Polissacarídeo capsular do Streptococcus agalactiae como antígeno vacinal: desenvolvimento de um modelo vacinal para mucosas com Nanopartícula de quitosana

• Main Author: Hacker, Sibylle Sophie
• Other Authors: Stephano, Marco Antonio
• Format: Others
• Language: pt
• Published: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP 2018
• Subjects: Conjugate vaccine; Imunização via mucosa sublingual; Nanoparticle; Nanopartícula; Polissacarídeo; Polysaccharide; Streptococcus agalactiae; Sublingual mucosal immunization; Vacina
• Online Access: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/9/9134/tde-28012019-104318/

A bactéria gram-positiva Streptococcus agalactiae do grupo B (GBS) faz parte da microbiota normal do trato geniturinário humano, sendo um organismo comensal do corpo da mulher. No entanto, em mulheres grávidas, quando há alterações na composição microbiana do canal vaginal, pode ocorrer a proliferação e a infecção pelo GBS. Este microrganismo, em sua forma patogênica oportunista, pode infectar o neonato durante o parto natural, assim como contribuir para infecções urinárias e uterinas durante a gestação. O GBS já foi identificado como um dos responsáveis pela alta taxa de mortalidade neonatal, sendo um dos principais agentes de infecção em recém-nascidos no mundo. Ele também pode ser a causa de infecções nas gestantes, levando a várias complicações, como corioamnionite, endometrite e infecções do trato urinário e do sítio cirúrgico. Pode haver comprometimento da gestação e do feto, com abortamento, morte fetal intrauterina e ruptura da membrana coriônica, levando a parto prematuro - que pode resultar em outras consequências graves. Este trabalho foi desenvolver um modelo vacinal para mucosa sublingual, utilizando o polissacarídeo capsular do Streptococcus agalactiae como antígeno, encapsulado em Nanopartículas de quitosana. Para o estudo de otimização dos parâmetros de fermentação, para aumentar a produtividade de cápsula polissacarídica (PS) presente na superfície celular, utilizou-se o Banco de Dados Kegg (Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes). A adição do suplemento L-Prolina foi o que propiciou a principio, maior relação entre crescimento bacteriano e formação de cápsula polissacarídica. A purificação e extração da cápsula polissacarídica foi realizada com etapas sucessivas de ultra filtração tangencial e precipitação alcóolica dos contaminantes. As caracterizações físico-químicas: difração de raios-X (DRX), cromatografia gasosa (CGMS), ressonância magnética (NMR) e determinação de açúcares pelo método fenol-sulfúrico, foram realizadas para identificação da composição e estrutura monossacarídica de açucares. O PS isolado apresenta ramificações de fucose, manose, glicose, galactose e N-acetil-glucosamina, apresentando estrutura amorfa. A liofilização do polissacarídeo foi realizada para fins de concentração e conservação. A encapsulação do polissacarídeo acoplada quimicamente com OVA, em uma Nanopartícula de quitosana, teve como finalidade aumentar a mucoadesividade e possibilitar maior absorção do antígeno entre as células da junção epitelial das mucosas sublinguais. A partir da análise de DLS (Espalhamento dinâmico de luz), as Nanopartículas apresentaram dimensões entre 200 a 400 nm e o Potencial Zeta acima de 20. O índice de polidispersão (PDI) está dentro do esperado (abaixo de 0.3). A capacidade de encapsulamento em relação à OVA foi de 92,8% dos grupos que continham PS. O teste IgG sérica total mostrou que o grupo G2 (Nanopartícula com Polissacarídeo e Proteína acoplados) foi o que teve maior reatividade no teste de ELISA, pela Análise de Variância (ANOVA) com ferramenta de Bonferrone. O teste sIgA mostrou que o grupo G2 (Nanopartícula com Polissacarídeo e Proteína acoplados) foi o que teve maior concentração de anticorpo sIgA total. Como resultado e conclusão, o polissacarídeo capsular do Streptococcus agalactiae é um bom candidato a antígeno vacinal. === Gram-positive bacteria Streptococcus agalactiae group B (GBS) is part of the normal microbiota of the human genitourinary tract, being a commensal organism of the female body. However, in pregnant women, when there are changes in the microbial composition of the vaginal canal, GBS proliferation and infection may occur. This microorganism, in its opportunistic pathogenic form, can infect the neonate during natural childbirth, as well as contribute to urinary and uterine infections during pregnancy. The GBS has already been identified as one of the responsible for the high neonatal mortality rate, being one of the main agents of infection in newborns in the world. It can also be the cause of infections in pregnant women, leading to various complications such as chorioamnionitis, endometritis, and urinary tract and surgical site infections. There may be pregnancy and fetal impairment, with abortion, fetal intrauterine death, and rupture of the chorionic membrane, leading to premature labor - which can result in other serious consequences. This work was to develop a vaccine model for sublingual mucosa using the capsular polysaccharide of Streptococcus agalactiae as antigen, encapsulated in chitosan nano particles. For the study of optimization of the fermentation parameters, the Kegg (Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes) database was used to increase the productivity of polysaccharide capsule (PS) present on the cell surface. The addition of the L-Proline supplement gave rise to a higher ratio between bacterial growth and polysaccharide capsule formation. The purification and extraction of the polysaccharide capsule was performed with successive stages of tangential ultrafiltration and alcoholic precipitation of the contaminants. The physicochemical characterization of X-ray diffraction (XRD), gas chromatography (CGMS), magnetic resonance (NMR) and determination of sugars by the phenol-sulfuric method were performed to identify the composition and monosaccharide structure of sugars. The isolated PS presents branches of fucose, mannose, glucose, galactose and N-acetyl-glucosamine, presenting amorphous structure. Lyophilization of the polysaccharide was performed for concentration and conservation purposes. The encapsulation of the polysaccharide coupled chemically with OVA in a chitosan nano particle was aimed at increasing mucoadhesiveness and allowing greater absorption of the antigen between the cells of the sublingual mucosal epithelial junction. From the analysis of DLS (dynamic light scattering), the nanoparticles presented dimensions between 200 to 400 nm and the Zeta potential above 20. The polydispersity index (PDI) is within the expected range (below 0.3). The encapsulation capacity for OVA was 92.8% of the groups containing PS. The total serum IgG test showed that the G2 group (Nano particle with Polysaccharide and Protein coupled) was the one that had the highest reactivity in the ELISA test, by Analysis of Variance (ANOVA) with Bonferrone tool. The sIgA test showed that the G2 group (Nanoparticle with Polysaccharide and Protein coupled) had the highest concentration of total sIgA antibody. As a result and conclusion, the capsular polysaccharide of Streptococcus agalactiae is a good candidate for vaccine antigen.