Biblioteca de fagos para geração de anticorpos recombinantes: novas abordagens para o diagnóstico e terapia de infecções causadas por diferentes patótipos de Escherichia coli

• Processo: 18/13895-0
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Data de Início da vigência: 01 de dezembro de 2018
• Data de Término da vigência: 30 de novembro de 2020
• Área do conhecimento: Ciências Biológicas - Imunologia - Imunologia Aplicada
• Acordo de Cooperação: University of Toronto
• Proposta de Mobilidade: SPRINT - Projetos de pesquisa - Mobilidade
• Pesquisador responsável: Roxane Maria Fontes Piazza
• Beneficiário: Roxane Maria Fontes Piazza
• Pesquisador Responsável no exterior: Sachdev Sidhu
• Instituição Parceira no exterior: University of Toronto (U of T), Canadá
• Instituição Sede: Instituto Butantan. Secretaria da Saúde (São Paulo - Estado). São Paulo , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 17/25406-0 - Anticorpos recombinantes contra toxinas bacterianas: novas ferramentas para o diagnóstico e terapia de infecções urinárias causadas por Escherichia coli uropatogênica, AP.R
• Assunto(s): Anticorpos sintéticos Anticorpos de cadeia única Escherichia coli Toxinas bacterianas Phage display Saúde pública
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: anticorpos recombinantes | Diagnóstico e Terapia | Fab | phage display | ScFv | toxinas bacterianas | Toxinas e anticorpos recombinantes de importância em saúde pública

Resumo

Anticorpos são produzidos pela resposta imune a antígenos estranhos, porém essa resposta é limitada ao sistema imunológico de um indivíduo e, por essa razão, os anticorpos sintéticos possibilitam aplicações além dos anticorpos naturais. Os anticorpos recombinantes podem ser obtidos a partir de bibliotecas de anticorpos sintéticos através da utilização de diversas tecnologias, entre as quais tecnologia de apresentação em fagos (Zhou et al N. Biotechnol 28: 448-452, 2011; Miersch & Sidhu, Methods, 57: 486-498, 2012; Adams & Sidhu, Curr. Opin. Struct. Biol. 24: 1-9, 2014). Na apresentação de fagos, bilhões de fragmentos de anticorpo, tais como Fabs e scFvs, são fusionados a proteínas de revestimento do fago que são exibidas na superfície de partículas do fago. Estes podem então ser pesquisados para a ligação a um determinado alvo, em elevado rendimento (Sidhu & Fellouse, Nat Chem Biol 2:682-688, 2006; Nelson & Sidhu, Methods Mol Biol 899: 27-41, 2012; Rajan e Sidhu, Methods Enzymol 502: 3-23, 2012). Os anticorpos sintéticos gerados desta maneira podem ser subclonados e produzidos in vitro em diferentes formatos de anticorpos adaptados à aplicação desejável, e eles também podem ser otimizados por engenharia genética adicional para obter anticorpos com alta afinidade e alta especificidade para o alvo.As toxinas são definidas como qualquer substância capaz de causar danos aos organismos e constituem uma parte importante dos fatores de virulência que medeiam os efeitos nocivos gerados pelas bactérias patogênicas (Ivarsson et al. Angew. Chem. Int. 51: 4024-4045, 2012). As mesmas bactérias podem apresentar diferentes classes de toxinas, por exemplo, Escherichia coli patogênica (E. coli) secretam várias toxinas entre seus patotipos. E. coli produtora de toxina Shiga produzem as toxinas Stx do tipo AB5, sendo o seu receptor o GB3; E. coli enteropatogênica e enterohemorrágica produzem a toxina EspB/EspD, responsável pela formação de poros na membrana através dos quais as proteínas são translocadas pelo SST3; E. coli enterotoxigênica produz a toxina termolábil, também do tipo AB5, reconhecida pelo receptor GM1, e uma toxina termoestável capaz de ativar a guanilato ciclase; e E. coli uropatogênica produz hemolisina, que forma poros na membrana do hospedeiro, bem como o fator necrosante citotóxico, uma toxina capaz de ativar GTPases e alterar a estrutura do citoesqueleto (Lemichez et al. Mol. Microbiol. 24:1061-1070, Kaper et al., Nat. Rev. Microbiol. 2: 123-140, 2004; Ruiz-Pérez & Nataro, Cell. Mol. Life Sci. 71: 745-770, 2014). Esses diferentes patotipos de E. coli são responsáveis por distintas patologias com ônus econômico e social tanto nos países em desenvolvimento quanto nos industrializados.Ao longo dos anos, nosso grupo de pesquisa no Laboratório de Bacteriologia do Instituto Butantan obteve com sucesso anticorpos (policlonais e monoclonais) contra toxinas de E. coli, bem como desenvolvemos e padronizamos métodos diagnósticos para os patotipos de E. coli diarreiogênica epidemiologicamente importantes. A fim de superar o uso de animais e cultura celular tradicionalmente utilizados na produção de anticorpos, iniciamos uma colaboração com o grupo do Dr. Sidhu para implementar a tecnologia de anticorpos recombinantes em nosso laboratório. Até agora, obtivemos anticorpos recombinantes contra toxinas Stx em dois formatos (scFv e Fab) (Luz et al. PLoS One 10: 3, 2015; Luz et al. Antibodies 7: 9, 2018). Os fragmentos scFv são uma ferramenta produzida por bactérias para uso em um teste de diagnóstico rápido, fornecendo uma alternativa para o diagnóstico de STEC. O Fab, uma molécula monovalente humana produzida em bactérias, é capaz de neutralizar a citotoxicidade de Stx in vitro. (AU)

Publicações científicas

(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

HENRIQUE, IZABELLA DE MACEDO; SACERDOTI, FLAVIA; FERREIRA, RAISSA LOZZARDO; HENRIQUE, CAMILA; AMARAL, MARIA MARTA; PIAZZA, ROXANE MARIA FONTES; LUZ, DANIELA. herapeutic Antibodies Against Shiga Toxins: Trends and Perspective. FRONTIERS IN CELLULAR AND INFECTION MICROBIOLOGY, v. 12, FEB 10 2022. (18/24659-5, 19/24276-1, 17/17213-8, 15/17178-2, 13/03160-9, 18/13895-0)

LUZ, DANIELA; GOMEZ, FERNANDO D.; FERREIRA, RAISSA L.; MELO, BRUNA S.; GUTH, BEATRIZ E. C.; QUINTILIO, WAGNER; MORO, ANA MARIA; PRESTA, AGOSTINA; SACERDOTI, FLAVIA; IBARRA, CRISTINA; et al. The Deleterious Effects of Shiga Toxin Type 2 Are Neutralized In Vitro by FabF8:Stx2 Recombinant Monoclonal Antibody. TOXINS, v. 13, n. 11, NOV 2021. (13/03160-9, 19/24276-1, 18/24659-5, 18/13895-0, 15/17178-2)