Desenvolvimento de vacinas recombinantes e de teste de

diagnóstico para controle da linfadenite caseosa

Andréa de Fátima Silva Rezende

Pelotas, 2013

UNIVERSIDADE FEDERAL DE PELOTAS

Programa de Pós-Graduação em Biotecnologia

Dissertação

ANDRÉA DE FATIMA SILVA REZENDE

DESENVOLVIMENTO DE VACINAS RECOMBINANTES E DE

TESTE DE DIAGNÓSTICO PARA CONTROLE DA

LINFADENITE CASEOSA

Dissertação apresentada ao

Programa de Pós-Graduação em

Biotecnologia da Universidade

Federal de Pelotas, como requisito

parcial à obtenção do título de

Mestre em Ciências (área do

conhecimento: Biotecnologia)

Orientadora: Sibele Borsuk

Pelotas, 2013

Dados de catalogação na fonte:

Maria Beatriz Vaghetti Vieira – CRB-10/1032

Biblioteca de Ciência & Tecnologia - UFPel

R467d Rezende, Andrea de Fatima Silva

Desenvolvimento de vacinas recombinantes e de teste de diagnóstico para controle da linfadenite caseosa / Andrea de Fatima Silva Rezende. – 94f. – Dissertação (Mestrado). Programa de Pós-Graduação em Biotecnologia. Universidade Federal de Pelotas. Centro de Desenvolvimento Tecnológico. Pelotas, 2013. – Orientador Sibele Borsuk.

1.Biotecnologia. 2. Vacinas recombinantes. 3. CP0369. 4. ELISA. 5. Linfadenite caseosa. I.Borsuk, Sibele. II.Título.

CDD: 614.47

Banca examinadora:

Prof. Dr Alan McBride, Universidade Federal de Pelotas

Profª Drª Daiane Hartwig, Universidade Federal de Pelotas

Profª Drª Sibele Borsuk, Universidade Federal de Pelotas (Orientadora)

Drª Silvana Marchioro, Universidade Federal de Pelotas

Prof. Dr Vasco Azevedo, Universidade Federal de Minas Gerais

Dedico este trabalho aos meus pais Fátima e Anselmo (in memoriam) e ao meu

filho João Henrique por todo amor e carinho.

AGRADECIMENTOS

Agradeço a Deus Pai que em sua infinita misericórdia me deu sabedoria

e forças para enfrentar esse desafio.

A minha orientadora Profª Sibele Borsuk por toda confiança e incentivo

durante todo o Mestrado. Muito obrigada por todo carinho e por ser uma

verdadeira amiga, sendo um grande exemplo de caráter, humildade e

profissionalismo. Serei grata por toda a minha vida.

Ao Programa de Pós-Graduação em Biotecnologia e à Universidade

Federal de Pelotas pela oportunidade.

Ao meu esposo Carlos Davi, grande parceiro, por todo apoio, paciência

e companheirismo nesta caminhada.

Ao meu filho João Henrique por ser minha maior inspiração.

A minha família, principalmente a minha Mãe por me fazer sempre

acreditar que sou capaz, por todo amor e carinho.

A minha grande amiga Betânia por toda força e por me aguentar em

momentos difíceis .... Valeu flor !!!

Aos meus companheiros de luta do LPDI Alexandre, Cristiane, Márcia,

Henrique, Carlos, Alex e Suelen por todo apoio. Em especial a minha

“filhusca” Karen por todo carinho e incentivo. Sem vocês eu não teria

conseguido.

As minhas queridas Drielly e Gabriela por toda ajuda inicial assim que

cheguei ao laboratório. Nunca esquecerei o que vocês fizeram por mim.

Aos professores Alan McBride, Lucielli Savegnago, Daiane Hartwig, Odir

Dellagostin, Fabiana Nora, Cláudia Hartleben e Luciano Pinto.

A equipe do Biotério Central, pela atenção e incontáveis auxílios.

Ao meu eterno amigo Professor Ricardo Scher por toda força e por

sempre acreditar no meu potencial.

Aos meus amigos sergipanos que mesmo longe sei que torcem por mim

Taniara, Alécia, Péricles, Karynne, Inês, Edna, Josinaldo, Jane, Wanessa,

Dani, Rose e Geraílda.

Aos demais amigos gaúchos que me ajudaram muito sempre que

precisei Helena, Karine, Gizele, Bianca, Sérgio, Charles, Andressa,Thaís,

André, Carol Rizzi, Vânia, Neida, Ivânia e Wallace.

A Fabiane Perez, Claudinei, Michele e Vilson por toda alegria e boas

risadas.

A amiga Regina Suarez por todo apoio e carinho.

A todos que não foram mencionados aqui, mas que de alguma forma

foram importantes e contribuíram para mais uma etapa na minha vida.

"É melhor tentar e falhar, que preocupar-se e ver a vida passar;

É melhor tentar, ainda que em vão, que sentar-se fazendo nada até o final. Eu prefiro na chuva caminhar, que em dias tristes em casa me esconder. Prefiro ser feliz, embora louco, que em conformidade viver ..."

Martin Luther King

LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS

% Porcentagem

BHI Brain Heart Infusion

C Citosina

DL50 Dose letal para 50% da população em teste

DNA Ácido desoxirribonucleico

ELISA Enzyme-Linked Immunoabsorbent Assay

fagA Proteína Integral de Membrana

fagB Transportador de enterobactina de ferro

fagC ATP-proteína de ligação da membrana

fagD Sideróforos – proteína de ligação de ferro

G Guanina

h Hora

H2O2 Peróxido de hidrogênio

IBGE Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística

IFN Interferon

IgG Imunoglobulina G

IPTG Tio-galactopiranosídeo de isopropila

kDa Kilodalton

LB Meio de cultura Lúria-Bertani

LC Linfadenite caseosa

Mb Mega bases

mM Milimolar

mPCR Multiplex-PCR

N Número

NE Nordeste

nm Nanômetro

ºC Graus Celsius

P.S.N.C Projeto Senador Nilo Coelho

pb Pares de base

PBS Solução Fosfato Salina

PBS-T Solução Fosfato Salina com Tween-20

PCR Reação em cadeia da polimerase

pH Potencial hidrogeniônico

RNA Ácido ribonucleico

SDS-PAGE Sodium dodecyl sulfate polyacrylamide gel electrophoresis

Tris-HCl Tris(hydroxymethyl) aminomethane hydrochloride

Β Beta

μg Micrograma

Μl Microlitro

Μm Micrômetro

TABELAS

MANUSCRITO 1

Tabela 1: Grupos e preparações vacinais utilizadas no

experimento.......................................................................................................50

LISTA DE FIGURAS

MANUSCRITO 1

FIGURA 1: Western Blotting utilizando anticorpo monoclonal anti- 6Xhis Tag

(Sigma)........................................................................................................51

FIGURA 2: Avaliação da transfecção de células CHO com o DNA do vetor PTARGET/0369 e pTARGET por Reação de Imunoflurorescência Indireta (RIFI)............................................................................................................52

FIGURA 3: Avaliação da antigenicidade da proteína rCP0369 através de Western Blotting utilizando soros de ovinos positivos e negativos para LC................................................................................................................53

FIGURA 4: Curva de sobrevivência dos animais imunizados com as diferentes

formulações vacinais após desafio com a cepa Mic6 de C.

psudotuberculosis........................................................................................54

FIGURA 5: Determinação do nível de IgG total através de ELISA indireto utilizando a proteína recombinante rCP0369 nos grupos experimentais pós-imunização...................................................................................................55

MANUSCRITO 2

FIGURA 1: Western Blotting utilizando anticorpo monoclonal anti- 6Xhis Tag (Sigma).................................................................................................73

FIGURA 2: Análise do ELISA-rCP0369 através do Receiver Operating Characteristic (ROC) usando 182 amostras de soros de ovinos....................................................................................................74

FIGURA 3: Valor preditivo positivo e negativo associado ao ELISA-r0369 em vários níveis de prevalência de linfadenite caseosa......................................75

RESUMO

REZENDE, Andréa. DESENVOLVIMENTO DE VACINAS RECOMBINANTES E TESTE DE DIAGNÓSTICO PARA LINFADENITE CASEOSA. 2013.93f. Dissertação (Mestrado) - Programa de Pós-Graduação em Biotecnologia. Universidade Federal de Pelotas, Pelotas.

A linfadenite Caseosa (LC) é uma doença que acomete principalmente

pequenos ruminantes sendo causada pela bactéria Corynebacterium

pseudotuberculosis. No Brasil a prevalência clínica da LC é de 30%. As

medidas de controle são a vacinação e o diagnóstico dos animais infectados.

As vacinas disponíveis comercialmente não são totalmente eficazes, o mesmo

ocorre com os métodos de diagnóstico, pois os sinais clínicos não são

perceptíveis de imediato. Através de sequenciamento e da análise proteômica

complementar foram identificados vários alvos, dentre eles o gene

cp1002_0369, que codifica para uma proteína secretada sendo esta descrita

provavelmente como uma fosfoesterase, potencialmente antigênica, a qual

pode vir a ser utilizada no desenvolvimento de vacinas recombinantes e no

desenvolvimento de testes de diagnóstico. Esta proteína foi utilizada na forma

recombinante como vacina de subunidade e como vacina de DNA e também

para o desenvolvimento de um teste de diagnóstico baseado em ELISA. Para

isso o gene cp1002_0369 foi clonado no vetor de expressão em eucariotos

pTARGET e de expressão em procariotos pAE. A proteína CP0369

recombinante foi purificada e avaliada como vacina recombinante associada

aos adjuvantes xantana e hidróxido de alumínio e em um ELISA indireto com

soros de ovinos. O potencial imunoprotetor foi avaliado em modelo murino

através de desafio com a 104 UFC da cepa Mic6 de C. pseudotuberculosis em

9 grupos vacinais. A formulação vacinal que aumentou a taxa de sobrevida dos

animais após o desafio foi o grupo contendo a proteína recombinante (rCP0369

+ hidróxido de alumínio). O ELISA para diagnóstico de LC foi avaliado através

da análise ROC em um total de 182 soros revelou uma sensibilidade e a

especificidade de 90% e 75,6%, respectivamente. O formato de ELISA (ELISA-

rCP0369) pode ser utilizado no diagnóstico de LC em rebanhos ovinos com

bom índice de sensibilidade. No entanto, novas estratégias vacinas

empregando a proteína CP0369 serão avaliadas para melhorar a eficácia da

vacina.

Palavras chaves: CP0369. Vacinas recombinantes. ELISA. Linfadenite

caseosa

ABSTRACT

REZENDE, Andréa. DESENVOLVIMENTO DE VACINAS RECOMBINANTES E TESTE DE DIAGNÓSTICO PARA LINFADENITE CASEOSA. 2013.93f. Dissertação (Mestrado) - Programa de Pós-Graduação em Biotecnologia. Universidade Federal de Pelotas, Pelotas.

The caseous lymphadenitis (CLA) is a disease that affects mainly small

ruminants and is caused by the bacteria Corynebacterium pseudotuberculosis.

In Brazil the clinical prevalence CLA is 30%. The control measures are

vaccination and diagnosis of infected animals. Currently, commercial vaccines

are not completely effective, the same occur with the methods of diagnosis,

because the medical signs are not immediately detectable. By sequencing and

additional proteomic analysis, several targets were identified, including

cp1002_0369 gene, which codifies a secreted protein which is probably

described as a potentially antigenic phosphoesterase, that can subsequently be

used in the development of recombinant vaccines and development of

diagnostic tests. This protein was used as recombinant and it was tested as

subunit vaccine and as a DNA vaccine and also to develop a diagnostic test

based on ELISA. For this, the cp1002_0369 gene was cloned in the eukaryotic

expression vector pTARGET and in a vector of expression in prokaryotes pAE.

The recombinant protein CP0369 was purified and evaluated as a recombinant

vaccine associated with both of the adjuvants xanthan and aluminum hydroxide

and then measured in an indirect ELISA with sheep serum. The

immunoprotective potential was assessed in a murine model by challenge with

104 CFU of strain Mic-6 of C. pseudotuberculosis in 9 vaccinal groups. The

vaccine formulation that increased the survival rate of animals after challenge

was the group containing the recombinant protein (rCP0369 + aluminum

hydroxide). The ELISA for diagnostic of CL was evaluated by ROC analysis of

182 sera and showed a sensitivity and specificity of 90% and 75.6%,

respectively. The format of ELISA assay (ELISA-rCP0369) can be used in the

diagnosis of LC sheep herds with a good sensitivity index. However, new

vaccine strategies employing the CP0369 protein will be evaluated to improve

the effectiveness of the vaccine.

Keywords: CP0369. Recombinant vaccines. ELISA. Caseous lymphadenitis

SUMÁRIO

1. INTRODUÇÃO GERAL ............................................................................. 15

2. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ..................................................................... 18

2.1 Aspectos microbiológicos e bioquímicos .......................................... 18

2.2 Epidemiologia ........................................................................................ 19

2.3 Impactos Econômicos .......................................................................... 20

2.4 Resposta Imune .................................................................................... 21

2.5 Transmissão .......................................................................................... 22

2.6 Determinantes moleculares de virulência e patogenicidade ............ 23

2.7 C. pseudotuberculosis e estudos de genômica e proteômica .......... 24

2.8 CP0369 uma possível Fosfoesterase .................................................. 26

2.9 Diagnóstico ............................................................................................ 27

2.10 Vacinas................................................................................................. 28

3. OBJETIVOS .............................................................................................. 32

3.1.Objetivo Geral ........................................................................................ 32

3.2. Objetivos Específicos .......................................................................... 32

4. MANUSCRITO 1: Fosfoesterase recombinante (Cp1002_0369): avaliação como vacina de subunidade para Linfadenite Caseosa.............................................................................................................33

5. MANUSCRITO 2: Desenvolvimento de um ELISA indireto utilizando a

proteína recombinante CP0369 de Corynebacterium pseudotuberculosis para

diagnóstico de linfadenite caseosa em ovinos...................................................57

6. CONCLUSÕES ......................................................................................... 76

7. REFERÊNCIAS ......................................................................................... 77

1. INTRODUÇÃO GERAL

A Linfadenite Caseosa (LC) é uma doença crônica, infectocontagiosa,

que acomete pequenos ruminantes, acarretando sérias perdas econômicas

para as atividades de ovinocaprinocultura. É reconhecida como doença de

importância mundial, em decorrência da alta prevalência e pelos prejuízos

econômicos nos rebanhos (D'AFONSECA et al. 2008). É causada pelo

Corynebacterium pseudotuberculosis, uma bactéria gram-positiva, intracelular

facultativa (D'AFONSECA et al. 2010), pleomórfica e anaeróbica facultativa. C.

pseudotuberculosis são microrganismos cosmopolitas, encontrados

predominantemente no solo, na pele, ou mucosas dos animais e, ao abrigo da

luz solar direta, pode manter-se viável por longos períodos no ambiente e em

secreções purulentas por 6 a 12 meses (BINNS et al. 2002). A forma mais

comum de infecção por C. pseudotuberculosis em animais de produção é causada

pela contaminação de água, alimentos e feridas por descargas purulentas

resultantes da fistulação dos abscessos (BAIRD AND FONTAINE 2007).

O Brasil é o 8º maior criador de ovinos e caprinos do mundo com cerca

de 26 milhões de cabeças sendo 34% de caprinos e 66% de ovinos. A maior

parte do rebanho se localiza na região Nordeste, onde se concentram

aproximadamente 9,6 milhões de animais (IBGE 2010). Nesta região, estima-

se que a prevalência da doença em rebanhos seja de aproximadamente 30%.

Em alguns estados brasileiros como Minas Gerais a prevalència da doença

pode chegar a 70% em rebanhos ovinos e 80% em caprinos (SEYFFERT et al.

2010).

16

Considerando que o tratamento da LC é de alto custo e ineficaz, a

medida de melhor custo-benefício contra a disseminação da LC é a

imunização. Entretanto, não existe uma vacina eficiente e protetora contra C.

pseudotuberculosis. Vários estudos relatam diferentes estratégias que vêm sendo

testadas, como o uso de bactérias atenuadas ou inativadas, frações contendo

antígenos da parede da bactéria ou do sobrenadante de cultura bacteriana e

ainda uma mistura de componentes celulares e sobrenadante (DORELLA et al.

2009). Todas as preparações ofereceram certo grau de proteção contra

infecções experimentais e até mesmo naturais. Contudo, os níveis de proteção

e a severidade das lesões são variáveis. Vacinas de DNA contra LC já foram

testadas, porém com resultado pouco satisfatório (COSTA et al. 2011;De Rose

et al.2002).

A identificação de determinantes moleculares presentes no genoma da

bactéria C. pseudotuberculosis permite a formulação de novas estratégias

vacinais, como as vacinas recombinantes, as quais podem possibilitar um

controle mais efetivo da LC nos rebanhos (D'AFONSECA et al. 2008). Alguns

antígenos já foram avaliados nesta abordagem (BURREL 1980; HODGSON et

al. 1990; HODGSON et al. 1999; De ROSE et al. 2002; FONTAINE et al. 2006),

no entanto apresentaram proteção pouco satisfatória.

Os dados genômicos sobre C. pseudotuberculosis foram obtidos a partir do

sequenciamento de várias linhagens deste microrganismo (SILVA et al. 2011;

PINTO et al. 2012; SOARES et al. 2012; PETHICK et al. 2012b). Através dos

dados de sequenciamento e da análise proteômica complementar foram

identificados vários alvos importantes, dos quais pode-se citar o gene

cp1002_0369, que codifica para uma provável proteína secretada sendo esta

uma possível fosfoesterase (SANTOS et al. 2012), potencialmente antigênica,

a qual pode vir a ser utilizada no desenvolvimento de vacinas recombinantes e

de um teste de diagnóstico baseado em ELISA.

Com a finalidade de obter uma vacina protetora e mais segura,

diferentes estratégias vêm sendo testadas, como vacinas recombinantes de

subunidade e de DNA em caprinos e ovinos. Ambas apresentam potencial

protetor sem riscos de causar a doença. Além disso, as vacinas de DNA têm

17

diversas vantagens como estabilidade, baixo custo de produção além de

induzir ambos os tipos de imunidade, celular e humoral (BABIUK et al. 2000).

Assim, devido à tamanha relevância econômica e social da

ovinocaprinocultura em nosso país e, concomitantemente a este fato, a

inexistência de uma vacina nacional eficaz contra LC, este estudo tem como

objetivo desenvolver vacinas recombinantes e um teste de ELISA diagnóstico

utilizando a proteína recombinanterCP0369 . A utilização da proteína rCP0369

como vacina de subunidade recombinante administrada a diferentes

adjuvantes, bem como na estratégia de vacina de DNA contendo a sequencia

codificadora do gene cp1002_0369 é apresentado no Manuscrito 1, e a

utilização da proteína CP0369 recombinante em um ELISA indireto com soros

de ovinos é apresentada no Manuscrito 2. Ambos serão submetidos ao

periódico Veterinary Microbiology.

18

2. REVISÃO DE LITERATURA

2.1 Aspectos microbiológicos e bioquímicos

C. pseudotuberculosis é o agente causador da linfadenite caseosa. Esta

bactéria pertence ao gênero Corynebacterium e à ordem dos Actinomicetos,

predominantemente gram-positivos. Este gênero é composto por 50 espécies,

algumas das quais podem ser patogênicas para animais e plantas. O gênero

pertencente ao grupo CMNR (Corynebacterium,Mycobacterium,Nocardia e Rhodococcus)

(HARD 1975; SONGER et al. 1988; PAULE et al. 2004), o qual é um grupo que

apresenta características específicas, como uma parede celular peculiar e um

alto conteúdo de guanina e citosina (47-74%) em seu genoma (GARG AND

CHANDIRAMANI 1985; FUNKE et al. 1995; NAVAS 1996; DORELLA et al.

2006b).

C.pseudotuberculosis foi descrito pela primeira vez em 1888 pelo veterinário

francês Edmound Nocard (BENHAM et al. 1962). Em 1891, Hugo Von Preisz

isolou uma bactéria semelhante de um abscesso renal ovino. A partir daí o

patógeno foi nomeado de bacilo de "Preisz-Nocard”, denominação que

perdurou por décadas. A nomenclatura atual foi adotada em 1948 na sexta

edição do Manual Bergey, e a designação Corynebacterium ovis é usada como

sinônimo (MOORE et al. 2010).

A bactéria C. pseudotuberculosis é pleomórfica, detentora de fímbrias,

imóvel e anaeróbica facultativa. Exibe formas que variam desde cocóides a

bastões filamentosos, não possui cápsula e não esporula. Suas dimensões

variam de 0,5 a 0,6 micrometros por 1,0 a 3,0 micrômetros (DORELLA et al.

2006b).

19

A presença de dois biovares denominados equi e bovis demonstra uma

variabilidade nas características bioquímicas do C. pseudotuberculosis que são

definidas pela sua capacidade de produzir a enzima nitrato-redutase, que

permite a conversão do nitrato para nitrito em provas bioquímicas (BATEY

1986a). O biotipo equi possui capacidade de reduzir o nitrato a nitrito, enquanto

o biotipo ovis não reduz este substrato. O biotipo equi infecta preferencialmente

os equinos, enquanto o biotipo ovis acomete os pequenos ruminantes. Os

bovinos podem ser infectados pelos dois biovares, com predomínio do equi

(SONGER et al. 1988).

As reações bioquímicas de isolados de C. pseudotuberculosis variam,

principalmente em sua habilidade de fermentação. Todas as linhagens

produzem ácido, mas não gás, a partir de fontes de carbono incluindo glicose,

frutose, maltose, manose, e sacarose (HOLT et al. 1994). O peptideoglicano

apresenta, além de outros constituintes, o ácido meso-diaminopimelico

relacionado a resistência da parede celular contra a maioria das peptidases,

mas a arabinose e galactose são os principais açúcares da parede (DORELLA

et al. 2006b).

As afecções causadas por essa bactéria em animais de produção

(ovinos, caprinos e equinos) geram grandes prejuízos aos produtores, que

incluem a depreciação da pele e lã, redução na produção de carne e leite em

ruminantes, indisponibilidade para o exercício ou treinamento em equinos e

morte ocasional de animais com disseminação sistêmica do organismo. Tais

perdas econômicas são significativas na ovinocaprinocultura em diversos

países do mundo incluindo o Brasil (PEPIN et al. 1989; STING et al. 1998;

PAULE et al. 2003).

2.2 Epidemiologia

C. pseudotuberculosis é um patógeno muito importante na pecuária mundial,

pois é o agente causador de doenças como a linfadenite caseosa, linfangite

ulcerativa, e acne contagiosa ou dermatite ulcerativa que acomete caprinos e

ovinos, equinos e bovinos, respectivamente. Tais doenças apresentam um

20

grande impacto econômico por afetarem rebanhos ou animais de considerável

valor econômico (BROWN et al. 1987).

Em vários países, incluindo Austrália, Nova Zelândia, África do Sul,

Estados Unidos, Canadá e Brasil, existem casos relatados de LC,

principalmente em pequenos ruminantes (BINNS et al. 2002; ARSENAULT et

al. 2003; PATON et al. 2003; CONNOR et al. 2007). C. pseudotuberculosis

também foi isolada de espécies como camelos, cervos, alpacas, rinocerontes,

porcos, roedores, macacos, búfalos e lhamas. Em humanos, foram relatados

aproximadamente 25 casos de contaminação por esse microrganismo (PEEL et

al. 1997).

De acordo com a Organização Mundial da Saúde Animal, dos 201

países que relataram suas situações sanitárias, 64 declararam a presença de

animais com LC (OIE 2009). O Brasil é considerado o país com a mais alta

prevalência de LC. Pinheiro et al.(2000) relataram que 66,9% dos capinos

apresentavam sinais clínicos de LC no estado do Ceará. Em Minas Gerais

estudos epidemiológicos recentes demonstram uma prevalência de 75,8% para

ovinos e de 78,9% para caprinos (GUIMARAES et al. 2011). Na Austrália, 61%

dos rebanhos de ovinos apresentaram sinais clínicos da infecção por

C.pseudotuberculosis (EGGLETON et al. 1991). Nos EUA, a prevalência pode

atingir até 43% em ovinos(STOOPS et al. 1984). No Reino Unido, 45% dos

produtores que foram entrevistados mencionaram a presença de abscessos na

sua criação de ovinos (UNANIAN et al. 1985; BINNS et al. 2002).

2.3 Impactos Econômicos

No Brasil rebanhos de pequenos ruminantes somam cerca de 26

milhões, sendo 66% de ovinos e 34% de caprinos. A região Nordeste é a que

apresenta maior prevalência da LC, devido a maior concentração desses

animais com cerca de 90% dos rebanhos de caprinos e 40% de ovinos, Destes,

rebanhos cerca de 30% dos animais são acometidos pela LC (IBGE 2010).

A LC tem causado sérias perdas econômicas ao redor do mundo como a

diminuição da produção de leite e carne, perda de peso, redução da pele

21

devido às cicatrizes e dificuldades na locomoção do animal. No entanto as

perdas econômicas devido a esta doença ainda não foram devidamente

contabilizadas (GUIMARAES et al. 2011).

A LC também está se tornando um problema para as regiões Sudeste,

Norte e Centro-Oeste, onde esta atividade cresce rapidamente, afetando

negativamente a indústria de processamento de carne ovina (GUIMARAES et

al. 2009).

No Nordeste brasileiro, onde caprinos são importantes fontes de

alimento e renda, a situação é ainda mais crítica devido ao tipo de vegetação

(espinhosa) e ao baixo nível de escolaridade dos agricultores (UNANIAN et al.

1985).

2.4 Resposta Imune

C. pseudotuberculosis é uma bactéria intracelular facultativa que se

multiplica dentro dos macrófagos e sobrevive à ação de enzimas

fagolisossômicas com ajuda da camada lipídica externa da parede celular.

Nesta parede estruturas como os ácidos micólicos são determinantes da

patogenicidade que são muito importantes na sobrevivência dessa bactéria no

ambiente (WEST et al. 2002; BAIRD AND FONTAINE 2007;DORELLA et al.

2006b)). Ao penetrar no hospedeiro através das mucosas ou de feridas na

pele, esta bactéria se difunde pelo sistema linfático, linfonodos locais e órgãos

internos. A camada lipídica da parede desta bactéria tem a capacidade de

impedir a sua fusão com o fagolisossomo, aumentando a sua virulência e a

sobrevivência no interior dos macrófagos (DORELLA et al. 2006b). A liberação

de enzimas lisossômicas acaba formando os abscessos .

A infecção por LC apresenta diferentes fases: uma fase inicial (1-4 dias

pós-infecção), caracterizada pelo recrutamento de neutrófilos para o local da

inoculação e linfonodos de drenagem; uma fase de amplificação (5-10 dias

pós-infecção), caracterizada pelo desenvolvimento de piogranuloma, e uma

fase de estabilização, caracterizada pela maturação e persistência do

piogranuloma (PEPIN et al. 1997).

22

Após a captura do C. pseudotuberculosis por células fagocíticas como

neutrófilos e macrófagos, o fagossomo se funde com o lisossomo, formando o

fagolisossomo (BATEY 1986b). No entanto C. pseudotuberculosis é um patógeno

intracelular facultativo capaz de sobreviver dentro de macrófagos por mais de

48 horas. Durante esse tempo, as bactérias são liberadas como resultado de

um processo que leva os fagócitos à morte (BASTOS et al. 2012). Ainda não se

sabe ao certo quais os mecanismos específicos de morte celular causada por

C. pseudotuberculosis, mas a capacidade das bactérias de sobreviver dentro de

macrófagos é devido à incapacidade de várias populações desta célula

produzirem óxido nítrico em resposta a essa bactéria in vivo (BOGDAN et al.

1997). Isso pode estar associado à presença da camada lipídica externa em C.

pseudotuberculosis e outros componentes antigênicos, que interromperiam a

produção de óxido nítrico pelos macrófagos (BASTOS et al. 2012).

A multiplicação descontrolada da bactéria dentro dos macrófagos leva o

hospedeiro a tentar restringir a infecção através da formação de

piogranulomas, caracterizados pelo encapsulamento das células infectadas por

C. pseudotuberculosis (BATEY 1986b). Além disso, a infecção por C.

pseudotuberculosis leva a formação de abscessos por via subcutânea localizada,

que não provem de lesões primárias nos linfonodos (PAULE et al. 2003). No

entanto, alguns abscessos podem ser encontrados em estreita associação com

os gânglios linfáticos, resultado da destruição dos tecidos associados com

abscessos, que posteriormente encapsulam e podem conter pus parcialmente

calcificado (MOLLER et al. 2000).

2.5 Transmissão

A transmissão da LC ocorre principalmente através da ingestão de água

e alimentos contaminados, bem como, através de ferimentos superficiais na

pele, os quais podem ser causados tanto por manejo inadequado como por

tosquia, castração e uso de agulhas contaminadas, quanto por fatores naturais

como ferimentos por arbustos pontiagudos (ALVES et al. 1997).

O principal fator que contribui para a disseminação dessa doença é a

contaminação ambiental, pois o C. pseudotuberculosis é capaz de sobreviver no

ambiente por longos períodos sob baixas temperaturas e condições de

23

umidade. Esse microrganismo pode sobreviver em frestas de piso a

temperatura ambiente por até 10 dias e cerca de 8 meses ou mais de um ano

em fômites, principalmente em baixas temperaturas (CAMERON AND BESTER

1984).

2.6 Determinantes moleculares de virulência e patogenicidade

Os determinantes moleculares de virulência do C. pseudotuberculosis, e o

controle da sua expressão gênica ainda são pouco conhecidos (DORELLA et

al. 2006b; MCKEAN et al. 2007). As bactérias patogênicas possuem genes que

codificam para antígenos que permitem sua entrada e sua sobrevivência no

hospedeiro, bem como os que resultam na doença, os quais são denominados

como determinantes de virulência (SCHUMAN W. 2007).

Três genes presentes em um operon fagABC e gene fagD apresentam

papel na virulência desta bactéria e foram designados como genes de

aquisição de ferro (BILLINGTON et al. 2002). Uma proteína de 40 kDa,

identificada como proteína imunogênica que revelou atividade proteolítica, a

serina protease também seria um outro determinante de virulência (WILSON et

al. 1995).

Entretanto, apenas dois determinantes da C. pseudotuberculosis estão

bem caracterizados: a fosfolipase D (PLD) e os lipídeos da parede celular. A

PLD tem sido considerada como o principal fator de virulência para C.

pseudotuberculosis (CARNE et al. 1956; HODGSON et al. 1992). Essa exotoxina

funciona como um fator de permeabilidade promovendo a disseminação da

bactéria a partir do local inicial de infecção a todos os tecidos do corpo do

hospedeiro, causando sérios danos, além de contribuir para a passagem do

patógeno da derme para pequenos vasos sanguíneos para que acesse os

vasos linfáticos (EGEN et al. 1989).

A fosfolipase D é uma enzima encontrada em bactérias, fungos, plantas

e animais (PEPIN et al. 1989). Tem como função hidrolisar a esfingomielina

que pertence a uma classe de lipídeos cuja função parece estar ligada a

transmissão de sinais e reconhecimento celular através da membrana de

células. Uma variedade de atividades biológicas da PLD de C. pseudotuberculosis

24

e o uso da antitoxina tem reduzido a disseminação desta bactéria no

hospedeiro (WILLIAMSON 2001a).

Para que exista uma devida compreensão da patogênese de espécies

bacterianas se faz necessário a caracterização dos fatores de virulência

expressos em resposta a certos estímulos. Os lipídios de superfície de C.

pseudotuberculosis têm sido descritos como fatores importantes que contribuem

para a patogênese (CARNE et al. 1956; HARD 1972; HARD 1975). Uma

avaliação da toxicidade de material lipídico foi realizada através da indução de

necrose em cobaias após injeção intradérmica. Logo após foi analisado o fluido

peritoneal dessas cobaias infectadas e foram encontrados macrófagos

suscetíveis à ação necrosante de lipídeos de superfície do C.pseudotuberculosis.

No entanto, a infecção com C. pseudotuberculosis em cobaias progride até a

morte, invariavelmente, enquanto os macrófagos de cobaias não são sensíveis

à ação citotóxica dos lipídios bacterianos (HARD 1975).

O produto secretado de C. pseudotuberculosis foi avaliado pela primeira vez

por BRAITHWAITE et al. (1993). Neste estudo extraíram-se proteínas a partir

de um sobrenadante de cultura com sulfato de amônio, no qual foram

encontradas sete proteínas com pesos moleculares entre 14 e 64 kDa. Destas

apenas cinco reagiram com soros de cabras infectadas com C.

pseudotuberculosis.

2.7 C. pseudotuberculosis: estudos de genômica e proteômica

Com o início dos estudos de genômica uma informação relativa a uma

proteína imunogênica, por exemplo, pode ser rastreada através do seu

genoma. Várias espécies de Actinobacteria têm sido objeto de análise genômica

incluindo Mycobacterium avium, Mycobacterium tuberculosis, Rhodococcus equi e

Corynebacterium diphtheriae (LATCHUMANAN et al. 2005). Muitos genes que

foram identificados podem desempenhar um papel importante em todo ciclo

biológico do C. pseudotuberculosis, e são promissores para o desenvolvimento de

vacinas.

Já foram sequenciados genomas de 15 linhagens do C.

pseudotuberculosis dentre elas a FRC41, 3/99-5,1/06A, 258, 267, 31, 316, 42/02A,

25

C231, CIP 52.97, CP162, I19, P54B96, PAT10 e 1002 (TROST et al. 2010;

SILVA et al. 2011; CERDEIRA et al. 2011a; CERDEIRA et al. 2011b; LOPES et

al. 2012; RAMOS et al. 2012; SILVA et al. 2012; SOARES et al. 2012; HASSAN

et al. 2012a; PETHICK et al. 2012a; HASSAN et al. 2012b; PETHICK et al.

2012b; SILVA et al. 2013a).

Várias informações podem ser obtidas através dos dados genômicos

das espécies sequenciadas. Por exemplo, a cepa 1002 de C. pseudotuberculosis

apresenta um genoma de 2.34 Mb (megabases), 2.203 genes que podem

expressar provavelmente 2.090 proteínas. Além disso, apresentam um

conteúdo de G+C de 52,2% (RESENDE et al. 2011).

Em um estudo realizado por Silva et al.( 2013b) foi possível demonstrar

a presença de 11 proteínas que não foram previamente detectadas). Duas

linhagens de C. pseudotuberculosis foram avaliadas utilizando a técnica LC-MSE

(Cromatografia líquida acoplada com espectrometria de massas) que

apresentou vantagens em relação com o 2D – PAGE. A predominância das

proteínas detectadas em cada proteoma extracelular foi compartilhada, o que

permitiu observar um total de 93 proteínas extracelulares diferentes das quais

45 foram compartilhadas entre duas linhagens isoladas de C. pseudotuberculosis

cepas 1002 e C231 de hospedeiros distintos. Dessas 11 proteínas

identificadas, três têm funções desconhecidas (hipotéticas) e oito estão

relacionadas às funções fisiológicas e a fatores de virulência.

Em outro estudo abordado por Silva et al. (2013a) foi realizada uma

análise de exoproteômica de linhagens diferentes de C. pseudotuberculosis. A

linhagem 1002 isolada de isolados de cabra, e a C231 referente a isolados de

ovelha. Foram identificadas 17 proteínas com funções biológicas diversas tais

como envelope celular, metabolismo proteômico e proteólise. Esta análise

proteômica revelou exoproteínas de cepas específicas, embora cada gene

correspondente foi encontrado em ambos os genomas das cepas.

Estudos de proteômica são de grande importância para a compreensão dos

elementos vitais para a manutenção de determinado patógeno em um

ambiente. Em um estudo empregando um gene repórter (TnFuZ) para

26

identificar genes que codificam proteínas extracelulares, foi observada uma

grande diversidade de proteínas, incluindo uma subunidade fimbrial, outra

relacionada com a absorção de ferro, adesinas e proteínas envolvidas no

transporte, bem como proteínas hipotéticas e duas proteínas desconhecidas

(DORELLA et al. 2006a). Uma serino protease secretada, a corynebacterial

protease (CP40) foi encontrada em sobrenadante de cultura de C.

pseudotuberculosis confirmando que provavelmente é secretada por esta bactéria.

Em um estudo descrito por Trost et al. (2010) foi realizado o sequenciamento

de uma linhagem isolada de um granuloma de uma menina de 12 anos onde se

verificou que a corynebacterial protease (CP40) juntamente com a PLD, os

quais são fatores de virulência codificados no genoma deste isolado.

2.8 CP0369 uma possível Fosfoesterase

Diversas linhagens de C. pseudotuberculosis foram sequenciadas

fornecendo dados genômicos sobre este microrganismo (SILVA et al. 2011;

PINTO et al. 2012; SOARES et al. 2012; PETHICK et al. 2012b). Com o

resultado do sequenciamento e da análise proteômica complementar foram

identificados vários alvos, dentre eles pode-se citar o gene cp1002_0369, que

codifica para uma proteína secretada sendo esta provavelmente uma

fosfoesterase que apresenta 300 aminoácidos, grande densidade celular, é

potencialmente imunogênica podendo com isso vir a ser utilizada no

desenvolvimento de vacinas recombinantes, ou mesmo em diagnóstico. Esses

dados foram avaliados a partir de um estudo descrito por Santos et al.( 2012)

onde foi realizada uma análise de pan-genômica com cinco cepas de C.

pseudotuberculosis 1002, C231, I19, FRC41 e PAT10 produzindo 306, 59 e 12

conjuntos de genes. Destes conjuntos, 150 genes provavelmente codificam

proteínas secretadas e 227 codificam proteínas de superfície. Essa avaliação in

silico permitiu definir vários candidatos vacinais a partir da análise e dos

genomas completos dessas cinco linhagens de C. pseudotuberculosis. Além disso,

também foi possível definir in silico as proteínas exportadas indispensáveis

27

dessa bactéria evidenciando com isso futuros experimentos na área de

vacinas, diagnóstico e de drogas para LC.

2.9 Diagnóstico

Mesmo sendo uma doença de grande importância para a

ovinocaprinocultura mundial, não existem diagnósticos, tratamentos e vacinas

totalmente eficazes para combater a LC. Atualmente o diagnóstico utilizado é a

cultura bacteriológica retirada de material purulento dos abcessos superficiais

dos animais, com posterior análise através do teste bioquímico API Coryne

system (API-bioMérieux, Inc., La Balme les Grottes, France), o qual consiste

em 21 testes bioquímicos e pode ser realizado entre 24 e 48 horas.

Ao longo de décadas de estudo uma variedade de testes sorológicos

foram desenvolvidos na tentativa de superar o problema dos animais com

casos assintomáticos da LC, incluindo o teste de soro aglutinação (AWAD

1960), a imunodifusão em gel, inibição da hemólise (BURREL 1980;

ANDERSON AND NAIRN 1984), e diferentes ensaios de ELISA, como ELISAs

indiretos utilizando varias preparações da célula bacteriana, proteínas

secretadas e a toxina (PLD) de C. pseudotuberculosis (DERCKSEN et al. 2000;

PAULE et al. 2003; BINNS et al. 2007), ELISA sanduiche com PLD (TER LAAK

et al. 1992; DERCKSEN et al. 2000) e ELISA para detectar interferon gama

(IFN-γ) como um marcador de imunidade mediada por células contra C.

pseudotuberculosis (PRESCOTT et al. 2002; MENZIES et al. 2004).

Atualmente, o teste ELISA tem sido utilizado com muita frequência para

diagnosticar a LC em rebanhos em todo mundo, pois tem a capacidade de

detectar animais infectados subclinicamente, além de apresentar altos níveis

de sensibilidade e especificidade (DERCKSEN et al. 2000; GUIMARAES et al.

2009).

Um ELISA indireto foi utilizado para detecção de imunoglobulinas

específicas totais para antígenos secretados de C. pseudotuberculosis e

alcançaram 98,5% de especificidade e 93,5% de sensibilidade (SEYFFERT et

al. 2010).

28

A maioria destes de ELISAs ainda não são comercialmente disponíveis e

aqueles que estão disponíveis ainda apresentam um custo relativamente

elevado (DERCKSEN et al. 2000; KABA et al. 2001; BINNS et al. 2007). A

sensibilidade e especificidade são elementos importantes que devem ser

considerados ao selecionar um teste de diagnóstico para um programa de

rastreamento. Uma abordagem alternativa para o imunodiagnóstico da LC pode

ser a análise combinada dos testes in vitro da resposta imune celular aos

antígenos de C. pseudotuberculosis com testes de ELISA simultâneos (BASTOS et

al. 2011).

Outro método de diagnóstico é a detecção do DNA do C.

pseudotuberculosis. Uma análise baseada na reação de PCR multiplex (mPCR)

para amplificar simultaneamente três sequencias de genes específicos, como:

16S rDNA, gene de escolha no estudo de taxonomia bacteriana; rpoB

(subunidade beta da RNA polimerase), amplamente usado para análises

filogenéticas; e PLD (fosfolipase D), que codifica uma exotoxina associada com

a virulência de C. pseudotuberculosis, C. ulcerans e Arcanobacterium haemolyticum. Este

teste se mostrou tão especifico quanto a cultura bacteriana seguida de testes

bioquímicos. Apesar disso, este método não foi capaz de identificar

microrganismos em amostras biológicas (CETINKAYA et al. 2002; PACHECO

et al. 2007).

2.10 Vacinas

Várias estratégias vacinais contra a LC foram avaliadas, havendo

vacinas comerciais já disponíveis no mercado, porém nenhuma alcançou uma

proteção adequada. Apenas algumas vacinas licenciadas para ovinos têm a

mesma eficiência para caprinos. Geralmente se faz necessário ajustar o

programa de vacinação a cada caso (WILLIAMSON 2001b). O potencial de

vacinação para prevenir o LC tem sido explorado há décadas e introduziu a

aplicação de vacinas de toxóides disponíveis comercialmente (BAIRD AND

FONTAINE 2007). Mesmo assim, existem outras abordagens utilizadas para o

desenvolvimento de vacinas.

29

O processo de imunização é deficiente e pode também ser associado ao

uso incorreto das vacinas pelos criadores dos rebanhos. No Brasil, existem

algumas vacinas disponíveis para utilização, como a vacina viva atenuada

produzida a partir da cepa 1002 da C. pseudotuberculosis, desenvolvida pela

Empresa Baiana de Desenvolvimento Agrícola S.A (EBDA). Outra vacina

baseada em toxóide é produzida pela Embrapa Caprinos, e uma outra, já

comercialmente no mercado, contém toxóides purificados de Clostridium septicum,

agente etiológico do edema maligno, C. novyi Tipo B (hepatite necrótica), C. tetani

(tétano), C. perfringens tipo D (enterotoxemia) e culturas inativadas de C. chauvoei

(carbúnculo sintomático), uma fração do C. pseudotuberculosis (LC) e um anti-

helmíntico (moxidectina) (DORELLA et al. 2009).

As vacinas de bacterina, que consistem em células inteiras de C.

pseudotuberculosis inativadas (mortas), demonstraram proteger ovinos contra os

efeitos letais da doença, porém, não evitou a formação de lesões de uma

infecção crônica (CAMERON et al. 1972). Em um estudo realizado por Menzies

et al, 1991, em um teste de campo em caprinos e ovinos, foi avaliada uma

vacina baseada em bacterina a partir de células inteiras e, a qual demonstrou

uma diminuição significatica da incidência de LC em ovinos, sugerindo um

efeito similar em caprinos. Em outra investigação realizada por MENZIES, et al.

(1991) foi realizada uma imunização em ovinos com a bacterina de C.

pseudotuberculosis virulenta associada ao adjuvante hidróxido de alumínio,

demonstrandouma proteção significativa contra desafio homólogo.

A proteína CP40 de C. pseudotuberculosis é considerada como um antígeno

protetor contra LC em ovinos. Em um estudo realizado por (WILSON et al.

1995) essa proteína foi superexpressa na forma recombinante em E. coli.

Neste trabalho foi descrita a clonagem molecular, sequenciamento, expressão,

além de análises bioquímicas das formas nativa e recombinante dessa

proteína. Esta análise demonstrou uma atividade proteolítica associada,

classificando-a como uma serino-protease através da utilização de inibidores

específicos. Mesmo não sabendo ao certo a função da CP40 e que as

respostas imunológicas desenvolvidas pelos animais vacinados não foram

30

caracterizadas, sabe-se que ela afeta indiretamente o crescimento da bactéria,

podendo até levá-la morte.

Em outra abordagem no desenvolvimento de vacinas contra a linfadenite

caseosa, Dorella et al.(2009), utilizando mutagênese aleatória com o TnFuZ na

linhagem T1 produziu 34 linhagens recombinantes de C. pseudotuberculosis, em

21 loci diferentes. Estes 21 mutantes foram utilizados em ensaios de

imunização visando a busca por novas alternativas vacinais contra a LC. Das

21 linhagens testadas, as linhagens vivas atenuadas denominadas de CP13

(proteína secretada ligada ao sistema de transporte de ferro) e CP09

(subunidade fimbrial) mostraram os melhores níveis de proteção sendo de 80 e

60% em camundongos, respectivamente. Camundongos imunizados com o

mutante CP09 apresentaram 60% de proteção contra o desafio, o mesmo

resultado observado no grupo de camundongos imunizados com a vacina

comercial Glanvac™3.

Já em relação a vacinas recombinantes para linfadenite caseosa,

poucos são os trabalho descritos. A proteína Hsp60 de C. pseudotuberculosis foi

utilizada na sua forma recombinante como vacina associada ao adjuvante

Hidróxido de Alumínio em camundongos. Esse teste vacinal não conferiu

proteção contra desafio (PINHO et al. 2009). Em outra abordagem realizada

por Costa et al. (2011) o gene hsp60 de C. pseudotuberculosis foi caracterizado

como potencial imunogênico como vacina de DNAHsp60 em experimentos com

camundongos. Esta vacina induziu uma resposta imune celular, porém falhou

ao conferir proteção contra desafio.

Um mutante atenuado da linhagem C231 de C. pseudotuberculosis,

denominado aromático aroQ, demonstrou ter um potencial de ação com vetor

vacinal. Esse mutante demonstrou ser bastante eficiente em experimentos com

modelo murino em que foi avaliada a importância do INF-gama na infecção

primária pelo C. pseudotuberculosis (SIMMONS et al. 1997). Uma vacina que

completamente eficaz deve ser capaz de induzir uma resposta humoral e

celular contra a LC. Vários estudos estão sendo realizados na busca e

avaliação de novos alvos capazes de estimular uma resposta imunológica

efetiva para combater a doença.

31

2.11 Adjuvantes

Os adjuvantes vacinais são substâncias naturais ou sintéticas

associadas a antígenos que podem atuar potencializando a resposta imune

(CHIN & SAN GIL, 1998). Eles podem proporcionar o desenvolvimento de uma

resposta imune mais duradoura ou de uma instalação mais precoce (GUPTA

&SIBER, 1995).

O adjuvante é responsável pela modificação da resposta imunológica

devido à capacidade de suscitar inflamação no local onde foi administrado o

antígeno aumentando a possibilidade de atração das células do sistema imune

para a área inflamada além de promover a liberação gradual e prolongada do

antígeno, favorecendo a interação com os macrófagos (FLAMINIO, et al.,

2000).

O hidróxido de alumínio é um adjuvante utilizado há várias décadas e

com resultados positivos, todavia, é considerado um adjuvante que induz

principalmente resposta imune humoral e não tem capacidade de estimular

imunidade celular, causando ainda reações locais como eritremas, nódulos

subcutâneos e reações de hipersensibilidade (GUPTA et al., 1998; CLEMENTS

et al. 2002; BAYLOR et al. 2002).

A xantana é um polissacarídeo derivado de bactérias do gênero

Xanthomonas, as quais causam doenças em vegetais. A goma xantana

apresenta como propriedades a viscosidade, sendo amplamente utilizado como

espessante ou viscosificante e estabilizante nas indústrias alimentícia e não

alimentícia (SUTHERLAND et al., 1998; BECKER et al., 1998; CHIOU et al.,

2009). A utilização da goma xantana como adjuvante foi caracterizada com um

ativador de linfócitos e originalmente descrita em 1980 (ISHIZAKA et al., 1983).

Dessa maneira uma cultura in vitro de macrófagos estimulada por X.

campestris produziu interleucina-12 (IL-12) e fator de necrose tumoral alfa

(TNF-α) em resposta a este estímulo. Além disso, formulações vacinais

associadas à xantana bioadesiva na imunização intranasal com o vírus

influenza foram avaliadas com de sucesso (BERTRAM et al., 2010).

32

3. OBJETIVOS

3.1.Objetivo Geral

Desenvolver vacinas recombinantes e um teste de ELISA diagnóstico

para controle da linfadenite caseosa utilizando a proteína recombinante

CP0369 de Corynebacterium pseudotuberculosis.

3.2. Objetivos Específicos

Amplificar o gene cp1002_0369 e clonar nos vetores pTARGET e pAE;

Expressar e purificar a proteína recombinante (rCP0369) através de

cromatografia de afinidade;

Purificar em larga escala da vacina de DNA pTARGET/ Cp1002_0369 e

transfecção in vitro de células CHO (ovary hamster chinese);

Inocular camundongos com a rCP0369 purificada e produzir soro

policlonal;

Imunizar camundongos com as vacinas recombinantes e desafiar com a

cepa virulenta de C. pseudotuberculosis Mic6;

Desenvolver um teste de ELISA utilizando a proteína recombinante

CP0369 com soros de ovinos.

33

4. MANUSCRITO 1

Fosfoesterase recombinante (Cp1002_0369): avaliação como vacina de

subunidade para controle da Linfadenite Caseosa

(Conforme normas do periódico Veterinary Microbiology)

34

Fosfoesterase recombinante (Cp1002_0369): avaliação como vacina de

subunidade para Linfadenite Caseosa

Andréa de Fátima Silva Rezende1; Alexandre Antunes Brum1, Henrique Ramos

Angelo1; Drielly Cristina Braite1; Gizele Lima de Sá2; Claudia Pinho Hartleben2;

Helena Trurow3; Fabiana K. Seixas3; Vasco Azevedo4; Sibele Borsuk1*

1 Laboratório de Pesquisa em Doenças Infecciosas, Centro de Desenvolvimento Tecnológico,

Biotecnologia, UFPel.

2 Laboratório de Imunodiagnóstico, Centro de Desenvolvimento Tecnológico, Biotecnologia,

UFPel.

3 Laboratório de Genômica Funcional, Centro de Desenvolvimento Tecnológico, Biotecnologia,

UFPel.

4 Laboratório de Laboratório de Genética Celular e Molecular, Departamento de Biologia Geral,

UFMG.

*Correspondência do autor: Laboratório de Pesquisa em Doenças Infecciosas, Centro de

Desenvolvimento Tecnológico, Biotecnologia, UFPel. Telefone: (53) 3275 7350. Mail:

sibeleborsuk@gmail.com

35

Resumo

O Corynebacterium pseudotuberculosis é o agente causador da

linfadenite caseosa, doença que acomete principalmente pequenos ruminantes

causando perdas econômicas em todo o mundo. Através de sequenciamento e

da análise proteômica complementar foram identificados vários alvos, dentre

eles o gene cp1002_0369, que codifica para uma proteína secretada sendo

esta descrita como uma provável fosfoesterase, potencialmente antigênica, a

qual pode vir a ser utilizada no desenvolvimento de vacinas recombinantes. A

antigenicidade da rCP0369 foi observada em Western Blotting ao reagir com

soros de ovinos infectados naturalmente pela LC. A rCP0369 foi avaliada como

vacina recombinante de subunidade e de DNA e o potencial imunoprotetor foi

avaliado em modelo murino através de desafio com a 104 UFC da cepa Mic6

de C. pseudotuberculosis em 4 grupos vacinais(pTARGET/0369,

r0369/Xantana, r0369/Al(OH)3 e prime-boost) e 3 grupos controle negativos

(pTARGET, Xantana e Al(OH)3 ) e 2 grupos controles positivos. A indução de

anticorpos foi verificada apesar de as vacinas não conferirem proteção contra o

desafio; contudo, a formulação vacinal que aumentou a taxa de sobrevida dos

animais após o desafio foi o grupo contendo a proteína recombinante

(rCP0369) associada ao hidróxido de alumínio. Novas estratégias vacinas

empregando a rCP0369 serão avaliadas para melhorar a eficácia da vacina.

Palavras chave: linfadenite caseosa, vacinas recombinantes, CP0369.

36

1. Introdução

A Linfadenite Caseosa (LC) é uma doença crônica, infectocontagiosa, que

acomete pequenos ruminantes como ovinos e caprinos, acarretando sérias

perdas econômicas.(D'Afonseca et al. 2008). A LC é causada por C.

pseudotuberculosis, uma bactéria gram-positiva, intracelular facultativa

pleomórfica e anaeróbica facultativa (D'Afonseca et al. 2010). Este

microrganismo é cosmopolita, e encontrado predominantemente no solo, na

pele, ou mucosas dos animais. As lesões causadas por esta bactéria nos

animais são caracterizadas por abcessos em linfonodos superficiais e viscerais

(Seyffert et al., 2010). A presença de C. pseudotuberculosis é diagnosticada a

partir de sinais clínicos e isolamento dessa bactéria dosabcessos. Técnicas

moleculares, tais como sequenciamento de 16S rDNA (Cetinkaya et al. 2002;

Paule et al. 2003) e amplificação por PCR de sequências conhecidas além de

métodos de tipagem molecular como ERIC-PCR podem ser utilizados para

diagnóstico e para a identificação do C. pseudotuberculosis (Guimaraes et al.

2011a; Guimaraes et al. 2011b; Huerta et al. 2013; Pavan et al. 2012).

A forma mais comum de infecção por C. pseudotuberculosis em animais

de produção é representada pela contaminação de água, alimentos e feridas

por descargas purulentas resultantes da fistulação dos abscessos (Sting et al.

1998). As afecções causadas por essa bactéria nesses animais geram

prejuízos, que incluem a depreciação da pele e lã, redução na produção de

carne e leite em ruminantes, indisponibilidade para o exercício ou treinamento

em equinos e morte ocasional de animais com disseminação sistêmica do

organismo (Paule et al. 2003), incluindo o Brasil (Seyffert et al. 2010; Sting et

al. 1998).

A vacinologia reversa permite a identificação de determinantes moleculares

presentes no genoma da bactéria C. pseudotuberculosis (D'Afonseca et al.

2008) para formulação de novas estratégias vacinais, as quais podem

possibilitar um controle mais efetivo da LC nos rebanhos. Alguns antígenos

como a proteína de choque térmico HSP60 (Costa et al. 2011), uma serino

protease secretada, a CP40, um mutante aromático aroQ, bastante eficiente

em modelo murino como vacina, (Simmons et al. 1997), um mutante PLD

37

negativo, atenuando assim a bactéria, (Hodgson et al. 1992) já foram avaliados

nesta abordagem.

Várias linhagens de C. pseudotuberculosis foram sequenciadas fornecendo

dados genômicos sobre este microrganismo (Pethick et al. 2012; Pinto et al.

2012; Silva et al. 2011; Soares et al. 2012). Com o resultado do

sequenciamento e da análise proteômica complementar foram identificados

vários alvos, dentre eles pode-se citar o gene cp1002_0369, que codifica para

uma proteína secretada sendo esta provavelmente uma fosfoesterase (Santos

et al. 2012), potencialmente antigênica, a qual pode vir a ser utilizada no

desenvolvimento de vacinas recombinantes.

Assim, o objetivo desse estudo foi desenvolver e avaliar vacinas

recombinantes de DNA e de subunidade utilizando uma provável fosfoesterase

de C. pseudotuberculosis, com a finalidade de avaliar o potencial imunológico

destas em modelo murino.

2. Material e Métodos

2.1 Cepas e condições de cultivo

Neste estudo foram utilizadas as cepas de C. pseudotuberculois 1002

(cedida pelo Dr. Roberto Meyer, UFBA) e Mic- 6 (cedida pelo Dr. Vasco

Azevedo, UFMG) e Escherichia coli TOP10 e E. coli BL21 Star. C.

pseudotuberculois foram cultivadas em meio “Brain Heart Infusion” (BHI)

suplementado com 0,5 % de Tween 80, a 37 °C por 72 h sob agitação. Para as

culturas em meio sólido, 1,5 % de ágar bacteriológico foram adicionados ao

meio de cultura. As cepas de E. coli foram cultivadas em meio Luria Bertani

(LB) ou LB contendo 1,5 % de ágar bacteriológico por 16 h a 37 °C. Quando

necessário o meio LB foi acrescido com 100 µg/mL de ampicilina.

2.2 Expressão da Proteína recombinante CP0369 em E. coli

A amplificação do gene cp1002_0369 foi realizada utilizando os primers

F-5’CGG GGA TCC CAG CCA GTG CTT CAG GTC 3’ e R-5’CCC AAG CTT

38

TTA TTT TTG TAC CGC TTG CTC 3’. Para a PCR foram utilizados 50 ng de

DNA genômico de C. pseudotuberculosis, além de 10 μM de cada primer e

Mastermix (Promega) num volume final de 50 μL. O Produto da PCR foi

visualizado em gel de agarose 1 % corado com Blue Green (LGC

Biotecnologia). O gene cp1002_0369 foi clonado no nos sítios BamHI e HindIII

do vetor de expressão pAE (Ramos et al., 2004),. Para isso, ambos (pAE e

cp1002_0369) foram digeridos com as enzimas de restrição BamHI e HindIII

(FERMENTAS, EUA) e posteriormente, ligados com auxilio da enzima T4 DNA

ligase (FERMENTAS). O produto da ligação foi transformado por eletroporação

em células de E. coli TOP 10 competentes, e cultivado em meio LB com 100

µg/mL de ampilicina por 16 h a 37 °C. Uma triagem rápida por lise de colônia

com fenol clomormio (v/v), seguida de digestão com enzimas e restrição foram

realizadas para caracterização dos clones recombinantes.

Para a expressão da proteína CP0369 recombinante, o vetor pAE/0369

foi transformado por choque térmico na linhagem de expressão E. coli BL21

Star. A indução da expressão se deu pela adição de 1 mM de IPTG ao cultivo

mantido sob agitação orbital a 37 °C por 3 h. A expressão das proteínas

recombinantes foi confirmada através da técnica de Western blotting

(Sambrook; Russell, 2001) utilizando anticorpo monoclonal anti-6xhistag

conjugado com peroxidase (Sigma). A purificação foi realizada por

cromatografia de afinidade em coluna de sepharose (HisTrap™; GE

Healthcare), carregada com níquel. A pureza das mesmas foi determinada

através de um SDS-PAGE 12 % e a concentração determinada pelo kit BCA

(Pierce).

2.3 Western blot

A proteína recombinante CP0369 foi utilizada para Western blot para

avaliação da antigenicidade utilizando soros de ovinos clinicamente positivos e

negativos para LC. Para isso, as amostras contendo rCP0369 foram

misturadas com tampão (100-mM Tris-HCl at pH= 6.8, 100 mM β-

mercaptoetanol, 4 % SDS, 0,2 % azul de bromofenol, 20 % glicerol) sob

condições redutoras e aquecidas a 100 °C durante 10 min e em seguida

submetidas à eletroforese em gel SDS-PAGE 12 %. Após as proteínas do gel

39

foram transferidas eletricamente para uma membrana de nitrocelulose (GE

Healthcare). A membrana foi bloqueada com PBS contendo 5 % de leite

desnatado durante 1 h a 37 °C incubando-se, em seguida, com os soros de

ovinos na diluição de 1:100 em `PBS-T a 37 °C durante 1 h. A membrana foi

lavada três vezes com PBS tween 0,05 % (PBS-T), durante 5 min cada

incubou-se em seguida anti-IgG ovino conjugado com peroxidase, diluídos

1:4000 e 1:6000, respectivamente em PBS-T, e incubados a 37 °C durante 1 h.

As bandas reativas foram reveladas utilizando 3,3 '-tetrahidrocloreto (DAB) e

H2O2.

2.4 Construção da vacina de DNA

O gene cp1002_0369 amplificado no PCR foi clonado no vetor

pTARGET utilizando o kit de clonagem pTARGET™ Mammalian Expression

Vector System (Promega, USA) segundo instruções do fabricante. O produto

da ligação foi usado para transformar E. coli TOP10 por eletroporação, o qual

foi cultivado em meio LB contendo ampicilina (100 µg/mL) e X-gal (40 µ/mL).

As colônias brancas foram selecionadas e cultivadas em meio LB líquido

contendo ampicilina (100µg/mL) por 16 h a 37° C. Após foi realizada a extração

de DNA plasmidial e, a confirmação dos clones recombinantes foi caracterizada

enzimaticamente através da digestão com a enzima de restrição EcoRI. Um

clone (pTARGET/0369) foi cultivado em um volume de 200 mL de LB, e

submetido à extração de DNA usando o kit Perfectprep Plasmid Maxi

(Eppendorf, Alemanha).

2.5 Transfecção in vitro de células CHO com o plasmídio

pTARGET/0369

Células CHO (chinese hamster ovary) foram cultivadas em placas de

poliestireno de 96 cavidades. Após confluência de 80 %, estas células foram

transfectadas com 1µg do vetor pTARGET/0369 utilizando

lipofectamine™2000 (Invitrogen) a fim de verificar a expressão da proteína in

vitro. Após 48 h de incubação, a expressão da proteína CP0369 foi avaliada

por reação de imunofluorescência indireta (RIFI) utilizando os anticorpos

40

policlonais produzidos em camundongos anti-CP0369 e anticorpo policlonal

anti- camundongo conjugado com Fitc (Millipore).

2.6 Determinação da Dose Letal 50 (DL50)

A cepa patogênica Mic-6 de C. pseudotuberculosis foi utilizada para a

determinação da dose mínima requerida para indução da infecção letal em 50

% dos animais (DL50). A DL50 foi determinada pela inoculação de doses

seriadas segundo protocolo descrito por Simmons et al. (1997). Para o cálculo

da dose letal, grupos de quatro camundongos foram infectados

intraperitonealmente com doses seriadas variando de 106 a 101 unidades

formadoras de colônia (UFC). A DL50 foi determinada como a quantidade de

UFC que levou 50% dos camundongos a óbito de acordo com o método de

Reed e Muench (1938). A DL50 foi utilizada nos experimentos de imunização

para o desafio.

2.7 Imunização e desafio

Nos ensaios de imunização foram utilizados camundongos BALB/c

fêmeas de seis a oito semanas de idade, susceptíveis à infecção por C.

pseudotuberculosis. Os animais foram fornecidos pelo Biotério Central da

Universidade Federal de Pelotas. Foram realizadas três imunizações com

intervalo de 15 dias cada, os animais foram divididos em 9 grupos com 8

animais cada conforme tabela 1. Grupos controle positivo como a vacina

comercial (Linfovac, VENCOFARMA) e bacterina obtida a partir da inativação

de cultivo de C. pseudotuberculosis cepa Mic6 foram utilizados. Os grupos

controle negativo (pTARGET, xantana e hidróxido de alumínio) receberam

somente o adjuvante. Uma concentração de 50 µg da proteína rCP0369

associada aos adjuvantes xantana (0,3%/dose) e hidróxido de alumínio

(15%/dose) foi utilizada. A via utilizada em todos os grupos foi a intramuscular

com exceção dos grupos controle positivo. As coletas de sangue foram

realizadas nos dias 0, 15, 30 e 45 a partir da primeira imunização e estocado a

–20 °C até a dosagem de anticorpos específicos por ELISA.

41

O desafio foi realizado 21 dias após a última dose da vacinação. Para

isso, 104 UFC da cepa Mic-6 de C.pseudotuberculosis foram inoculadas

intraperitonealmente nos animais, os quais foram observados até 28 dias após

o desafio.

2.8 Avaliação da resposta imune

A resposta imune humoral foi determina por ELISA indireto. Placas de 96

cavidades de fundo chato (Maxisorp-Nunc) foram sensibilizadas com 0,5 µg/mL

da proteína rCP0369 em tampão carbonato bicarbonato pH=9,8 e incubadas a

4 °C por 16 h. Após, as placas foram lavadas três vezes com PBS-T (PBS 1X

pH= 7.4; 0,1 % de Tween 20) e bloqueadas com 100 μL/cavidade de leite em

pó desnatado 5 % diluído em por 1 h à 37 °C. Após, a placa foi lavada três

vezes com PBS-T. Em seguida foram adicionados 100 μL/cavidade das

amostras dos soros de camundongos, na diluição de 1:50, em duplicata. Após

uma hora de incubação a 37 ºC e três lavagens com PBS-T, foram adicionados

100 μl/cavidade do anti-IgG de camundongo conjugado com peroxidase

(Sigma) na diluição de 1:6000. Após uma hora de incubação a 37 ºC e três

lavagens com PBS-T, 100 μL/cavidade de solução reveladora (200 moles

ortofenilenodiamina [OPD, Sigma] diluído em 10 mL de tampão citrato-fosfato

pH=7,6 e 10 µL de H2O2) foram adicionados. A absorbância foi medida a 450

nm utilizando um leitor de placas de ELISA (Mindray)

2.9 Análise Estatística

O teste-T foi utilizado para determinar as diferenças significativas nos

testes sorológicos. O teste de Fisher e teste da soma de log-rank foram

utilizados para determinar diferenças significativas para mortalidade e

sobrevivência, respectivamente, entre os grupos imunizados com as vacinas

recombinantes e os grupos controles negativos. As diferenças foram

consideradas significativas para P ≤ 0,05.

42

3.Resultados

3.1 Obtenção da proteína recombinante CP0369 e da vacina de DNA

A proteína rCP0369 foi expressa na forma insolúvel por E. coli BL21 Star

Assim, esta foi solubilizada em 8M de uréia, ao final do processo de

purificação o rendimento obtido foi de 10,4 mg.L-1. A identidade da proteína

rCP0369 foi caracterizada mediante Western blot com anticorpo monoclonal

(Mab) anti-6xHis (Figura 1).A proteína CP0369 foi expressa em células CHO

(chinese hamster ovary), a expressão foi detectada através do método de

reação de imunofluorescência indireta (RIFI). (Figura 2)

3.2 Avaliação da antigenicidade da proteína rCP0369

A antigenicidade da proteína rCP0369 foi avaliada através de Western

blot utilizando soros de ovinos infectados naturalmente por C.

pseudotuberculosis (Figura3). Foram utilizadas 11 amostras de soros de ovinos,

que foram capazes de reconhecer a proteína rCP0369 expressa na forma

recombinante, demonstrando que as características estruturais e antigênicas

foram mantidas.

3.3 Ensaio de Desafio

Os camundongos BALB/c foram imunizados com três doses a cada

quinze dias e desafiados vinte e um dias após a terceira dose com a linhagem

selvagem virulenta Mic-6 de C. pseudotuberculosis. Após o desafio pode-se

observar que nenhuma das vacinas testadas conferiu proteção significativa.

Os animais vieram a óbito no dia 9 pós-desafio e até o dia 20 pós-desafio nos

grupos A (vacina de DNA- pTARGET/0369), B (rCP0369/hidróxido de

alumínio), D (duas doses da vacina de DNA e uma dose da formulação vacinal

r0360/Al(OH)3 -Prime Boost), e nos grupos controles negativos G (pTARGET),

H (Xantana) e I (hidróxido de alumínio). No entanto uma sobrevida maior foi

observada no grupo dos animais vacinados com a vacina recombinante

composta pela proteína rCP0369 associada ao hidróxido de alumínio (grupo C).

Os animais vacinados com a bacterina (grupo E) tiveram uma taxa de

sobrevivência de 100%, e os animais imunizados com a vacina comercial

(grupo F) tiveram uma taxa de sobrevivência de 60 % (Figura 4). Além disso,

43

durante o experimento, principalmente nos dias que compreendem a primeira e

a segunda doses vacinais foram observados alguns sintomas como febre,

prostração, ferimento no local da vacinação nos animais do grupo F que é o

grupo que recebeu a vacina comercial. Tais reações observadas nos

camundongos foram transitórias e permaneceram visíveis por uma a três

semanas.

3.4 Avaliação da Resposta Imune Humoral

Os soros dos animais imunizados com as diferentes formulações

vacinais foram avaliados através de ELISA indireto para a determinação da

resposta imune humoral. Níveis significativos (P≤0,05) de anticorpos foram

detectados nos grupos B (rCP0369/Xantana) e C (rCP0369/Hidróxido de

Alumínio), D (Prime-Boost), E (Bacterina) e F (vacina comercial). Já nos animais

vacinados com a vacina do grupo A (vacina de DNA) não foi detectada produção

de anticorpos específicos, o mesmo foi observados nos grupos controles

negativos (G-pTARGET, H-xantana e I-hidróxido de alumínio) (Figura 6).

4. Discussão

A LC é uma doença de grande importância mundial devido à alta

prevalência e prejuízos econômicos acometendo principalmente pequenos

ruminantes como caprinos e ovinos. É causada por uma bactéria gram-positiva,

intracelular facultativa pleomórfica e anaeróbica facultativa denominada C.

pseudotuberculosis (D'Afonseca et al. 2008).

Devido a ineficácia dos métodos de diagnóstico da doença, a

imunização é a medida profilática que apresenta melhor custo-benefício contra

a LC. Atualmente não existe no mercado uma vacina que forneça uma

proteção de longa duração, sem provocar reações adversas, e que permita a

diferenciação entre animais vacinados e infectados (Dorella et al. 2009). Muitas

estratégias vacinais têm sido testadas no combate a LC tais como vacinas de

DNA (Costa et al. 2011), vacinas de subunidade recombinantes (Fontaine et al.

2006), uma mistura de componentes celulares e sobrenadantes (Braga 2007;

El-Enbaawy et al. 2005) e vacinas compostas de bactérias atenuadas e

44

inativadas (Simmons et al. 1998; Simmons et al. 1997). Geralmente os

candidatos indicados para o desenvolvimento de vacinas são expressos

durante a infecção, pois estão envolvidos nos mecanismos de virulência da

bactéria (Soares et al. 2012).

Em vista disso expressamos a proteína recombinante rCP0369 de C.

pseudotuberculosis caracterizada como uma possível fosfoesterase, com

potencial imunogênico descrito através de análise de exoproteoma in silico

(Santos et al. 2012) a fim de desenvolvermos uma vacina eficaz contra a LC.

Neste trabalho foram realizadas diferentes abordagens vacinais para avaliar o

potencial imunogênico da vacina de DNA (pTARGET/0369) e da vacina de

subunidade recombinante rCP0369 associada aos adjuvantes Xantana e

Hidróxido de Alumínio.

Através do ELISA, pode-se observar uma produção crescente dos níveis

de IgG do dia 0 ao dia 45 nos grupos B, C, D, E e F confirmando a

imunogenicidade da proteína recombinante. Em um estudo anterior,

camundongos vacinados com rHsp60 (heat shock protein) desenvolveram

níveis significativos de IgG total em relação ao grupo controle, o que se

manteve durante todo o experimento, confirmando assim, que essa proteína

recombinante estimulou a produção de IgG total (Pinho et al.,2009), no entanto

esses níveis de anticorpos não foram sufucientes para induzirem proteção aso

desafio.

Em relação à vacina de DNA (pTARGET/0369) houve uma baixa

produção de IgG total , assim como já descrito por Costa et al. (2011) em que

a vacina de DNA Hsp60 também apresentou um baixo nível de IgG quando

comparada ao controle utilizando somente o vetor, não conferindo proteção.

Três semanas após a última imunização os camundongos BALB/c foram

desafiados coma a cepa virulenta Mic-6 de C. pseudotuberculosis.

Posteriormente ao desafio, os animais foram acompanhados diariamente e, ao

longo de 3 semanas, o número de animais que vieram a óbito foi contabilizado.

Os sinais clínicos da LC foram perceptíveis tanto nos vacinados como nos

grupos controle. Como pode ser observado na figura 4, os animais vacinados e

os controles negativos foram a óbito no decorrer de três semanas após desafio.

Um total de 100% dos animais do grupo E (bacterina) e de 60% do F (vacina

45

comercial) permaneceram vivos até o final do experimento. O grupo vacinal

composto da proteína recombinante CP0369 associada ao hidróxido de

alumínio (grupo C) proporcionou um aumento na taxa de sobrevida dos

animais, esses vieram a óbito no dia 24 pós-desafio, enquanto que os demais

grupos vacinais (grupo A, C e B) bem como os controles negativos (grupo G, H

e I) vieram á óbito no dia 20 pós-desafio.

Em um estudo anterior, Pinho et al. (2009) avaliou a taxa de

sobrevivência dos animais imunizados com a rHsp60 e concluiu que mesmo

não apresentando proteção, esta vacina aumentou a sobrevida dos animais

imunizados. O mesmo ocorreu com a rCP0369, pois apesar de os animais

imunizados com a proteína recombinante, associada com o hidróxido de

alumínio (grupo B), aprestarem uma taxa de sobrevivência maior devido a

vacina ser imunogênica, esta não conferiu proteção contra LC.

Outra proteína recombinante foi testada num estudo realizado, a rPLD

(fosfolipase D), a qual também não conferiu proteção significatica apesar de

apresentar títulos de anticorpos consideráveis (Fontaine et al,.2006).

A proteína CP0369 é descrita como potencialmente antigênica por ter

sido identificada num estudo de secretoma (Santos et al, 2012). Embora não se

tenha obtido um grau de proteção significativo nos animais imunizados com a

proteína recombinante, a mesma é um alvo em potencial. Outras estratégias

vacinais utilizando essa proteína podem ser avaliadas, uma dela é a utilização

de vacinas vetorizadas, e nesse contexto o Mycobacterium bovis BCG é um

bom candidato, pois apresenta similaridades antigênicas ao C.

psedotuberculosis. Além disso, é um vetor vacinal que expressando antígenos

heterólogos já conferiu proteção contra várias doenças (Bastos et al. 2009;

Santos et al. 2012).

Assim, pode-se concluir que uma das formulações vacinas em nosso

estudo (rCP0369+ hidróxido de alumínio) aumentou a taxa de sobrevida dos

animais após desafio. Novas estratégias vacinas empregando a proteína

CP0369 serão avaliadas.

46

5. Agradecimentos

Este trabalho teve apoio financeiro da Fundação de Amparo à

Pesquisa do Estado do Rio Grande do Sul (FAPERGS) através do projeto nº

11/1894-0.

6. Referências

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50

Rezende et al.Tabela 1.

Tabela 1: Grupos e preparações vacinais utilizadas no experimento.

Vacinas Vias Imunizações

Dias

Desafio

0 15 30 51

A (pTARGET/0369) I.M 50µg 50µg 50µg 104 UFCMic-6

B (rCP0369/Xantana) I.M 50µg 50µg 50µg 104 UFCMic-6

C (rCP0369/(Al(OH)3) I.M 50µg 50µg 50µg 104 UFCMic-6

D (pTARGET/0369+rCP0369/Al(OH)3 I.M 50µg 50µg 50µg 104 UFCMic-6

E (Bacterina) I.P 104 UFC 10

4 UFC 104 UFC 10

4 UFCMic-6

F (Vacina Comercial) I.P 50µL 50µL 50µL 104 UFCMic-6

G (pTARGET) I.M 50µg 50µg 50µg 104 UFCMic-6

H (Xantana) I.M 50µg 50µg 50µg 104 UFCMic-6

I (Al(OH)3) I.M 50µg 50µg 50µg 104 UFCMic-6

51

Rezende et al. Fig. 1

Figura 1: Western Blotting utilizando anticorpo monoclonal anti- 6Xhis Tag

(Sigma). (1): Marcador de peso molecular pré-corado (Invitrogen) (2): Proteína

recombinante rCP0369 purificada (aproximadamente 35 kDa).

1 2

35KDa

52

Rezende et al. Fig. 2

Figura 2: Avaliação da transfecção de células CHO (chinese hamster ovary)

com o DNA do vetor pTARGET/0369 e pTARGET por Imunoflurorescência

Indireta (RIFI). A: controle negativo (pTARGET). B: transfecção de células

CHO com pTARGET/0369.

53

Rezende et al.Fig. 3

Figura 3: Avaliação da antigenicidade da proteína rCP0369 através de

Western Blotting utilizando soros de ovinos positivos e negativos para LC. (1)

Soro ovino negativo c (2) a 11 soros ovinos clinicamente positivos para LC.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

54

Rezende et al. Fig. 4

Figura 5: Curva de sobrevivência dos animais imunizados com as diferentes

formulações vacinais após desafio com 104 UFC da cepa Mic6 de C.

pseudotuberculosis.

Dias pós-desafio

%

55

Rezende et al.Fig. 5

(A) (B)

IgGTotal

10 20 30 40 50

-0.1

0.0

0.1

0.2

0.3A- Vacina de DNA

D-Prime-Boost

G-pTARGET*

*

Vacinação

Ab

s

IgGTotal

0 10 20 30 40 500.0

0.1

0.2

0.3

0.4C-r0369+ Al(OH)3

D-Prime-Boost

I- Al(OH)3

Vacinação

Ab

s

*

*

*

*

(C) (D)

IgGTotal

10 20 30 40 50-0.1

0.0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5B- r0369+Xantana

C-r0369+ Al(OH)3

H-Xantana

I- Al(OH)3

Vacinação

Ab

s

*

*

Figura 5: Determinação do nível de IgG total através de ELISA indireto

utilizando a proteína recombinante rCP0369 nos grupos experimentais pós-

imunização. (A) Vacina de DNA demonstra maior nível de IgG total em relação

ao prime-boost e ao controle negativo. (B) Formulação vacinal C (rCP0369+

Al(OH)3) demonstra um crescente nível de produção de IgG total bem como o

prime-boost em relação ao controle negativo que não demonstra alteração.(C)

As formulações vacinais contendo a proteína recombinante B

(rCP0369+xantana) e C (rCP0369+ Al(OH)3) demonstram um crescente nível

IgGTotal

0 10 20 30 40 500.0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5E-Bacterina

F-Vacina Comercial

B- r0369+Xantana

C-r0369+ Al(OH)3

Vacinação

Ab

s

*

*

56

de produção de IgG total em relação aos grupos controle positivo que também

demonstram alteração crescente nos níveis de IgG, porém não significantes.(D)

As formulações vacinais contendo a proteína recombinante B

(rCP0369+xantana) e C (r0369+ Al(OH)3) demonstram um crescente nível de

produção de IgG total em relação aos seus respectivos grupos controle

negativo. * grupos onde houve diferença estatistica (P≤0,05) entre o grupo

vacinal e o grupo controle.

57

5. MANUSCRITO 2

Desenvolvimento de um ELISA indireto utilizando a proteína

recombinante CP0369 de Corynebacterium pseudotuberculosis para

diagnóstico de linfadenite caseosa em ovinos

(Conforme normas do periódico Veterinary Microbiology)

58

Desenvolvimento de um ELISA indireto utilizando a proteína

recombinante CP0369 de Corynebacterium pseudotuberculosis para

diagnóstico de linfadenite caseosa em ovinos

Andréa de Fátima Silva Rezende1; Alexandre Antunes Brum1, Carlos Guilherme

Reis1; Alex Rodrigues1; Karen Leal1; Simone Simionatto2; Vasco Azevedo3;

Sibele Borsuk1*

1Laboratório de Pesquisa em Doenças Infecciosas, Centro de Desenvolvimento Tecnológico,

Biotecnologia, UFPel

2 Laboratório de Biologia Molecular, Faculdade de Ciências Ambientais, UFGD.

3 Laboratório de Laboratório de Genética Celular e Molecular, Departamento de Biologia Geral,

UFMG.

*Correspondência do autor: Laboratório de Pesquisa em Doenças Infecciosas, Centro de

Desenvolvimento Tecnológico, Biotecnologia, UFPel. Telefone: (53) 3275 7350. Mail:

sibeleborsuk@gmail.com

59

Resumo

A linfadenite caseosa é uma doença causada pela bactéria

Corynebacterium pseudotuberculosis que atinge principalmente pequenos

ruminantes e tem causado perdas econômicas importantes em todo o mundo.

No Brasil a prevalência clínica da LC apresenta está em torno de 30% em

ovinos. O diagnóstico clínico da LC não é muito eficaz, pois os sinais e

sintomas não são perceptíveis de imediato. Assim, inúmeros testes sorológicos

estão sendo desenvolvidos com a finalidade de detectar a doença nos animais

precocemente, principalmente nos assintomáticos. A proteína CP0369 foi

identificada em um estudo de exosecretoma e por isso apresenta potencial

para uso em diagnóstico. Esta proteína foi utilizada na forma recombinante

para o desenvolvimento de um teste de diagnóstico baseado em ELISA. Para

isso o gene cp1002_0369 foi clonado no vetor de expressão pAE, e a proteína

CP0369 recombinante purificada foi avaliada em um ELISA indireto com 182

soros de ovinos. O ELISA utilizando a proteína rCP0369 foi comparado ao

ELISA baseado em antígenos secretados de C. psudotuberculosis. Os dados

dos ELISAs foram avaliados através da análise ROC revelando uma

sensibilidade e a especificidade de 90 % e 75,6 %, respectivamente. O formato

de ELISA (ELISA-rCP0369) descrito nesse trabalho pode ser utilizado no

diagnóstico de LC em rebanhos ovinos com bom índice de sensibilidade.

Palavras chave: linfadenite caseosa, ELISA indireto, CP0369.

60

1. Introdução

A Linfadenite Caseosa (LC) é uma doença causada por uma bactéria

gram-positiva, pleomórfica, intracelular facultativa, que não esporula, o

Corynebacterium pseudotuberculosis, que acomete principalmente pequenos

ruminantes (Dorella et al. 2006). Sua transmissão é facilitada devido ao fato

deste patógeno sobreviver no ambiente por um longo período de tempo

contribuindo assim para a sua disseminação no rebanho (Baird and Fontaine

2007). Além disso, a ampla disseminação da doença também resulta da

incapacidade dos antibióticos em atingir essas bactérias devido à formação da

cápsula e dos abscessos que se formam ao redor desses microrganismos

(Costa et al. 2011).

A LC é reconhecida como uma doença de grande importância mundial

por apresentar uma alta prevalência e prejuízos econômicos nos rebanhos

ovinos e caprinos (D'Afonseca et al. 2008). Além disso, a LC é caracterizada

pela formação de abscessos em linfonodos superficiais e viscerais, porém

estirpes de isolados desses hospedeiros têm se mostrado bastante difíceis de

serem identificados pelos métodos diagnósticos já existentes (Guimarães et al.

2011).

A prevalência da LC é alta em muitas regiões do mundo apresentando

no Brasil 78% de soroprevalência em caprinos (Pavan et al. 2012; Seyffert et

al. 2010). Isto ocorre devido ao fato da bactéria ser altamente resistente a

baixas temperaturas e a lugares úmidos e de apresentar um grande potencial

de invasão nos animais através de lesões de pele.Além disso, a forma visceral

da doença normalmente é detectada apenas quando o animal é submetido ao

abate, o que contribui para a baixa taxa de detecção da LC (Soares et al.

2012).

Os dados genômicos sobre C. pseudotuberculosis foram obtidos a partir

do sequenciamento de várias linhagens deste microorganismo (Pethick et al.,

2012;Pinto et al., 2012;Silva et al., 2011;Soares et al., 2012b). Através destes

dados de sequenciamento e da análise proteômica complementar foram

identificados vários alvos importantes, dos quais pode-se citar o gene

61

cp1002_0369, que codifica para uma proteína secretada sendo esta

provavelmente uma fosfoesterase (Santos, et al., 2012) potencialmente

antigênica, a qual pode vir a ser utilizada no desenvolvimento de um teste de

diagnóstico baseado em ELISA. A dinâmica da resposta imunológica à infecção

só pode ser compreendida se houver a caracterização das proteínas

bacterianas responsáveis pela indução da resposta imune no hospedeiro

(Costa et al. 2011). O desempenho e aplicabilidade dos ensaios sorológicos

dependem da seleção do antígeno que deve ser principalmente

imunodominante, e, portanto reconhecido pela vasta maioria infectada pelo C.

pseudotuberculosis (Huerta et al. 2013).

O diagnóstico padrão da LC não é muito eficaz, pois os sinais e

sintomas não são perceptíveis de imediato, mesmo assim, inúmeros testes

sorológicos foram desenvolvidos com a finalidade de detectar a doença nos

animais assintomáticos, incluindo o teste de soro aglutinação (AWAD 1960) a

imunodifusão em gel (Anderson and Nairn 1984) a inibição da hemólise (Burrel

1980) e diversos ensaios de ELISA, como ELISAs indiretos utilizando várias

preparações do C. pseudotuberculosis, proteínas secretadas e a toxina de C.

pseudotuberculosis (Binns et al. 2007; Dercksen et al. 2000; Paule et al. 2003)

e ELISA sanduiche com PLD (Dercksen et al. 2000; ter Laak et al. 1992). Ainda

assim, a maioria destes testes não são totalmente eficazes, pois não possuem

sensibilidade e especificidade adequadas para distinguir, principalmente, os

animais infectados e os vacinados.

Assim, o objetivo deste trabalho foi de desenvolver um ELISA indireto

utilizando a proteína recombinante CP0369 de C. pseudotuberculosis e avaliar

a aplicabilidade para diagnóstico de linfadenite caseosa em ovinos comparando

com o ELISA padrão utilizando proteínas secretadas de C. pseudotuberculosis.

2. Material e Métodos

2.1 Cepas e condições de cultivo

Foram utilizadas as cepas de C. pseudotuberculois 1002 (cedida pelo

Dr. Roberto Meyer, UFBA), Escherichia coli TOP10 e E. coli BL21 Star

62

(Invitrogen). C. pseudotuberculosis foi cultivada em meio “Brain Heart Infusion”

(BHI) suplementado com 0,5 % de Tween 80, a 37 °C por 72 h sob agitação.

Foram adicionados 1,5 % de ágar bacteriológico ao meio para as culturas em

meio sólido. As cepas de E. coli foram cultivadas em meio Luria Bertani (LB) ou

LB Ágar 1,5 %, por 16 h a 37 °C. Quando necessário o meio LB foi acrescido

com 100 µg/mL de ampicilina.

2.2 Soros

Um total de 182 soros foi utilizado nesse estudo, 152 foram coletados de

ovinos do estado do Rio Grande do Sul em 2011, e 30 soros negativos,

provenientes de ovinos que habitam áreas não endêmicas para linfadenite

caseosa. Os soros negativos serviram como padrão para avaliação do ponto de

corte que foi realizado no ELISA utilizando proteínas secretadas (Seyffert et al.

2010). O cálculo do ponto de corte foi baseado nas médias das absorbâncias

dos 30 soros negativos de ovinos, acrescido de três desvios padrões.

2.3. Expressão da proteína recombinante Cp1002_ 0369 em E. coli

Foi realizada a amplificação do gene cp1002_0369 utilizando primers

F5’CGG GGA TCC CAG CCA GTG CTT CAG GTC 3’ e R5’CCC AAG CTT

TTA TTT TTG TAC CGC TTG CTC 3’. Para a PCR foram utilizados 50 ng de

DNA genômico de C. pseudotuberculois, além de 10 μM de cada primer e

Mastermix (Promega) num volume final de 50 μL. O Produto da PCR foi

visualizado em gel de agarose 1 % corado Blue Green (LGC Biotecnologia). O

gene cp1002_0369 foi clonado nos sítios BamHI e HindIII do vetor de

expressão pAE (Ramos et al. 2004). Para isso, ambos foram digeridos com as

enzimas de restrição BamHI e HindIII (Fermentas, EUA). Os clones

recombinantes (pAE/0369) foram caracterizados enzimaticamente e por

sequenciamento de DNA. A transformação do vetor pAE/0369 por choque

térmico foi realizada na linhagem de expressão E. coli BL21 Star. Adicionou-se

1 mM de IPTG para a indução da expressão ao cultivo que foi incubado em

agitador orbital a 37 °C por 3 h. A purificação foi realizada por cromatografia

63

de afinidade em coluna de sepharose (HisTrap™), carregada com níquel. A

pureza das mesmas foi determinada através de um SDS-PAGE 12 % e a

concentração determinada pelo kit BCA (Pierce).

2.4. Western blot

Para determinar a identidade da proteína recombinante CP0369 foi

realizado um Western blot utilizando anticorpo monoclonal anti-6Xhistag. Para

isso, as amostras contendo rCP0369 foram misturadas com tampão (100 mM

Tris-HCl pH= 6,8, 100 mM β-mercaptoethanol, 4 % SDS, 0,2 % azul de

bromofenol, 20 % glicerol) sob condições redutoras e aquecidas a 100 °C

durante 10 min e em seguida submetidas à eletroforese em gel SDS-PAGE

12%. Após as proteínas do gel foram transferidas eletricamente para uma

membrana de nitrocelulose (GE Healthcare). Para bloquear a membrana foi

utilizado PBS contendo 5 % de leite desnatado durante 1 h a 37 °C. A

membrana foi lavada três vezes com PBS tween 0,05 % (PBS-T), durante 5

min cada e em seguida incubou-se com o anticorpo monoclonal anti-6X-his

(Sigma) por 1 h a 37°C. Após três lavagens com PBS-T adicionou-se anti-IgG

de camundongo conjugado com peroxidase (Sigma), diluídos 1:4000 em PBS -

T incubando por a 37°C durante 1 h. As bandas reativas foram reveladas

utilizando 3,3 '-tetrahidrocloreto (DAB) e peróxido de hidrogênio (H2O2).

2.5.ELISAs

2.5.1 ELISA com proteínas secretadas de C.pseudotuberculosis

Um ELISA indireto, utilizando proteínas secretadas a partir de um cultivo

de C. pseudotuberculosis foi utilizado como teste padrão para definir se os

soros eram positivos ou negativos. Este ELISA foi previamente descrito por

(Seyffert et al. 2010) com algumas modificações. Os antígenos secretados

foram obtidos a partir de culturas de C. pseudotuberculosis cepa 1002 após 48

h de cultivo em meio BHI. Para o ELISA, placas de poliestireno de 96

64

cavidades de fundo chato (Maxisorp-Nunc) foram sensibilizadas por 16 h a 4 °C

com 100 μl/cavidade de proteínas secretadas diluídas 100 vezes em tampão

carbonato-bicarbonato 0,05 (pH= 9,6). Em seguida, as placas foram lavadas

três vezes com PBS-T (PBS 1X pH 7,4; 0,1% de Tween 20) e bloqueadas com

100 μl/poço de leite desnatado 5 % diluído em tampão PBS por uma hora, a 37

°C. Após o bloqueio, a placa foi lavada três vezes com PBS-T. Amostras de

soros de ovinos, controles positivos e negativos, todos em duplicata, foram

diluídos 1:100 em PBS-T. Após uma hora de incubação a 37 ºC e três lavagens

com PBS-T, foram adicionados 100 μL/poço do anticorpo anti-ovino conjugado

com peroxidase (Sigma) diluído 1:6000 em PBS-T. Após uma hora de

incubação a 37 ºC e cinco lavagens com PBS-T, 100 μL/poço de solução

reveladora (ortofenilenodiamina [OPD, Sigma] diluído em 10 mL de tampão

citrato-fosfato pH=5,0 e 0,05% H2O2) foram adicionados. As placas foram

incubadas a temperatura ambiente no escuro por 15 min. A absorbância foi

medida a 450 nm utilizando um leitor de placas de ELISA (Mindray Microplate

Reader MR-96A).

2.5.2 ELISA utilizando a r0369 (ELISA-r0369)

Placas de poliestireno de 96 cavidades de fundo chato (Maxisorp-Nunc)

foram sensibilizadas com 100 µL da proteína rCP0369 em uma concentração

de 1 µg/mL em tampão Carbonato Bicarbonato pH=9,8. As placas foram então

incubadas a 4 °C por 16 h. Em seguida, as placas foram lavadas três vezes

com PBS-T (PBS 1X pH 7,4; 0,05% de Tween 20) e bloqueadas com 100

μL/cavidade com de leite desnatado 5 % diluído em PBS-T por 1 h a 37 °C.

Após o bloqueio, a placa foi lavada três vezes com PBS-T. Amostras de soros

de ovinos, controles positivos e negativos, todos em duplicata, foram diluídos

1:100 em PBS-T e em seguida foram adicionados 100 μL/cavidade. Após uma

hora de incubação a 37 ºC e três lavagens com PBS-T foram adicionados 100

μL/cavidade do anticorpo anti-ovino conjugado com peroxidase (Sigma) na

diluição de 1:6000 em PBS-T. Após uma hora de incubação a 37 ºC e três

lavagens com PBS-T, 100 μL/cavidade de solução reveladora (200 moles

ortofenilenodiamina [OPD, Sigma] diluído em 10 mL de tampão citrato-fosfato

65

pH= 5 e 0,05 % H2O2) foram adicionados. A absorbância foi medida a 450 nm

utilizando um leitor de placas de ELISA (Mindray Microplate Reader MR-96A).

2.6 Análise Estatística

Para uma avaliação da especificidade, sensibilidade, valor preditivo e

ponto de corte, os resultados dos 182 soros foram analisados sendo

submetidos ao Receiver Operating Characteristic (ROC) utilizando o MedCalc

estatística (versão 10.3.0). Esta análise traça devidamente os verdadeiros

positivos dos verdadeiros negativos a fim de estipular o ponto de corte. Para

avaliarmos a sensibilidade e a especificidade utilizamos o teste de ELISA com

proteínas secretadas como padrão e, dessa forma, analisamos o teste de

ELISA utilizando a proteína recombinante rCP0369.

3. Resultados

3.1 Obtenção da proteína recombinante rCP0369

A proteína rCP0369 foi expressa na forma insolúvel por E.coli BL21 Star

apresentando o tamanho esperado de aproximadamente 35 kDa (Figura 1). A

proteína recombinante foi solubilizada em uréia.

3.2 ELISA

Os 182 soros de ovinos, sendo 30 soros de ovinos negativos, foram

avaliados por ELISA utilizando a proteína rCP0369 recombinante. Dos 152

soros avaliados pelo ELISA padrão utilizando as proteínas secretadas, 55

foram negativos e 97 positivos. A correlação entre os dois métodos de

diagnóstico (ELISA- antígenos secretados e ELISA-rCP0369) foi avaliada pela

análise ROC. A figura 2A mostra a distribuição dos soros negativos e positivos

pelo ELISA utilizando proteínas secretadas de C. pseudotuberculosis. Baseado

na análise ROC, uma média de absorbância DO de 0,076 foi escolhida como

ponto de corte para distinguir entre os soros positivos e negativos pelo ELISA-

rCP0369, apresentando uma sensibilidade 90 % e especificidade de 75,6 %

66

(figura 2B). Utilizando o ponto de corte (DO= 0,076), o valor preditivo positivo

variou de 29 % (para 10% de prevalência de LC) a 97 % (para 90 % de

prevalência de LC), enquanto que o valor preditivo negativo variou de 98,5 % a

45,6 %, dependendo da prevalência da doença em uma área particular (Figura

3).

4. Discussão

O C. pseudotuberculosis é o agente etiológico da LC, doença que tem

causado perdas econômicas importantes no setor da ovinocaprinocultura

brasileira. Segundo o Plano Nacional de Sanidade de Caprinos e Ovinos –

PNSCO- (2004), algumas doenças infecciosas, como a LC, interferem na

produtividade desses animais trazendo sérios prejuízos aos produtores. Tais

perdas econômicas estão diretamente relacionadas à produção de leite, perda

de peso, produção de lã e condenação das carcaças e lã (Windsor 2011).

O desenvolvimento de um método diagnóstico rápido e preciso que

auxilie nas medidas de prevenção e controle é extremamente necessário. A LC

é caracterizada pela formação de abscessos em linfonodos superficiais

(cutânea) e em órgãos internos (visceral). Neste ultimo caso a detecção da

doença é dificultada, aumentando assim, o número de animais portadores

assintomáticos nos rebanhos (Fontaine et al. 2006).

Testes de diagnóstico baseado em ELISA têm sido desenvolvidos com o

objetivo de detectar de maneira eficaz a LC, principalmente nos casos

assintomáticos. Muitos desses testes geralmente utilizam vários antígenos da

bactéria como componentes da parede celular, exotoxina (PLD) e exotoxina

recombinante (Chirino- Zárraga et al. 2009; Menzies et al. 1994).

Neste trabalho utilizou-se a CP0369 identificada em estudo de proteoma,

a qual foi reconhecida por soros de ovinos positivos para LC (Santos et al.

2012). Esta proteína foi expressa e purificada a partir de E. coli e utilizada no

desenvolvimento de um teste de ELISA indireto, sendo este comparado ao

ELISA que utiliza antígenos secretados. O ELISA-rCP0369 apresentou uma

sensibilidade 90 % e especificidade de 75,6 % em soros de ovinos (figura 2B).

67

Outros testes de diagnóstico baseado em ELISA foram desenvolvidos

utilizando antígenos secretados e 93,5 % de sensibilidade e 98,5 % de

especificidade foram reportados (Seyffert et al. 2010). Outro ELISA utilizando

antígenos de C. pseudotuberculosis obtidos por sonicação do cultivo

apresentou uma especificidade de 71 % e uma sensibilidade de 83 % (Binns et

al. 2007). Poucos trabalhos utilizam proteínas recombinantes em ELISA para

diagnóstico de LC. Nessa abordagem a proteína recombinante fosfolipase D

(rPLD) foi utilizada para avaliar a soroprevalência de C. pseudotuberculosis em

caprinos infectados. Nesta avaliação foram correlacionados dois testes de

ELISA (ELISA- com antígenos de células inteiras e ELISA- com rPLD), os quais

conferiram uma sensibilidade de 81 % e 97 % e especificidade de 98 % e 99 %,

respectivamente (Sting et al. 2012). Parâmetros fundamentais para um teste

diagnóstico como a sensibilidade e especificidade demonstram uma avaliação

mais relevante da técnica. Dessa maneira, quanto maior a sensibilidade do

teste, menor o número de falsos negativos; porém quanto maior a

especificidade do teste, menor o número de falsos positivos. Em nosso trabalho

o teste de ELISA-rCP0369 desenvolvido apresentou um índice de sensibilidade

maior do que a especificidade, isso significa que é possível detectar os casos

verdadeiramente positivos de LC. Em vista disso práticas de manejo mais

adequadas poderão ser implementadas através da remoção dos animais

positivos do rebanho para se evitar o contágio dos demais animais saudáveis.

A média da prevalência clínica da LC no Brasil é em torno de 30%,

podendo-se ter regiões com até 80 % de prevalência (Seyffert et al. 2010).

Considerando um ponto de corte no ELISA OD= 0,076, obtêm-se 90% e

75,6% de sensibilidade e especificidade, respectivamente, esses valores

conferem um valor preditivo positivo e negativo de 61,2 e 96,7,

respectivamente com índices de prevalência de LC de 30%. A habilidade de

um teste de identificar os verdadeiros negativos é importante para qualquer

teste de diagnostico para LC, para possibilitar um manejo adequado.

O formato do ELISA desenvolvido nesse estudo pode ser utilizado em

investigações soroepidemiológicas de LC em rebanhos ovinos, já que conferiu

valores satisfatórios de sensibilidade. Além disso, estamos testando outras

68

proteínas como antígeno para avaliar a aplicabilidade das mesmas no aumento

da especificidade do teste de ELISA empregando antígenos recombinantes.

5. Agradecimentos

Este trabalho teve apoio financeiro da Fundação de Amparo à

Pesquisa do Estado do Rio Grande do Sul (FAPERGS) através do projeto nº

11/1894-0.

6. Referências

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2004.In:<http://www.agricultura.gov.br/PNSCO>Acesso em: 16 de maio.

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Rezende et al. Fig. 1

Figura 1: Western Blotting utilizando anticorpo monoclonal anti- 6Xhis Tag

(Sigma). (1) Marcador de peso molecular pré-corado (Invitrogen).(2). Proteína

recombinante CP0369 purificada. A banda reativa mostra a identidade da

proteína recombinante no tamanho de aproximadamente 35 kDa.

1 2

74

Rezende et al. Fig. 2

Figura 2. Análise do ELISA-rCP0369 através do Receiver Operating

Characteristic (ROC) usando 182 amostras. (A) O gráfico demonstra a

distribuição da frequência de soros confirmados positivos (1) e soros

confirmados negativos (0). As amostras foram consideradas positivas quando o

ponto de corte considerado está no valor maior ou igual a 0,076 que são os

valores médios de absorbância do ELISA. (B) ROC plot. Área sobre a curva =

0.908 (0.022); Intervalo de confiança a 95% entre 0.857 e 0.946.

ELISA_0369

0 20 40 60 80 100

100-Specif icity

100

80

60

40

20

0

Sensitiv

ity

ELISA_0369

EXTRATO

0,25

0,20

0,15

0,10

0,05

1 0

>0,079

Sens: 88,0

Spec: 85,4

B A

75

Rezende et al. Fig. 3

Figura 3. Valor preditivo positivo e negativo associado ao ELISA-rCP0369 em

vários níveis de prevalência de linfadenite caseosa. Os Valores são

determinados pela análise baseada na curva ROC utilizando um valor de ponto

de corte de 0,076 de absorbância no ELISA-rCP0369.

76

6. CONCLUSÕES

• A proteína CP0369 foi expressa em células CHO.

• As vacinas recombinantes de subunidade (rCP0369+ hidróxido de

alumínio e rCP0369+ Xantana) induziram altos níveis de IgG total.

• Apesar dos altos níveis de IgG total nenhuma formulação vacinal

utilizando a proteína rCP0369 conferiu proteção após desafio.

• Apenas a formulação vacinal contendo a proteína recombinante

associada ao adjuvante hidróxido de alumínio (rCP0369+ hidróxido de

alumínio) aumentou a taxa de sobrevida dos animais em cinco dias

após desafio.

• O ELISA utilizando a proteína recombinante rCP0369 pode ser utilizado

em investigações soroepidemiológicas de linfadenite caseosa em

rebanhos ovinos, já que conferiu valores satisfatórios de sensibilidade.

• Novas estratégias vacinais empregando a proteína CP0369 serão

testadas.

• Outras proteínas recombinantes serão utilizadas como antígeno para

avaliar a aplicabilidade das mesmas no aumento da especificidade e

sensibilidade do teste de ELISA.

77

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