UTILIZAÇÃO DO QUORUM SENSING NA EXPRESSÃO DE ANTÍGENOS VACINAIS EM Escherichia coli Enterotoxigênica

• Main Author: Sturbelle, Régis Tuchtenhagen
• Other Authors: CPF:20732660025
• Format: Others
• Language: Portuguese
• Published: Universidade Federal de Pelotas 2014
• Subjects: Quorum sensing; Conditioned media; Escherichia coli; Swine colibacillosis; Meio condicionado; Colibacilose suína; CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS::MICROBIOLOGIA
• Online Access: http://guaiaca.ufpel.edu.br/handle/123456789/1272

Made available in DSpace on 2014-08-20T13:32:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dissertacao_regis_sturbelle.pdf: 477794 bytes, checksum: d7692995394f46dd2524f4a667bb1ce6 (MD5) Previous issue date: 2009-10-29 === One of the most important sanitary problems that cause economic losses in swine industry is the diarrhea caused by Enterotoxigenic Escherichia coli (ETEC). It is the main infectious cause of mortality for animals in suckling and post-weaning periods. Their primary factors of pathogenicity are the fimbriae, which bond the bacteria to specific receptors of the enterocytes. This causes a succession of events, brought about by the enterotoxins, the stable toxins (ST) and heat-labile toxins (LT), leading to diarrhea. Another important structure is the flagellum, which has an important role in cell stimulation to produce pro-inflammatory cytokines through the interaction with Toll-like receptors (TLR5), signaling cell recruitment and activation, thus increasing local inflammation as well as antigen presentation to lymphocytes. Quorum Sensing is a signaling system among bacteria that uses substances denominated autoinducers (AI). When the auto-inducers reach a certain concentration, due to an increase of cell density, there is an activation of transcriptional factors, which regulate the gene expression. The catecholamines (adrenaline and noradrenalin), produced by nervous cells, use the auto-inducer type 3 (AI-3) pathway. These have a significant role in gene expression as they stimulate the growth and the expression of virulence factors of the Escherichia coli. The goal of the present study was to produce experimental vaccines containing total cultures of ETEC cultivated in different induction conditions, mediated by the conditioned media (mc) so as to study the expression of vaccine antigens. Different concentrations of mc were used, with the 50% of conditioned media added with 500 μM of adrenaline having the major initial growth and antigen expression. In the motility assay, a sixteen-fold increase was observed in comparison to the control. By the ELISA, hemoagglutination, hemoagglutination inhibition and Dot Blot techniques, a higher expression of fimbriae (F4) was observed, whereas by Dot Blot, ELISA and RT-PCR techniques an increase of LT expression was observed. Based on this data a bacterin was prepared using 50% of mc and 500 μM of adrenaline, with Al(OH)3 as an adjuvant. Five weeks old Swiss female mice were vaccinated twice with 250 μL subcutaneously on days 0 and 8 14. The vaccine immune response was evaluated by ELISA and hemoagglutination inhibition. The mc bacterin vaccinated group respond with a seroconversion significantly higher that the control group. These results suggest that the presence of mc with adrenaline is capable of activating the expression of important vaccine antigens, therefore making bacterin more efficient. === Um dos maiores problemas sanitários que causam prejuízo à suinocultura é a diarréia causada por Escherichia coli Enterotoxigênica (ETEC). Esta é a causa infecciosa mais comum de mortalidade em animais em aleitamento e no período pós-desmame. Os fatores primários de patogenicidade desta bactéria são as fímbrias, que as ancoram a receptores específicos dos enterócitos permitindo que as enterotoxinas, toxinas termo estáveis (ST) e toxinas termo lábeis (LT) desencadeiem uma sucessão de eventos levando à diarréia. Outra estrutura é o flagelo que possui um papel na estimulação de células na produção de citocinas pró-inflamatórias através da interação com receptores Toll-like 5 (TLR5), sinalizando o recrutamento e ativação de células, desta forma ampliando a inflamação local bem como a apresentação de antígeno aos linfócitos. Quorum Sensing é um sistema de sinalização entre as bactérias, os quais produzem substâncias denominadas de auto-indutores (AI). Quando os auto-indutores alcançam uma determinada concentração, decorrente do aumento da densidade celular ocorre uma ativação de fatores transcricionais que acabam regulando a expressão gênica. As catecolaminas (adrenalina e noradrenalina), produzidas pelas células nervosas, utilizam a via de sinalização do auto-indutor tipo 3 (AI-3) que têm um papel significante na expressão gênica, estimulando o crescimento e a expressão de fatores de virulência de Escherichia coli. O objetivo deste estudo foi utilizar o sistema de sinalização Quorum Sensing para induzir a expressão in vitro de antígenos vacinais de Escherichia coli Enterotoxigênica cultivadas em diferentes condições de indução mediada pelos meios condicionados (mc). Diferentes concentrações de mc foram utilizadas, sendo que o maior crescimento inicial e a maior expressão de antígenos de interesse foram obtidos com 50% de meio condicionado adicionado de 500 μM de adrenalina. No ensaio de motilidade foi observado um aumento de 16 vezes em relação ao controle. Pelas técnicas de ELISA, hemaglutinação, inibição da hemaglutinaçõa e Dot blot foi observado uma maior expressão de fimbria (F4) e pelas técnicas de Dot blot, ELISA e RT-PCR foi observado aumento da expressão de LT. Baseado nesses dados 6 testou-se uma bacterina utilizando 50% de mc e 500 μM de adrenalina com Al(OH)3 como adjuvante. Foram utilizados camundongos Swiss fêmeas com 5 semanas de idade que foram vacinados por via subcutânea com 250 μL nos dias 0 e 14. A avaliação da resposta imune foi realizada através de soroconversão frente aos antígenos estudados por meio de ELISA e inibição da hemaglutinação. O grupo vacinado com a bacterina com mc obteve uma soroconversão significativamente superior ao grupo controle. Estes resultados sugerem que a presença de mc com adrenalina são capazes de ativar a expressão de importantes antígenos vacinais, tornando desta forma a bacterina mais eficiente.