Evaluation of the immunogenic and protective potential of two vaccine strategies against Chagas disease: DNA enconding NTPDase-1 and recombinant NTPDase-1 in BALB/c female mice

A doença de Chagas é causada pelo protozoário hemoflagelado Trypanosoma cruzi. Hospedeiros mamíferos são normalmente infectados através do contato de fezes contaminadas do vetor triatomíneo com feridas na pele, conjuntiva e membranas mucosas oral e nasal. O Benznidazol é o único medicamento para tratamento da doença no Brasil, entretanto apresenta diversos efeitos colaterais e é eficiente apenas na fase aguda. Embora a transmissão vetorial seja o mecanismo predominante, a transmissão oral tornou-se comum no Brasil. Tendo em vista o crescimento do número de casos não vetoriais de transmissão da doença, além do tardio ou ausente diagnóstico e toxicidade do medicamento disponível, é de extrema importância desenvolver uma vacina eficaz e segura para controle da doença. Assim, o objetivo do trabalho foi avaliar a resposta imune induzida pela vacina de DNA recombinante codificando NTPDase-1 de Trypanosoma cruzi (DNA/NTPDase-1) e pela vacina de NTPDase-1 recombinante (rNTPDase-1) em camundongos BALB/c. A imunização com a proteína recombinante induziu produção mais rápida de IgG total específica e níveis mais elevados de IgG1 e IgG2a em comparação a vacina de DNA/NTPDase-1. O perfil de células T revelou frequência similar de CD3 + /CD4 + e CD3 + /CD8 + entre os grupos proteína, DNA e controle. Houve aumento na frequência de células T ativadas (CD4 + /CD44 + e CD8 + /CD44 + ) no grupo vacinado com rNTPDase-1 em comparação aos grupos controle e DNA/NTPDase-1. O nível de citocinas Th1 (TNF-α e IFN-γ) não diferiu entre os grupos vacinados, enquanto o nível de citocinas Th2 (IL-6 e IL-10) foi menor nos grupos DNA e proteína recombinante em relação ao controle. O nível de óxido nítrico (NO) aumentou em camundongos imunizados com a proteína recombinante. Após o desafio, observamos que a imunização com DNA/NTPDase-1 reduziu a carga parasitária no tecido cardíaco quando comparada aos grupos controle e rNTPDase-1. Além disso, observamos sobrevivência de 100% nos dois grupos vacinados, enquanto 50% dos animais morreram no grupo controle. Dessa forma, o estímulo para produção de anticorpos específicos, a ativação de células T CD4 + e CD8 + , a redução na produção de citocinas anti-inflamatórias e o aumento da produção de NO obtidos no esquema vacinal usando proteína rNTPDase-1 e a redução da carga parasitária no tecido cardíaco induzido por DNA/NTPDase-1 demonstram a potencialidade desse antígeno para o desenvolvimento de vacina para o controle da doença de Chagas.Chagas disease is caused by haemoflagellated protozoan Trypanosoma cruzi. Mammal hosts are ordinarily infected through of contact of the triatomine vector-contaminated feces with skin breaks, conjunctiva, oral and nasal mucosa. Benznidazole is the only drug to treat the disease in Brazil however it has several side effects and is effective only in the acute phase. Although vector transmission is the predominant mechanism, oral transmission has become common in Brazil. In view of the increase in the number of non-vector cases of disease transmission, in addition to the late or absent diagnosis and toxicity of the available drug, it is extremely important to develop an effective and safe vaccine for disease control. Thus, the aim of the work was to evaluate the immune response induced by recombinant DNA vaccine encoding T. cruzi NTPDase-1 (DNA/NTPDase-1) and recombinant NTPDase-1 vaccine in BALB/c mice. The immunization with the recombinant protein induced faster production of total specific IgG and higher levels of IgG1 and IgG2a compared to DNA/NTPDase-1 vaccine. The T cell profile showed a similar frequency of CD3 + /CD4 + and CD3 + /CD8 + between the protein, DNA and control groups. There was an increased frequency of activated T cells (CD4 + /CD44 + e CD8 + /CD44 + ) in rNTPDase-1 vaccinated group compared to the control and DNA/NTPDase-1 groups. The level of Th1 cytokines (TNF-α and IFN-γ) did not differ between the vaccinated groups, while the level of Th2 cytokines (IL-6 and IL-10) was lower in the DNA and recombinant protein groups compared to the control. The nitric oxide (NO) level increased in immunized mice with recombinant protein. After the challenge, we observed immunization with DNA/NTPDase-1 reduced parasite burden in cardiac tissue when compared to the control and rNTPDase-1 groups. Moreover we observed 100% survival on both vaccinated groups, while 50% of the animals died in the control group. Therefore, the stimulus for specific antibody production, the activation of CD4 + and CD8 + T cells, reduction in the production of anti-inflammatory cytokines and increase of NO production in the vaccine scheme using rNTPDasse-1 protein and the reduction of parasitic load in the cardiac tissue induced by DNA/NTPDase-1 demonstrate the potential of this antigen for the development of vaccine for the control of Chagas ́s disease.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superio