Imunogenicidade e proteção frente ao desafio por parasitas transgênicos Plasmodium berghei [CS vivax] induzidas em camundongos pelo candidato vacinal antimalárico HBcAgPvCS formulado em diferentes adjuvantes

Abstract

A prática da imunização influenciou grandemente o aumento da expectativa de vida mundial, representando a estratégia de intervenção com a melhor relação custo-benefício até hoje aplicada em saúde pública. Novas tecnologias vêm permitindo o desenvolvimento de vacinas mais seguras e eficazes, sendo o estudo de novos adjuvantes o que recebe na atualidade os maiores esforços de pesquisa. O uso de plataformas pseudo-virais não infecciosas (VLPs) como adjuvantes nanoparticulados carregadores de antígenos heterólogos pouco imunogênicos tem atraído muita atenção, resultando ate o momento em três vacinas humanas já comercializadas. A vacina antimalárica RTS,S, a primeira contra esta doença disponível comercialmente, é um exemplo de uma vacina que alia uma VLP a outros adjuvantes para geração de intensa imunidade (apesar de baixa proteção) contra Plasmodium falciparum. A malária por Plasmodium vivax, segunda espécie epidemiologicamente mais relevante a nível mundial e que atinge ao Brasil mais diretamente, com cerca de 80% dos novos casos, não tem vacina. A fim de ajudar a reverter este problema, construímos um candidato vacinal contra P. vivax baseado na plataforma VLP do antígeno do cerne do vírus da Hepatite B (HBcAg) e na proteína circumsporozoita (CS) do parasito. Este candidato, HBcAgPvCS-VK247, dirigido contra a variante VK-247 do parasito foi capaz de gerar partículas pseudovirais com a estrutura tridimensional esperada e com reatividade imunológica equivalente àquela da proteína original parasitária. Quando aliado aos adjuvantes MPLA de Bordetella pertussis e Alhydrogel, tanto este candidato quanto um segundo candidato, o HBcAgPvCS-VK210 dirigido contra a segunda variante mais prevalente da proteína parasitaria, foram eficientes na geração de anticorpos IgG, e também de suas subclasses. Pela sua melhor caracterização prévia, a VLP HBcAgPvCS-VK210 foi testada em uma segunda formulação, com os adjuvantes Poly I:C e AddaVax. Os resultados mostram que as duas formulações foram muito eficientes para induzir anticorpos específicos IgG, IgG1, IgG2a, IgG2b e IgG3 contra as repetições centrais da proteína CS, e também induziram a produção de citocinas TNF, IFN-y, IL-5, IL-4 e IL-2 após estimulação específica. No ensaio mais crítico para uma vacina, isto é, ao avaliar a proteção frente ao desafio utilizando parasitas transgênicos P. berghei CS vivax vivos, o candidato HBcAgPvCS-VK210 foi capaz de proteger 83% dos animais vacinados, sendo a formulação que contem Poly I:C e AddaVax a mais eficaz. O conjunto de resultados obtidos in vivo são altamente promissores, e asseguram futuros estudos com as VLPs construídas a fim de conseguir uma formulação antimalárica universal contra a infecção por P. vivax.

Abstract: Immunization greatly influenced the global increase in life expectancy, representing the Public Health practice with the best cost-benefit balance applied until today. New technologies are allowing the development of safer and more efficient vaccines, and amongst them the study of new adjuvants involve most current research efforts. Vírus-like particles (VLPs) are nanoparticulate carrier adjuvants for low immunogenicity heterologous antigens, and three human commercial vaccines are based on this platform. Malaria vaccine RTS,S, the first commercially-available candidate against this disease is an example of a VLP-based vaccine that generates intense immunogenicity (although limited protection) against Plasmodium falciparum. Plasmodium vivax, the second most-prevalent human malaria species that is responsible for nearly 80% of new malaria cases in Brazil, has no vaccine available. To reverse this problem, we generated a candidate vaccine against P. vivax based on hepatitis B virus core antigen (HBcAg) virus-like particles and the circumsporozoite protein of the parasite. The candidate, termed HBcAgPvCS-VK247, is directed against the parasite ´s VK-247 variant CS repeats. HBcAgPvCS-VK247 displayed a correct 3D structure by electron microscopy and an immune reactivity equivalent to that of the full-length parasite protein. When formulated into Bordetella pertussis MPLA plus Alhydrogel, both this candidate as well as a second one, HBcAgPvCS-VK210, built against the second more prevalent CS variant (VK-210), were very efficient in generating specific IgGs as well as most subclasses of antibodies. In face of a better previous characterization of the particle, HBcAgPvCS-VK210 was also tested in a second formulation with adjuvants Poly I:C e AddaVax. Results show that both formulations were very efficient in inducing specific IgG, IgG1, IgG2a, IgG2b e IgG3 antibodies against CS ´s central repeats, and also induced TNF, IFN-y, IL-5, IL-4 e IL-2 in mouse lymphocytes after specific restimulation. When tested in the most critical vaccine assay, i.e. a challenge with P. berghei CS vivax live transgenic parasites, HBcAgPvCS-VK210 was able to protect 83% of vaccinated animals when adjuvanted by Poly I:C e AddaVax, the most efficient formulation. As a whole, our in vivo results are highly promising and call for future studies with these VLPs combined in a search for a feasible P. vivax. universal vaccine.