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
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de janeiro de 2018
• Data de Término da vigência: 08 de setembro de 2019
• Área de 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 Anticorpos de cadeia única Escherichia coli Shiga toxigênica
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: anticorpos recombinantes | Stec | Stx | toxina de Shiga | Zebrafish | Anticorpos para Terapia de Doenças Infecciosas

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

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(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. (11/12928-2, 17/17006-2)

MELO, BRUNA DE SOUSA; VENTURA FERNANDES, BIANCA HELENA; ANJOS LOPES-FERREIRA, MONICA VALDYRCE; HENRIQUE, CAMILA; FONTES PIAZZA, ROXANE MARIA; LUZ, DANIELA. Zebrafish embryo sensitivity test as in vivo platform to anti-Shiga toxin compound screening. Brazilian Journal of Microbiology, v. 51, n. 3, p. 1021-1027, SEP 2020. (11/12928-2, 17/17006-2)

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.; et al. 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. (11/12928-2, 17/17006-2, 13/03160-9)

SHIGA, E. A.; GUTH, B. E. C.; PIAZZA, R. M. F.; LUZ, D.. Comparative analysis of rapid agglutination latex test using single-chain antibody fragments (scFv) versus the gold standard Vero cell assay for Shiga toxin (Stx) detection. Journal of Microbiological Methods, v. 175, AUG 2020. (15/17178-2, 17/17006-2, 13/03160-9)