Potencial diagnóstico e vacinal de derivados da proteína de envelope (E) do vírus Zika produzidos em procarioto e eucarioto

Abstract

No presente estudo, avaliamos o potencial diagnóstico e vacinal de diferentes proteínas recombinantes do vírus Zika (ZIKV) produzidas em sistema procarioto (Eschericha coli) e eucarioto (células S2 de Drosophila melanogaster). A glicoproteína do envelope do ZIKV (EZIKV) é responsável pela entrada do vírus nas células hospedeiras, é o principal alvo dos anticorpos neutralizantes e por esse motivo tem sido utilizada como antígeno alvo tanto em testes sorológicos quanto para o desenvolvimento de vacinas de subunidade. A EZIKV é composta por três domínios estruturais e funcionais (EDI, EDII e EDIII), que possuem elevada homologia com as correspondentes presentes em outros flavivírus, particularmente com os diferentes sorotipos de vírus da dengue (DENV). Inicialmente realizamos uma análise da imunogenicidade das proteínas recombinantes expressas em procarioto em duas diferentes linhagens de camundongos (C57Bl/6 e BALB/c). A imunização induziu títulos elevados de anticorpos E-específicos que reconheceram células infectadas com ZIKV e neutralizaram o vírus. Além disso, a imunização com as proteínas EZIKV, EDI/IIZIKV e EDIIIZIKV induziu células produtoras de IFNg específicas e linfócitos T CD4+ e CD8+ produtores de citocinas. Em adição, identificamos 4 peptídeos presentes na proteína do envelope (E1-20, E51-70, E351-370 e E361- db 380), capazes de induzir uma resposta imune celular nos haplótipos H-2K e H-2K . Avaliamos a modulação da resposta imune humoral frente a imunização na presença de diferentes adjuvantes (poly (I:C), AddaVax, Quil-A, Alhydrogel e CpG ODN). Observamos que a imunização com a EZIKV ou EDIIIZIKV na presença do adjuvante AddaVax induziu maior título de anticorpos neutralizantes quando comparada aos demais grupos. Realizamos uma comparação sistemática da antigenicidade e imunogenicidade de EZIKV, EDI/IIZIKV e EDIIIZIKV expressas no sistema procarioto e eucarioto. A análise com amostras de soro de participantes infectados por ZIKV e DENV demonstrou que as proteínas EZIKV e EDIIIZIKV produzidas em procarioto apresentaram melhor sensibilidade e especificidade em relação às proteínas produzidas em eucarioto. Análises in vivo foram realizadas com camundongos C57Bl/6 e mostraram que, apesar de apresentarem imunogenicidade semelhante, os antígenos produzidos em células S2, particularmente EZIKV e EDIIIZIKV, induziram níveis mais elevados de anticorpos neutralizantes nos camundongos vacinados. Além disso, a imunização com EZIKV expressa em células S2 retardou o aparecimento dos sintomas e aumentou as taxas de sobrevivência em camundongos imunocomprometidos após o desafio com ZIKV. Todos os antígenos recombinantes, produzidos em bactérias ou células de insetos, induziram respostas de células T CD4+ e CD8+ específicas. Em conclusão, o presente estudo demonstrou o potencial uso diagnóstico e vacinal de antígenos recombinantes de ZIKV produzidos em dois sistemas de expressão de proteínas heterólogas. Demonstramos que antígenos produzidos no sistema procarioto apresentaram melhor desempenho em testes diagnósticos, enquanto os produzidos em sistema eucarioto apresentaram maior potencial como imunógenos.