Análise antivenômica de segunda geração para avaliação do perfil imunológico de venenos elapídicos

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2025
Autor(a) principal: Felgueiras, Carlos Farias
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Tese
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/85/85131/tde-13112025-154014/
Resumo: Apesar de representarem pequena parcela dos acidentes ofídicos ocorridos no Brasil, as serpentes do gênero Micrurus apresentam grande importância médica e epidemiológica, devido à elevada letalidade de seu veneno, que tem como componentes predominantes as fosfolipases A2 (PLA2) e as toxinas three finger (3FTx) neurotóxicas. O único tratamento específico para o envenenamento é a administração de soro antielapídico, cuja formulação brasileira se baseia nos venenos de M. corallinus e M. frontalis. Esse produto, contudo, apresenta reduzida eficácia na neutralização do veneno de corais que habitam outras regiões do país além do Sudeste. Estudos anteriores mostraram a capacidade de um soro comercial pentavalente, baseado em elapídeos australianos, de neutralizar in vivo os venenos de Micrurus que não são neutralizados pelo soro brasileiro. Neste trabalho, foi avaliada a imunorreatividade de ambas a formulações frente ao veneno de M. lemniscatus, utilizando-se da plataforma de antivenômica de segunda geração, baseada na combinação de cromatografia por imunoafinidade com análise proteômica por espectrometria de massas e aplicação de ferramentas da bioinformática. Dessa forma, puderam ser caracterizadas as toxinas reconhecidas por ambos os soros, bem como as toxinas que conferem ao soro australiano a capacidade de neutralização mais abrangente. Os ensaios de antivenômica foram realizados através de duas marchas analíticas. Na primeira, o veneno de M. lemniscatus foi aplicado em coluna com soro brasileiro (BUT) acoplado; a fração cromatográfica não retida foi então injetada em coluna com soro australiano (CSL). Na segunda marcha, o veneno foi aplicado separadamente nas colunas BUT e CSL. Verificou-se que entre um quarto e metade do proteoma do veneno de M. lemniscatus consiste de proteínas não atribuídas a toxinas. Considerando-se apenas o conjunto de toxinas no veneno, predominam 3FTx, L-aminoácido oxidases (LAO), PLA2 e inibidores de proteases. Dentre as toxinas reconhecidas por ambos os soros, predominam as 3FTx, igualmente abundantes nos venenos de M. lemniscatus, M. frontalis e M. corallinus. O reconhecimento exclusivo pelo soro australiano abrangeu 3FTx, PLA2, LAO, lectinas, inibidores de proteases do tipo Kunitz, serinoproteases, disintegrinas e metaloproteases, toxinas que conferem ao soro australiano capacidade de neutralização mais abrangente em relação ao soro brasileiro. O padrão de reconhecimento exclusivo pelo soro australiano é caracterizado por toxinas homólogas presentes tanto em Micrurus que habitam a América do Norte e Central e bacia amazônica, quanto em elapídeos asiáticos e da Oceania. Portanto, a abrangência limitada do soro brasileiro pode ser devida à ausência daquelas toxinas da mistura antigênica utilizada na produção do soro. Outro fator limitante da abrangência é a reduzida imunogenicidade das toxinas 3FTx, exemplificada pelo não reconhecimento da Frontoxina I de M. frontalis pelo soro brasileiro. Há indícios de que a diferença entre os soros australiano e brasileiro quanto à capacidade de soroneutralização se deva principalmente as suas composições qualitativas.
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Estudos anteriores mostraram a capacidade de um soro comercial pentavalente, baseado em elapídeos australianos, de neutralizar in vivo os venenos de Micrurus que não são neutralizados pelo soro brasileiro. Neste trabalho, foi avaliada a imunorreatividade de ambas a formulações frente ao veneno de M. lemniscatus, utilizando-se da plataforma de antivenômica de segunda geração, baseada na combinação de cromatografia por imunoafinidade com análise proteômica por espectrometria de massas e aplicação de ferramentas da bioinformática. Dessa forma, puderam ser caracterizadas as toxinas reconhecidas por ambos os soros, bem como as toxinas que conferem ao soro australiano a capacidade de neutralização mais abrangente. Os ensaios de antivenômica foram realizados através de duas marchas analíticas. Na primeira, o veneno de M. lemniscatus foi aplicado em coluna com soro brasileiro (BUT) acoplado; a fração cromatográfica não retida foi então injetada em coluna com soro australiano (CSL). Na segunda marcha, o veneno foi aplicado separadamente nas colunas BUT e CSL. Verificou-se que entre um quarto e metade do proteoma do veneno de M. lemniscatus consiste de proteínas não atribuídas a toxinas. Considerando-se apenas o conjunto de toxinas no veneno, predominam 3FTx, L-aminoácido oxidases (LAO), PLA2 e inibidores de proteases. Dentre as toxinas reconhecidas por ambos os soros, predominam as 3FTx, igualmente abundantes nos venenos de M. lemniscatus, M. frontalis e M. corallinus. O reconhecimento exclusivo pelo soro australiano abrangeu 3FTx, PLA2, LAO, lectinas, inibidores de proteases do tipo Kunitz, serinoproteases, disintegrinas e metaloproteases, toxinas que conferem ao soro australiano capacidade de neutralização mais abrangente em relação ao soro brasileiro. O padrão de reconhecimento exclusivo pelo soro australiano é caracterizado por toxinas homólogas presentes tanto em Micrurus que habitam a América do Norte e Central e bacia amazônica, quanto em elapídeos asiáticos e da Oceania. Portanto, a abrangência limitada do soro brasileiro pode ser devida à ausência daquelas toxinas da mistura antigênica utilizada na produção do soro. Outro fator limitante da abrangência é a reduzida imunogenicidade das toxinas 3FTx, exemplificada pelo não reconhecimento da Frontoxina I de M. frontalis pelo soro brasileiro. Há indícios de que a diferença entre os soros australiano e brasileiro quanto à capacidade de soroneutralização se deva principalmente as suas composições qualitativas.The snakes of the Micrurus genus account for a small fraction of snakebite incidents in Brazil, despite their significant medical and epidemiological importance due to the high lethality of their venom, which is predominantly composed of phospholipases A2 (PLA2) and neurotoxic three-finger toxins (3FTx). The only specific treatment for envenomation is the administration of anti-elapid serum, whose Brazilian formulation is based on the venoms of M. corallinus and M. frontalis. However, this product has limited efficacy in neutralizing the venom of coral snakes inhabiting regions outside the Southeast of Brazil. Previous studies have demonstrated the ability of a commercial pentavalent antivenom, derived from Australian elapids, to neutralize in vivo the venoms of Micrurus species that are not effectively neutralized by the Brazilian antivenom. In this study, the immunoreactivity of both formulations was evaluated against M. lemniscatus venom using a second-generation antivenomic platform. This platform combines immunoaffinity chromatography with mass spectrometry-based proteomic analysis and bioinformatics tools. This approach enabled the characterization of the toxins recognized by both antivenoms, as well as those that confer broader neutralization capacity to the Australian serum. The antivenomic assays were conducted through two analytical workflows. In the first workflow, M. lemniscatus venom was applied to an immunoaffinity column coupled with the Brazilian antivenom (BUT); the unbound chromatographic fraction was then injected into a column coupled with the Australian antivenom (CSL). In the second workflow, the venom was applied separately to both the BUT and CSL columns. It was observed that between one-quarter and half of the M. lemniscatus venom proteome consists of non-toxin proteins. Considering only the toxin subset within the venom, 3FTx, L-amino acid oxidases (LAO), PLA2, and protease inhibitors are predominant. Among the toxins recognized by both antivenoms, 3FTx are predominant and equally abundant in the venoms of M. lemniscatus, M. frontalis, and M. corallinus. Toxins exclusively recognized by the Australian antivenom included 3FTx, PLA2, LAO, lectins, Kunitz-type protease inhibitors, serine proteases, disintegrins, and metalloproteases - toxins that contribute to the broader neutralization capacity of the Australian antivenom compared to the Brazilian formulation. The exclusive recognition pattern of the Australian antivenom is characterized by homologous toxins present in Micrurus species from North and Central America, as well as the Amazon basin, in addition to Asian and Oceanian elapids. Thus, the limited coverage of the Brazilian antivenom may be due to the absence of these toxins in the antigenic mixture used for its production. Another limiting factor is the low immunogenicity of 3FTx toxins, exemplified by the lack of recognition of M. frontalis Frontoxin I by the Brazilian antivenom. Evidence suggests that the difference in neutralization capacity between the Australian and Brazilian antivenoms is primarily attributable to qualitative differences in their compositions.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPSpencer, Patrick JackFelgueiras, Carlos Farias2025-08-05info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/85/85131/tde-13112025-154014/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPLiberar o conteúdo para acesso público.info:eu-repo/semantics/openAccesspor2025-11-21T16:56:02Zoai:teses.usp.br:tde-13112025-154014Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212025-11-21T16:56:02Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false
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