Genoma funcional de Schistosoma mansoni aplicado ao desenvolvimento de vacinas

Resumo

A esquistossomose é uma doença parasitária que afeta 200 milhões de indivíduos em regiões tropicais do mundo, sendo endêmica em 74 países, inclusive no Brasil. Estima-se que 600 milhões estejam em área de risco. O Schistosoma mansoni é a espécie predominante. O desenvolvimento do medicamento anti-parasitário, Praziquantel, foi essencial para a redução da morbidade e mortalidade devido à esquistossomose. No entanto, este tem pouco efeito na re-infecção, o que impede a redução da endemia e leva à necessidade de tratamentos sucessivos. Além disso, o aparecimento de linhagens resistentes a Prazinquantel tem sido relatado, levantando preocupações com relação à futura eficácia desta única droga eficaz para controle da esquistossomose. Portanto, além do desenvolvimento de novas drogas, torna-se imperativo buscar medidas complementares à quimioterapia, e a vacinação é considerada a medida mais efetiva. Considera-se que seja possível obter uma vacinação eficiente contra esquistossomose, uma vez que a imunização de animais experimentais com cercarias irradiadas é capaz de induzir até 80% de proteção contra uma infecção subseqüente com parasita. A proteção é medida pela redução da parasitemia, i.e., no número de vermes recuperados do fígado. Ao contrário de outras infecções, uma imunização esterilizante não seria possível nem necessária, uma vez que a morbidade requer níveis elevados de infecção por períodos prolongados. Modelos matemáticos demonstram que uma redução na parasitemia de 45% seria suficiente para causar um enorme impacto na endemia. Mais de 100 antígenos já foram identificados e testados e uma dezena mostraram proteção entre 35-50% em modelos animais. Embora alguns antígenos têm demonstrado potencial e estão progredindo para ensaios clínicos, até o momento não existem uma vacina eficiente contra a esquistossomose, e provavelmente será necessária uma combinação de antígenos que induzam variados tipos específicos de resposta imune para atingir um proteção elevada. O projeto Schistosoma, recentemente concluído, gerou 163.000 ORESTES (open reading frame-expressed sequence tags) de 6 estágios do transcriptoma do parasita, resultando em 31.000 segmentos gênicos montados, de um total estimado de 14.000 genes do parasita. A anotação baseada em atribuições automáticas através do sistema de Gene Ontology forneceu uma visão de importantes funções biológicas do parasita e permitiu identificar um conjunto de novas proteínas com características que indicam um possível potencial como candidatos vacinais. Os genes/proteínas a serem investigados como candidatos vacinas foram selecionados através das funções atribuídas, baseados em seu potencial papel na sobrevivência do patógeno e possível exposição para interação com o sistema imune do hospedeiro. Buscou-se também a expressão nos estágios intra-hospedeiro humano. De especial interesse foram encontradas poteínas com funções como toxinas, receptores de adesão na superfície celular, proteínas e enzimas de superfície e receptores para fatores do hospedeiro. Além disso, o transcriptoma do parasita revelou que ~55% das seqüências obtidas codificam para proteínas de funções desconhecidas, i.e., não encontram homologia nos bancos de dados públicos. Uma parte destas deve estar associado com a adaptação do esquistossomo à vida parasitária, e entre estes, genes cuja expressão encontram-se muito aumentadas na transição entre os estágios de cercaria e esquistossômulo/verme adulto, podem ter interesse como candidatos vacinais. Em paralelo ao projeto genoma foi realizado um projeto piloto para caracterização do potencial protetor de alguns possíveis candidatos vacinais identificados no início do projeto, utilizando vacinas de DNA como forma de apresentação. Este projeto piloto permitiu estabelecer as bases para um projeto de Genoma Funcional. O presente projeto se propõe a investigar um conjunto de genes/proteínas como candidatos vacinais. O projeto se organiza em 3 subprojetos com os seguintes objetivos: i) construção de vacinas de DNA contendo os genes candidatos e expressão das proteínas recombinantes; caracterização da resposta imune induzida contra os respectivos antígenos e avaliação da proteção induzida contra o desafio; ii) caracterização da eventual expressão diferencial dos antígenos nos diferentes estágios do parasita através de "microarrays", e medidas de expressão diferencial de um conjunto de 4000 genes do parasita, estudando-se parasitas em diversos estágios incubados com soro ou células do sistema imune de camundongos imunizados; iii) imunolocalização de proteínas candidatas vacinais em cortes histológicos de formas larvais e adultas do Schistosoma mansoni. A realização deste projeto deve fornecer uma primeira avaliação do potencial destas proteínas como candidatos vacinais. (AU)