Intoxicação e colonização por Escherichia coli produtora da Toxina de Shiga (STEC) em modelo de zebrafish: uma alternativa para o estudo in vivo da patogenicidade e para validação de anticorpos terapêuticos

• Processo: 17/17006-2
• Linha de fomento: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Vigência (Início): 01 de janeiro de 2018
• Vigência (Término): 31 de dezembro de 2019
• Área do conhecimento: Ciências da Saúde - Saúde Coletiva - Saúde Pública
• Pesquisador responsável: Roxane Maria Fontes Piazza
• Beneficiário: Daniela Luz Hessel da Cunha
• Instituição-sede: Instituto Butantan. Secretaria da Saúde (São Paulo - Estado). São Paulo , SP, Brasil
• Assunto(s): Peixe-zebra

Resumo

As toxinas de Shiga (Stx1 e Stx2) produzidas por Escherichia coli produtora da toxina de Shiga (STEC), são potentes citotoxinas, do tipo AB5, que causam a síndrome hemolítica urêmica (SHU), geralmente levando os indivíduos intoxicados à morte, sendo um importante problema de saúde pública. As terapias existentes não são efetivas, sendo a neutralização da toxicidade de Stx o tratamento mais indicado. A alta especificidade e afinidade dos anticorpos têm feito dessas moléculas ferramentas utilizadas na terapia de diversas doenças, além disso, a partir da tecnologia do DNA recombinante, é possível o desenvolvimento de fragmentos de anticorpos recombinantes como ferramentas terapêuticas. Empregando tal tecnologia, por Phage Display foram obtidos, por expressão em bactérias, e livres de LPS, quatro fragmentos Fab de anticorpos recombinantes humanos (dois contra cada toxina Stx). Estes diferentes Fab foram caracterizados e se mostraram eficientes no seu reconhecimento ao antígeno, e na neutralização do efeito citotóxico in vitro, chamando a atenção como uma ferramenta promissora para a neutralização de Stx e possível prevenção de SHU. Porém, para validar essa capacidade neutralizante, testes in vivo são necessários. Os modelos animais existentes não abrangem todos os fatores referentes à intoxicação e infecção. Neste contexto, se propõe um modelo vertebrado, o zebrafish (Danio rerio), que entre outras vantagens, possui tamanho pequeno, rápido tempo de geração, e similaridade genômica com mamíferos; seu sistema imune inato celular e adaptativo bem desenvolvidos tem produzido resultados relevantes nos estudos das relações patógeno-hospedeiro, sendo ideal para o estudo de doenças infecciosas. Em STEC porém, pouco foi feito neste vertebrado. Neste sentido, consolidamos uma parceria bem sucedida com a plataforma Zebrafish do Instituto Butantan, onde foi possível dar o primeiro passo rumo ao desenvolvimento de um modelo de intoxicação em embriões de zebrafish, padronizando um teste de toxicidade utilizando Stx, que resultou em um efeito tóxico dose-dependente. Estes resultados dão base para o presente projeto, que visa estudar mais profundamente a intoxicação por Stx neste animal, inclusive em outras fases de seu desenvolvimento, assim como a infecção por isolados de STEC, com a finalidade de estabelecer um novo modelo experimental, para facilitar a validação de ferramentas terapêuticas, em particular, anticorpos recombinantes humanos. Uma vez estabelecido, o modelo otimizará o estudo de STEC causadoras de surtos, pela rapidez na geração de resposta deste vertebrado, assim como a caracterização de outros fatores de virulência associados à infecção.

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)

LUZ, DANIELA; AMARAL, MARIA MARTA; SACERDOTI, FLAVIA; BERNAL, ALAN MAURO; QUINTILIO, WAGNER; MORO, ANA MARIA; PALERMO, MARINA SANDRA; IBARRA, CRISTINA; FONTES PIAZZA, ROXANE MARIA. Human Recombinant Fab Fragment Neutralizes Shiga Toxin Type 2 Cytotoxic Effects in vitro and in vivo. TOXINS, v. 10, n. 12 DEC 2018. Citações Web of Science: 1.

LUZ, DANIELA; SHIGA, EMERSON A.; CHEN, GANG; QUINTILIO, WAGNER; ANDRADE, FERNANDA B.; MARANHAO, ANDREA Q.; CAETANO, BRUNA A.; MITSUNARI, THAIS; SILVA, MIRIAM A.; ROCHA, LETICIA B.; MORO, ANA M.; SIDHU, SACHDEV S.; PIAZZA, ROXANE M. F. Structural Changes in Stx1 Engineering Monoclonal Antibody Improves Its Functionality as Diagnostic Tool for a Rapid Latex Agglutination Test. ANTIBODIES, v. 7, n. 1 MAR 2018. Citações Web of Science: 0.