Exploration of extracellular vesicles as a novel approach for antigen discovery and vaccine development against plasmodium vivax malaria
- Autores: Miriam Diaz Varela
- Directores de la Tesis: Hernando del Portillo Obando (dir. tes.), Maria Carmen Fernandez Becerra (codir. tes.)
- Lectura: En la Universitat de Barcelona ( España ) en 2019
- Idioma: español
- Tribunal Calificador de la Tesis: Chetan E. Chitnis (presid.), Carlota Dobaño Lázaro (secret.), Juan Manuel Falcón Pérez (voc.)
- Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Medicina e Investigación Traslacional por la Universidad de Barcelona
- Materias:
- Enlaces
- Tesis en acceso abierto en: TESEO
- Resumen
Plasmodium vivax es el parásito que causa malaria humana más extendido geográficamente. Se ha de ampliar la investigación sobre este parásito para desarrollar herramientas adecuadas para su control, entre ellas, una vacuna altamente efectiva. Una característica particular de P. vivax es su preferencia por invadir glóbulos rojos inmaduros, también conocidos como reticulocitos. Curiosamente, estudios ultraestructurales realizados en reticulocitos permitieron el descubrimiento de exosomas, vesículas extracelulares (VEs) de origen endocítico. Los exosomas y otras vesículas extracelulares, fueron vistos inicialmente como una vía selectiva de eliminación de proteínas obsoletas, pero en la actualidad, se sabe que participan en una gran variedad de procesos biológicos. Los exosomas derivados de reticulocitos infectados con P. yoelii, un parásito propenso invadir reticulocitos murinos que se asemeja a P. vivax, contienen proteínas parasitarias. Cuando estos exosomas se usan en inmunizaciones con adyuvante de CpG son capaces de provocar respuestas protectoras duraderas. Esta tesis plantea la hipótesis de que los exosomas derivados de retlculocitos infectados con P. vivax contienen antígenos del parásito y pueden estimular respuestas inmunes. Evaluamos el potencial de las VEs circulantes en infecciones de P. vivax como fuente de antígenos y como activado ras de respuestas de células T. Además, exploramos los exosomas derivados de reticulocitos humanos como una plataforma de vacunación contra la malaria vivax.
Aislamos VEs del plasma de pacientes infectados con P. vivax y determinamos su composición proteica mediante proteómica basada en espectrometría de masas para investigar su potencial uso en el descubrimiento de antígenos. Encontramos proteínas del parásito asociadas a estas vesículas, las cuales podrían actuar como antígenos. De hecho, el análisis in silico de dos de estas proteínas reveló prometedores epítopos citotóxicos de células T. Además, detectamos moléculas HLA clase I y observamos un alterado contenido de proteínas en las vesículas de pacientes con vivax en contienen proteínas parasitarias. Cuando estos exosomas se usan en inmunizaciones con adyuvante de CpG son capaces de provocar respuestas protectoras duraderas. Esta tesis plantea la hipótesis de que los exosomas derivados de retlculocitos infectados con P. vivax contienen antígenos del parásito y pueden estimular respuestas inmunes. Evaluamos el potencial de las VEs circulantes en infecciones de P. vivax como fuente de antígenos y como activado ras de respuestas de células T. Además, exploramos los exosomas derivados de reticulocitos humanos como una plataforma de vacunación contra la malaria vivax.
Aislamos VEs del plasma de pacientes infectados con P. vivax y determinamos su composición proteica mediante proteómica basada en espectrometría de masas para investigar su potencial uso en el descubrimiento de antígenos. Encontramos proteínas del parásito asociadas a estas vesículas, las cuales podrían actuar como antígenos. De hecho, el análisis in silico de dos de estas proteínas reveló prometedores epítopos citotóxicos de células T. Además, detectamos moléculas HLA clase I y observamos un alterado contenido de proteínas en las vesículas de pacientes con vivax en comparación con donantes sanos, lo que sugiere que los VEs circulantes podrían afectar el curso de la infección por P. vivax. A continuación, evaluamos la interacción in vitro de estas vesículas con poblaciones leucocitarias del bazo humano, dada la importancia de este órgano en la inducción de respuestas inmunes adaptativas. Observamos una interacción significativamente elevada de monocitos, células By células T con vesículas de pacientes en comparación con VEs de individuos sanos. Estudiamos la capacidad de estas vesículas para activar las células T, y los resultados preliminares indican que las vesículas circulantes de infecciones de vivax podrían estimular las respuestas de las células T CD8+. Recientes estudios han destacado el posible papel de las respuestas citotóxicas de las células T contra los parásitos de la etapa sanguínea de P. vivax. Paralelamente, analizamos la composición proteómica de los exosomas derivados de reticulocitos humanos y determinamos su capacidad para interactuar con las células presentadoras de antígenos. Identificamos más de 300 proteínas en estas vesículas, incluidas las moléculas HLA de clase I, y descubrimos que estos exosomas podían ser lnternallzados por células presentadoras de antígenos, lo que sugiere su contribución a la presentación antigénica.
En conjunto, nuestros resultados indican que las VEs de las infecciones por vivax pueden usarse en el descubrimiento de antígenos y pueden contribuir a respuestas inmunes mediadas por células que podrían ser críticas para el control de vivax. En particular, los exosomas derivados de reticulocitos representan una potencial plataforma de vacuna. Creemos que este trabajo ha proporcionado nuevas ideas para el desarrollo de vacunas contra la malaria por P. vivax.
