Estabelecimento de um ensaio funcional de ligação de proteínas de merozoítas de Plasmodium vivax a eritrócitos humanos por citometria de fluxo

• Main Author: Katia Sanches Françoso
• Other Authors: Irene da Silva Soares
• Language: Portuguese
• Published: Universidade de São Paulo 2012
• Subjects: Citometria de fluxo; Malária; Parasitologia; Plasmodium vivax; Flow cytometry; Malaria; Parasitology
• Online Access: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/9/9136/tde-01032013-101304/

A invasão de eritrócitos por merozoítas de Plasmodium é um processo bastante complexo em que várias proteínas do parasita interagem com receptores presentes na célula hospedeira. É nossa hipótese que o Antígeno 1 de Membrana Apical (AMA-1) e a Proteína 1 da Superfície do Merozoíta (MSP1) estejam envolvidas na adesão ao eritrócito, no momento da invasão. Sendo assim, o objetivo deste estudo foi avaliar a capacidade de ligação de proteínas de merozoítas de P. vivax a eritrócitos humanos utilizando um novo ensaio de citometria de fluxo e o clássico ensaio de citoaderência. Para tanto, a ligação das proteínas recombinantes correspondentes à região C-terminal de 19 kDa da MSP1 (PvMSP119), ao ectodomínio (PvAMA-1E) e aos domínios I-II e II de AMA-1 (PvAMA-1DI-II e PvAMA-1DII) foi avaliada por citometria de fluxo utilizando anticorpo fluorescente contra cauda de histidina. A proteína recombinante baseada na região II da Proteína Ligante de Duffy (PvDBP-RII) foi utilizada como controle positivo e a tioredoxina humana como controle negativo. Os dados foram expressos pela média da intensidade de fluorescência (MIF). Os resultados dos ensaios de citometria de fluxo confirmaram a ligação de PvDBP-RII a eritrocitos Duffy A (MIF=1997±405) e Duffy B (MIF= 5760±303). No entanto, não foi possível detectar a ligação de PvMSP119 (MIF=201±47), de PvAMA-1E (MIF=536±99) e dos domínios PvAMA- 1DI-II (MIF=120±12) e PvAMA-1DII (MIF=179±30). Soro policlonal de camundongos BALB/c imunizados com PvDBP-RII foi capaz de inibir a ligação da proteína aos eritrócitos em até 66%. Tais resultados foram confirmados pelo ensaio clássico de citoaderência. Para tanto, células COS-7 foram transfectadas com plasmídeos recombinantes codificando as proteínas PvDBPRII, PvMSP119, PvAMA-1DI-II e PvAMA-1DIII em fusão com GFP. A eficiência de transfecção e a expressão destas proteínas na superfície das células foram confirmadas por citometria de fluxo, utilizando anticorpos policlonais produzidos em camundongos. A ligação foi avaliada pela formação de rosetas entre as células transfectadas e eritrócitos humanos por microscopia de fluorescência. Observamos que as células transfectadas expressando PvDBP-RII foram capazes de se ligar a eritrócitos humanos Duffy A (274±144 rosetas/25 campos) e Duffy B (356±129 rosetas/25 campos). No entanto, não foram visualizadas rosetas nos ensaios realizados com células expressando PvMSP119, PvAMA-1E, PvAMA-1DI-II e PvAMA-1DIII, indicando a ausência de ligação destas proteínas a eritrócitos humanos. Soro de camundongos imunizados com PvDBP-RII foi capaz de inibir a ligação aos eritrócitos em até 99%. Os resultados obtidos nesse trabalho demonstram que fomos capazes de desenvolver um ensaio baseado em citometria de fluxo para avaliação da ligação de proteínas a eritrócitos humanos, cujos resultados foram confirmados pelo ensaio clássico de citoaderência. No entanto, não foi possível detectar a ligação das proteínas PvMSP119 e PvAMA-1 a eritrócitos humanos. === The invasion of erythrocytes is a complex process in which the Merozoite Surface Proteins (MSPs) are responsible for initial adhesion and the P. vivax Duffy Binding Protein (PvDBP) is involved on junction formation. In addition, there are evidences that the Apical Membrane Antigen (AMA-1) plays a fundamental role on invasion; however, the exact mechanism is still being investigated. The aim of the present study was to evaluate the ability of P. vivax merozoite antigens to bind to human erythrocytes using a new flow cytometry assay and the classical cytoaherence assay. The binding assay was performed by flow cytometry using fluorescent antibody against histidine tag present on recombinant proteins based on 19 kDa C-terminal fragment of MSP1 (PvMSP119), the ectodomain (PvAMA-1E) and domains I-II and II of AMA-1 (PvAMA-1DI-II and PvAMA-1DII). The recombinant protein based on the region II of DBP (PvDBP-RII) was used as positive control and human thioredoxin as negative control. Data were expressed as mean of fluorescent intensity (MFI). The results of flow cytometry assays confirmed the binding of PvDBP-RII to human Duffy A (MFI=1997±405) and Duffy B (MFI= 5760±303) erythrocytes. However, we were not able to detect the binding of PvMSP119 (MFI=201±47), PvAMA-1E (MFI=536±99), PvAMA-1DI-II (MFI=120±12) or PvAMA-1DII (MFI=179±30). Sera from BALB/c mice immunized with PvDBP-RII inhibited binding up to 66%. These results were confirmed by classic cytoadherence assay. COS-7 cells were transfected with plasmids encoding the proteins PvDBP-RII, PvMSP119, PvAMA-1DI-II or PvAMA-1DIII fused to GFP. The transfection efficiency and expression of proteins on cell surface were confirmed by flow cytometry using polyclonal antibodies raised on mice. The binding was evaluated by the number of rosettes formed between transfected cells and human erythrocytes using fluorescent microscope. The cells expressing PvDBP-RII were able to bind Duffy A (274±144 rosettes/25 fields) and Duffy B (356±129 rosettes/25 fields) human erythrocytes. On the other hand, PvMSP119, PvAMA1E, PvAMA-1DI-II and PvAMA-1DIII failed to bind human erythrocytes and specific rosettes were not observed. Sera from immunized mice inhibited binding of PvDBP-RII up to 99%. In conclusion, we developed a binding assay using flow cytometry which can be extremely useful to evaluate the binding of proteins to erythrocytes whose results were confirmed by classic cytoadherence assays, as observed the binding of PvDBP-RII to human erythrocytes. Using both biding assays, we were not able to determine the binding of PvMSP119, nor PvAMA-1 and their domains to human erythrocytes.