Daniel Menezes-Souza
- Departamento de Parasitologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Brazil
| | | | - Ronaldo Alves Pinto Nagem
- Departamento de Bioquímica e Imunologia, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Brazil
| | | | - Ana Luíza Teixeira Silva
- Departamento de Parasitologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Brazil
| | - Marcelo Matos Santoro
- Departamento de Bioquímica e Imunologia, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Brazil
| | | | - Eduardo Antônio Ferraz Coelho
- Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde. Infectologia e Medicina Tropical, Faculdade de Medicina and Departamento de Patologia Clínica, COLTEC, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
| | | | - Ricardo Toshio Fujiwara
- Departamento de Parasitologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Brazil
- * E-mail:
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