Construção e avaliação in silico e in vitro de uma vacina multi-epítopo para Corynebacterium sp

• Processo: 25/24033-2
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Programa Estímulo a Vocações Científicas
• Data de Início da vigência: 11 de junho de 2026
• Data de Término da vigência: 30 de julho de 2026
• Área de conhecimento: Ciências Biológicas - Microbiologia - Microbiologia Aplicada
• Pesquisador responsável: Vasco Ariston de Carvalho Azevedo
• Beneficiário: Rebeca Furlan Ferreira
• Instituição Sede: Instituto de Ciências Biológicas. Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG). Belo Horizonte , SP, Brasil
• Assunto(s): Epitopos Vacinologia reversa Biologia
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Corynebacterium sp | Epitopos | Imunoinformática | Predição in silico | vacinologia reversa | Biologia

Resumo

As doenças causadas por espécies do gênero Corynebacterium, em especial Corynebacterium pseudotuberculosis, representam um importante desafio sanitário e econômico para a pecuária mundial, sendo responsáveis pela linfadenite caseosa (CLA) em caprinos e ovinos e por infecções oportunistas em humanos. Essa bactéria, um patógeno Gram-positivo intracelular facultativo, apresenta elevada capacidade de sobrevivência no interior de macrófagos, dificultando a eliminação pelo sistema imune e favorecendo a infecção crônica. Apesar da disponibilidade de vacinas comerciais baseadas em toxoides e células inativadas, sua eficácia é limitada, com baixa indução de resposta imune celular e proteção incompleta. Nesse contexto, abordagens baseadas em vacinologia reversa e imunoinformática vêm sendo amplamente exploradas como alternativas promissoras para o desenvolvimento racional de vacinas de nova geração.Construir e validar, por meio de abordagens in silico e in vitro, uma vacina multiepítopo contra Corynebacterium sp., combinando análises de genômica comparativa, predição de epítopos e modelagem estrutural. Inicialmente, genomas completos e anotados de cepas de Corynebacterium serão obtidos a partir de bancos públicos e padronizados com o pipeline Prokka, permitindo a identificação de genes codificantes de proteínas e a organização do genoma central (core genome). Em seguida, proteínas de superfície e secretadas associadas à virulência serão selecionadas por meio de ferramentas de bioinformática, priorizando aquelas conservadas entre cepas patogênicas. A predição de epítopos imunogênicos será conduzida com base nas metodologias descritas por Gomes et al. (2022), utilizando o IEDB-AR para identificação de epítopos de MHC classe I e MHC classe II, seguida da predição de epítopos de células B. Os epítopos selecionados serão avaliados quanto à antigenicidade, alergenicidade, toxicidade e homologia com o hospedeiro (Capra hircus, Ovis aries) para eliminar potenciais reatividades cruzadas. Os epítopos com melhor desempenho serão então concatenados com linkers apropriados e um adjuvante imunológico (¿-defensina) para gerar a construção vacinal. A estabilidade e a qualidade estrutural do modelo serão validadas e as interações moleculares com receptores imunes com TLR2, TLR4, MHC I/II serão analisadas por molecular docking e dinâmica molecular. A vacina será posteriormente avaliada in silico e in vitro quanto à antigenicidade global, alergenicidade, capacidade de indução de IFN-¿ e simulação da resposta imune adaptativa por meio do C-ImmSim, modelando a cinética de produção de IgM, IgG e células de memória após três doses simuladas. As propriedades físico-químicas, como peso molecular, ponto isoelétrico, estabilidade e hidropaticidade, serão estimadas com o ProtParam, e a sequência final será otimizada para expressão heteróloga em Escherichia coli (via JCat). Na fase subsequente, a vacina recombinante será expressa e purificada para testes in vitro, incluindo ensaios de reatividade imunológica em culturas de células de mamíferos, dosagem de citocinas pró e anti-inflamatórias (ELISA) e testes de viabilidade celular (MTT), com o objetivo de confirmar a imunogenicidade e ausência de citotoxicidade da construção vacinal. Esses testes permitirão validar experimentalmente as previsões computacionais, fornecendo uma base sólida para futuras etapas. Espera-se que a vacina multiepítopo proposta apresente alta antigenicidade predita, baixa alergenicidade e estabilidade estrutural, configurando-se como um candidato promissor para o controle da linfadenite caseosa. Além de oferecer um imunógeno potencialmente aplicável à saúde animal, este projeto estabelece um pipeline reprodutível de vacinologia reversa e validação in vitro, contribuindo para o avanço da imunoprofilaxia racional e para o desenvolvimento de biotecnologias de baixo custo sob a perspectiva da saúde única (One Health). (AU)