Engenharia, caracterização estrutural e avaliação imunológica de antígenos de DENV, ZIKV e HIV-1

Abstract

Utilizando métodos de engenharia de proteínas e simulação por dinâmica molecular (MD), o propósito deste trabalho foi o desenvolvimento in silico e caracterização de proteínas/peptídeos para uso como antígenos de diagnóstico ou como biomarcador. Os vírus alvos neste estudo foram os vírus da dengue (DENV), zika (ZIKV) e HIV-1. Através da estratégia de threading seguida do de novo design e análise por MD, elementos estruturais da proteína NS1 de DENV foram transplantados para a Top7. Foram desenvolvidas 3 quimeras: 2S20-30_Top7, 7S22-24_Top7 e 8S22-25_Top7. As três proteínas foram avaliadas imunologicamente por ensaios de ELISA e os resultados sugerem que dois antígenos são reconhecidos por anticorpos humanos anti-DENV1 e 2 e reagem moderadamente com anti-DENV-3 e 4, reproduzindo dados da literatura. A metodologia aplicada permite uma triagem evitando o uso dispendioso de alocação computacional e insumos de laboratório. Na segunda parte do trabalho, foi avaliada a estabilidade estrutural da proteína Top7-2F5 após reação de biotinilação. Análises de dicroísmo circular e de MD indicam que o processo de biotinilação não compromete a estrutura nativa da Top7-2F5. Os dados também indicam diferentes propriedades eletrostáticas que induzem a uma menor capacidade de ser reconhecida pelo mAb 2F5 e induz maior solubilidade das proteínas biotiniladas. Na terceira parte, através do método MotifGraft, seguido de análise de MD, dois epítopos da proteína envelope (E) e um da NS4b de ZIKV foram carreados nas proteínas FNIII e TL1A. Também foi identificado um peptídeo baseado na proteína E de ZIKV, com baixo grau de similaridade com os demais flavivírus. A parte C-terminal do peptídeo conserva conformação nativa, possibilitando reconhecimento por anticorpos anti-EZIKV. O peptídeo foi utilizado para obtenção de anticorpos policlonais específicos para ZIKV para o desenvolvimento de um ensaio de ELISA sanduíche.