Caracterização da resposta imune a vacinas contra Streptococcus pneumoniae em diferentes condições de resposta inflamatória aguda
| Ano de defesa: | 2023 |
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| Tipo de documento: | Tese |
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Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
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| Programa de Pós-Graduação: |
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| Link de acesso: | https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/87/87131/tde-17052024-083009/ |
Resumo: | Streptococcus pneumoniae (pneumococo) é uma bactéria Gram positiva que coloniza a nasofaringe de indivíduos saudáveis, mas que pode causar doenças graves como meningite, pneumonia e sepse. Em 2019, ocorreram 829.000 mortes por doenças pneumocócicas no mundo todo, sendo 225.000 em menores de quatro anos. O polissacarídeo capsular é um importante fator de virulência que protege a bactéria contra a fagocitose por células do hospedeiro. A sua variabilidade determina os mais de cem sorotipos (ST) existentes. As vacinas licenciadas atualmente são compostas por até 20 polissacarídeos capsulares conjugados a proteínas. Vacinas baseadas em proteínas são estudadas como alternativas para indução de proteção independente de ST, destacando-se a proteína A da Superfície do Pneumococo (PspA), que participa da virulência da bactéria. A resposta inflamatória alterada predispõe ao desenvolvimento da doença pneumocócica. Nosso grupo estudou a resposta imune inata contra o pneumococo em camundongos das linhagens AIRmin e AIRmax, que apresentam, respectivamente, baixa e alta resposta inflamatória aguda. Os camundongos AIRmin apresentam maior susceptibilidade à infecção por pneumococo. Neste trabalho, a resposta imune adaptativa a vacinas pneumocócicas foi estudada neste modelo. Camundongos AIRmin, AIRmax e BALB/c foram imunizados com a proteína PspA4Pro adicionada da vacina celular pertussis como adjuvante, ou com a vacina polissacarídica conjugada PCV13. A proteção contra desafios respiratórios com pneumococos de ST1 e ST3 foi avaliada. A resposta imune foi caracterizada pela indução de anticorpos específicos e pela funcionalidade destes por ensaios in vitro. A resposta imune pulmonar foi avaliada com enfoque na resposta de neutrófilos, que são importantes componentes da imunidade ao pneumococo. Ambas as vacinas conferiram proteção aos camundongos AIRmin contra o pneumococo de ST1, mas não contra o de ST3, que apresenta alta virulência. Por outro lado, as vacinas protegeram os camundongos BALB/c contra o ST3, enquanto os camundongos AIRmax, mesmo não vacinados, foram resistentes à infecção. Ambas as vacinas induziram altos níveis de anticorpos específicos; entretanto, os níveis nos camundongos AIRmin foram mais baixos, quando comparados aos camundongos BALB/c. As IgGs anti-PspA dos soros dos camundongos AIRmin apresentaram reatividade diferenciada contra fragmentos da proteína e reduzida capacidade de indução da deposição de complemento na superfície do pneumococo de ST3. As IgGs anti-Polissacarídeo 3 do soro destes camundongos apresentaram reduzida capacidade de ligação à superfície e de aglutinação do pneumococo de ST3, além de reduzida capacidade de indução de opsonofagocitose da bactéria in vitro. Camundongos AIRmin vacinados não foram capazes de controlar a carga bacteriana nos pulmões e apresentaram reduzida infiltração de neutrófilos no trato respiratório. Além disso, apresentaram menores números de neutrófilos no sangue. Entretanto, a capacidade destas células de fagocitar pneumococo do ST3 in vitro foi semelhante à dos neutrófilos das outras linhagens. Os resultados deste trabalho mostram que a alta susceptibilidade dos camundongos AIRmin ao pneumococo e a falha na proteção das vacinas contra o ST3 estão relacionadas a diversos componentes da resposta imune, em especial aos níveis reduzidos de neutrófilos circulantes e a características funcionais dos anticorpos. Os dados obtidos neste trabalho contribuem para o entendimento da imunidade contra o pneumococo de ST3. |
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Caracterização da resposta imune a vacinas contra Streptococcus pneumoniae em diferentes condições de resposta inflamatória agudaCharacterization of the immune responses to vaccines against Streptococcus pneumoniae in different conditions of acute inflammatory responsesStreptococcus pneumoniaeStreptococcus pneumoniaeAnimal modelsImmune responseModelos animaisResposta imuneSerotype 3Sorotipo 3VaccineVacinaStreptococcus pneumoniae (pneumococo) é uma bactéria Gram positiva que coloniza a nasofaringe de indivíduos saudáveis, mas que pode causar doenças graves como meningite, pneumonia e sepse. Em 2019, ocorreram 829.000 mortes por doenças pneumocócicas no mundo todo, sendo 225.000 em menores de quatro anos. O polissacarídeo capsular é um importante fator de virulência que protege a bactéria contra a fagocitose por células do hospedeiro. A sua variabilidade determina os mais de cem sorotipos (ST) existentes. As vacinas licenciadas atualmente são compostas por até 20 polissacarídeos capsulares conjugados a proteínas. Vacinas baseadas em proteínas são estudadas como alternativas para indução de proteção independente de ST, destacando-se a proteína A da Superfície do Pneumococo (PspA), que participa da virulência da bactéria. A resposta inflamatória alterada predispõe ao desenvolvimento da doença pneumocócica. Nosso grupo estudou a resposta imune inata contra o pneumococo em camundongos das linhagens AIRmin e AIRmax, que apresentam, respectivamente, baixa e alta resposta inflamatória aguda. Os camundongos AIRmin apresentam maior susceptibilidade à infecção por pneumococo. Neste trabalho, a resposta imune adaptativa a vacinas pneumocócicas foi estudada neste modelo. Camundongos AIRmin, AIRmax e BALB/c foram imunizados com a proteína PspA4Pro adicionada da vacina celular pertussis como adjuvante, ou com a vacina polissacarídica conjugada PCV13. A proteção contra desafios respiratórios com pneumococos de ST1 e ST3 foi avaliada. A resposta imune foi caracterizada pela indução de anticorpos específicos e pela funcionalidade destes por ensaios in vitro. A resposta imune pulmonar foi avaliada com enfoque na resposta de neutrófilos, que são importantes componentes da imunidade ao pneumococo. Ambas as vacinas conferiram proteção aos camundongos AIRmin contra o pneumococo de ST1, mas não contra o de ST3, que apresenta alta virulência. Por outro lado, as vacinas protegeram os camundongos BALB/c contra o ST3, enquanto os camundongos AIRmax, mesmo não vacinados, foram resistentes à infecção. Ambas as vacinas induziram altos níveis de anticorpos específicos; entretanto, os níveis nos camundongos AIRmin foram mais baixos, quando comparados aos camundongos BALB/c. As IgGs anti-PspA dos soros dos camundongos AIRmin apresentaram reatividade diferenciada contra fragmentos da proteína e reduzida capacidade de indução da deposição de complemento na superfície do pneumococo de ST3. As IgGs anti-Polissacarídeo 3 do soro destes camundongos apresentaram reduzida capacidade de ligação à superfície e de aglutinação do pneumococo de ST3, além de reduzida capacidade de indução de opsonofagocitose da bactéria in vitro. Camundongos AIRmin vacinados não foram capazes de controlar a carga bacteriana nos pulmões e apresentaram reduzida infiltração de neutrófilos no trato respiratório. Além disso, apresentaram menores números de neutrófilos no sangue. Entretanto, a capacidade destas células de fagocitar pneumococo do ST3 in vitro foi semelhante à dos neutrófilos das outras linhagens. Os resultados deste trabalho mostram que a alta susceptibilidade dos camundongos AIRmin ao pneumococo e a falha na proteção das vacinas contra o ST3 estão relacionadas a diversos componentes da resposta imune, em especial aos níveis reduzidos de neutrófilos circulantes e a características funcionais dos anticorpos. Os dados obtidos neste trabalho contribuem para o entendimento da imunidade contra o pneumococo de ST3.Streptococcus pneumoniae (pneumococcus) is a Gram-positive bacterium that colonizes the nasopharynx of healthy individuals, but it can cause serious diseases like meningitis, pneumonia, and sepsis. In 2019, there were 829,000 deaths from pneumococcal diseases in the world, 225,000 of which were of children under four years. The capsular polysacharide is an important virulence factor that protects bacteria from host cell phagocytosis. Its variability determines the more than one hundred existing serotypes (ST). Currently licensed vaccines are composed of up to 20 capsular polysacharides conjugated to proteins. Protein-based vaccines are studied as alternatives to induce a ST independent protection, being the Pneumococcal Surface Protein A (PspA) a prominent antigen, that participates in bacterial virulence. Alterations in inflammatory responses may predispose the development of pneumococcal disease. Our group studied the innate immune responses against pneumococcus in AIRmin and AIRmax mice lineages, which present, respectively, low and high acute inflammatory responses. AIRmin mice were more susceptible to the pneumococcal infection. In this work, the adaptive immune response to pneumococcal vaccines was studied in this model. AIRmin, AIRmax and BALB/c mice were immunized with PspA4Pro combined to the cellular pertussis vaccine as adjuvant, or with the polysaccharide conjugate vaccine PCV13. Protection against respiratory challenge with ST1 and ST3 pneumococci was assessed. Immune responses were characterized by the induction of specific antibodies and their functionality by in vitro assays. Pulmonary immune responses were evaluated, focusing on the responses of neutrophils, which are important components of immunity to pneumococcus. Both vaccines provided protection to AIRmin mice against pneumococci from ST1, but not against ST3, which presents high virulence. On the other hand, vaccines protected BALB/c mice against ST3, while AIRmax mice, even unvaccinated, were resistant to infection. Both vaccines induced high levels of specific antibodies; however, the levels in AIRmin mice were lower when compared to the levels in BALB/c. Anti-PspA IgG from AIRmin sera showed different reactivity against protein fragments and reduced capacity to induce complement deposition on the surface of ST3. AntiPolysacharide 3 IgG from the sera of these mice showed reduced surface binding and agglutination capacities to ST3, in addition to reduced induction of bacterial opsonophagocytosis in vitro. Vaccinated AIRmin mice were unable to control the bacterial loads in the lungs and presented reduced infiltration of neutrophils in the respiratory tract. Furthermore, they presented lower number of neutrophils in theblood. Nonetheless, the capacity of these cells to phagocyte ST3 in vitro was similar to neutrophils from other lineages. The results demonstrated that the high susceptibility of AIRmin mice to pneumococcus and the failure of vaccines to protect them against ST3 are related to several components of the immune responses, in particular to the reduced levels of circulating neutrophils and to functional characteristics of the antibodies. Data obtained in this study contribute to the understanding of the immunity against ST3 pneumococcus.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPOliveira, Maria Leonor Sarno deOliveira, Giuliana Stephani de2023-11-08info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/87/87131/tde-17052024-083009/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/openAccesspor2025-03-26T13:53:02Zoai:teses.usp.br:tde-17052024-083009Biblioteca 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:27212025-03-26T13:53:02Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false |
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