Peptídeos solúveis de Leishmania spp. conjugados em nanopartículas superparamagnéticas como alternativa para ensaios de imunoadsorção enzimática

Abstract

Resumo: As leishmanioses são um espectro de doenças, causadas por protozoários do gênero Leishmania, que se apresentam nas formas de Leishmaniose Tegumentar cutânea, muco cutânea ou disseminada; e Leishmaniose Visceral dependendo da espécie do parasito. Em diversos países do mundo, incluindo o Brasil, é um problema de saúde pública. Assim é importante o controle epidemiológico da doença e a necessidade de um diagnóstico eficaz como medidas profiláticas. No entanto, os diagnósticos existentes apresentam deficiências, principalmente no que se diz respeito a reatividade cruzada com proteínas de outros parasitas. Para aprimorar o sorodiagnóstico, as nanopartículas magnéticas têm sido aplicadas no diagnóstico imunológico principalmente devido às suas propriedades de se desprender rapidamente de um campo magnético externo, o que reduz o tempo de diagnóstico. A funcionalização desses nanomateriais também permite o isolamento específico de analitos alvo, melhorando a sensibilidade e a eficiência de imunoensaios, como o ensaio ELISA. O presente estudo teve como objetivo conjugar um peptídeo antigênico de Leishmania spp. preditos a partir de ferramentas de bioinformática em nanopartículas superparamagnéticas (NPSPMs) funcionalizadas com poli(etilenoglicol) (PEG) sintetizadas pelo método de coprecipitação como alternativa para melhorar o sorodiagnóstico de leishmaniose. Por meio de ferramentas de bioinformática, foi selecionada uma das 17 proteínas hipotéticas de L. infantum: LiHyT (XP_001465138.1). Essa proteína demonstrou ser conservada entre as principais espécies de Leishmania e pouco conservada em outras espécies de Trypanosoma, Plasmodium, Mycobacterium, Paracoccidioides, Histoplasma e Toxoplasma. A partir desta proteína, foram preditos dois epítopos de células B através do programa ABCPred. Em seguida, o epítopo de célula B que apresentou boa solubilidade em água e continha pelo menos um aminoácido cisteína em sua sequência foi selecionado e nomeado de pept1. Este antígeno peptídico foi então associado as NPSPMs/PEG através do ancoramento pela cisteína e avaliado sua capacidade de diagnóstico em um imunoensaio enzimático otimizado. Os resultados apresentaram acurácia diagnóstica de LTH de 0,8398 com sensibilidade de 75% (95 IC% 50,50 - 89,82) e especificidade de 87,50% (95 IC% 71,93 - 95,03) e acurácia de LVH de 0,9258 com sensibilidade de 87,50% (95 IC% 63,98 - 97,78) e especificidade 87,50% (95 IC% 71,93 - 95,03).Os resultados obtidos podem levar ao uso do antígeno proposto para fins comerciais e levar a novos métodos de nanodiagnóstico nos locais de atendimento.

Abstract: Leishmaniases are a spectrum of diseases, caused by protozoa of the genus Leishmania, which are presented in the forms of Cutaneous Tegumentary Leishmaniasis, mucocutaneous or disseminated Leishmaniasis; and Visceral Leishmaniasis depending on the parasite species. In several countries around the world, including Brazil, it is a public health problem. Thus, the epidemiological control of the disease is important and the need for an effective diagnosis as prophylactic measures. However, existing diagnostics have shortcomings, especially with regard to cross-reactivity with proteins from other parasites. To improve serodiagnosis, magnetic nanoparticles have been applied in immunological diagnosis mainly due to their properties of quickly detaching themselves from an external magnetic field, which reduces diagnostic time. The functionalization of these nanomaterials also allows the specific isolation of target analytes, improving the sensitivity and efficiency of immunoassays, such as the ELISA assay. The present study aimed to conjugate an antigenic peptide from Leishmania spp. predicted from bioinformatics tools in superparamagnetic nanoparticles (SPMSPs) functionalized with poly(ethylene glycol) (PEG) synthesized by the coprecipitation method as an alternative to improve the serodiagnosis of leishmaniasis. Using bioinformatics tools, one of the 17 hypothetical L. infantum proteins was selected: LiHyT (XP_001465138.1). This protein proved to be conserved among the main species of Leishmania and poorly conserved in other species of Trypanosoma, Plasmodium, Mycobacterium, Paracoccidioides, Histoplasma and Toxoplasma. From this protein, two B-cell epitopes were predicted using the ABCPred program. Then, the B cell epitope that showed good solubility in water and contained at least one cysteine amino acid in its sequence was selected and named pept1. This peptide antigen was then associated with SPMNPs/PEG through cysteine anchorage and evaluated for its diagnostic capacity in an optimized enzyme immunoassay. The results showed an TL diagnostic accuracy of 0.8398 with a sensitivity of 75% (95 CI% 50.50 - 89.82) and specificity of 87.50% (95 CI% 71.93 - 95.03) and accuracy of VL of 0.9258 with sensitivity of 87.50% (95 CI% 63.98 - 97.78) and specificity 87.50% (95 CI% 71.93 - 95.03). The results obtained may lead to the use of the proposed antigen for commercial purposes and lead to new nanodiagnostic methods at the point of care.