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Fundación Ramón Areces

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Ciencias de la Vida y de la Materia

Desarrollo de una vacuna contra Fasciola hepática basada en el empleo de herramientas bioinformáticas

Investigador Principal: 
Antonio Muro Álvarez 

Centro de Investigación:
Centro de Investigación de Enfermedades Tropicales de la Universidad de Salamanca (CIETUS). Salamanca.

Sinopsis:
Antonio MuroLa fasciolosis es una enfermedad causada por trematodos del género Fasciola (F. hepatica y F. gigantica) que produce graves daños en las producciones y el bienestar de los rumiantes domésticos. En la actualidad se considera una zoonosis emergente con casos humanos en 51 países y 17 millones de personas infectadas en los cinco continentes. En España está considerada dentro de las enfermedades raras. El tratamiento y el control de la enfermedad están basados en el uso racional de antiparasitarios para los que se ha demostrado el desarrollo de estirpes resistentes. La vacunación aparece como alternativa interesante aunque se encuentra en fase de experimentación.

El objetivo de este proyecto fue ampliar el número de antígenos candidatos vacunales contra la fasciolosis, evaluar su respuesta inmunológica y probar su capacidad inmunoprotectora frente a F. hepatica en modelo experimental. Mediante herramientas bioinformáticas se diseñaron 24 péptidos a partir de secuencias de regiones conservadas de 269 proteínas publicadas de F. hepatica: 12 péptidos que contenían epítopos B y 12 con epítopos T, los cuales fueron sintetizados químicamente. Se estudió la respuesta inmunológica innata y adaptativa, y la capacidad inmunoprotectora usando el sistema de vacunación Adyuvante Adaptación (ADAD) que combina adyuvantes y nuevos inmunomoduladores frente a la infección por F. hepatica en ratones. También se estudió la expresión de genes en el hígado durante la infección por F. hepatica, y en el bazo al término de la inmunización en ratones mediante microarrays de ARN. El análisis estadístico multivariante de la producción de citocinas, dinámica de anticuerpos y subpoblaciones linfocitarias permitió seleccionar los péptidos B1, B2, B5, B6, T14, T15 y T16, al inducir la sobreexpresión de los receptores tipo-Toll TLR-2, TLR-4, TLR-7 y TLR-9, así como el nivel de las citocinas IL-4, IL-10, IFNγ e IL-17 y de las subpoblaciones de linfocitos B y T que están implicados en la generación de memoria inmunológica (CD27, CD62L y CD197), para ser utilizados en ensayos de protección frente a la infección experimental con metacercarias de F. hepatica. Los estudios de protección mostraron gran capacidad inmunoprotectora de la combinación de los péptidos que contenían epítopos T (T14, T15 y T16), ya que produjo una supervivencia de los ratones del 80%, así como una reducción significativa en el número de vermes recuperados y en la magnitud de las lesiones hepáticas macroscópicas al ser formulados en el sistema ADAD con el inmunomodulador AA0029. Finalmente, el estudio del transcriptoma en esplenocitos de ratones inmunizados con la combinación de péptidos T14, T15 y T16 reveló el aumento de la expresión de 68 genes implicados en la respuesta inmunológica celular, respuesta inflamatoria y señalización intercelular.

Los resultados sugieren el uso de péptidos sintéticos diseñados racionalmente utilizando herramientas bioinfomáticas como posibles candidatos vacunales contra la fasciolosis causada por F. hepatica.

Figura 1

Figura 1. Análisis de bicluster para los péptidos B y T formulados con el inmunomodulador AA0029. Los niveles de expresión de las citocinas individuales están representados por colores (de rojo a verde) en el "heatmap", con altos valores de expresión en verde y bajos en rojo.

Figura 2

Figura 2. Curvas de supervivencia de los ratones vacunados con los péptidos sintéticos. En cada gráfico se representa el grupo de infección con una línea de color rojo.


Producción científica:

Artículos generados en Revistas 4
Patentes 1
Comunicaciones en congresos nacionales 4
Comunicaciones en congresos internacionales 8


Relación de artículos:

  • López-Abán J, Esteban A, Vicente B, Rojas-Caraballo J, Del Olmo E, Martínez Fernández AR, Hillyer GV, Muro A. Adaptive immune stimulation is required to obtain high protection with fatty acid binding protein vaccine candidate against Fasciola hepatica in BALB/c mice. Journal of Parasitology 2012, 98: 527-535
  • Martínez-Fernández V, Muiño L, Perteguer MJ, Gárate T, Mezo M, González-Warleta M, Muro A, Correia da Costa JM, Romarís F, Ubeira FM. Development and evaluation of a new lateral flow immunoassay for serodiagnosis of human fasciolosis. PLoSNegl Trop Dis. 2011, 5:e1376.
  • Pérez del Villar L, Burguillo FJ, López-Abán J, Muro A. Systematic review and meta-analysis of artemisinin based therapies for the treatment and prevention of schistosomiasis. PLoS One 2010, 7 e45867
  • Ruano AL, López-Abán J, Gajate C, Mollinedo F, De Melo AL, Muro A. Apoptotic mechanisms are involved in the death of Strongyloidesvenezuelensis after triggering of nitric oxide. Parasite Immunology 2012, 34: 570-580

Patentes:

Denominación: Péptidos sintéticos derivados de Fasciola hepatica y su uso como vacuna.
Inventores/autores/obtentores: Muro Álvarez A, Rojas Caraballo JV, López Abán J, Pérez del Villar Moro L, Vicente Santiago MB, Fernández Soto P.
Entidad titular: Universidad de Salamanca
País de prioridad: España
Fecha: 2013

Relación de comunicaciones en congresos:

  • Rojas J, Vizcaino C, Patarroyo MA, Muro A. Aproximación bioinformática para el diseño de péptidos derivados de proteínas de Fasciola hepatica candidatos a vacuna. VII Congreso de la Sociedad Española de Medicina Tropical y Salud Internacional. Salamanca 2-5 de 2010. EnfEmerg 2010, 12: 49. Presentación Oral.
  • Rojas J, Patarroyo MA, Muro A. Efecto de la producción de óxido nítrico por macrófagos estimulados con péptidos derivados de proteínas de Fasciola hepatica. VII Congreso Sociedad Española de Medicina Tropical y Salud Internacional. Salamanca 2-5 de 2010. EnfEmerg 2010, 12: 50. Presentación Oral.
  • Del Olmo E, Bustos JL, Lopez JL, Andrade MA, Rojas J, de Castro C, Muro A, San Feliciano A. Modulación de la producción de óxido nítrico mediante aminoalcoholes y diaminasalifáticas. VII Congreso Sociedad Española de Medicina Tropical y Salud Internacional. Salamanca 2-5 de 2010. EnfEmerg 2010, 12: 73-4. Presentación Oral.
  • Muro A. Puntos clave para el desarrollo de vacunas frente a trematodos. XII Congreso Ibérico de Parasitología. Zaragoza, 5-8 de julio de 2011. Conferencia invitada.
  • Rojas-Caraballo J, López-Abán J, Fernandez Soto, P, Vicente B and Muro A. Immunological response in BALB/c mice induced by the recombinant Fh15 FABP protein obtained with baculovirus infected insect larvae for vaccination against F. hepatica.XII Congreso Ibérico de Parasitología. Zaragoza,5-8 de julio de 2011. Presentación Oral.
  • Rojas-Caraballo J, López-Abán J, Patarroyo MA, Fernandez Soto, P, Vicente B and Muro A.Immune response in BALB/c mice of peptides derived from Fasciola hepatica containing T and B epitopes designed by bioinformatical tools as vaccine candidates.XII Congreso Ibérico de Parasitología. Zaragoza, 5-8 de julio de 2011. Presentación Oral.
  • Fernández-Soto P, Rojas-Caraballo J, Vizcaino-Marin Rocío, López-Abán J, Vicente Santiago B, Patarroyo MA, Muro A.Differential expression of Toll-like receptors in murine peritoneal macrophages in vitro on treatment with synthetic peptides containing B epitopes as vaccine candidates against Fasciola hepatica: a practical approach using a touchdown PCR.7th European Congress on Tropical Medicine and International Health. Barcelona 3-6 de octubre de 2011. Póster.
  • Rojas-Caraballo J, López-Abán J, Hormaechea-Agulla D, Fernández-Soto P, Vicente Santiago B, Patarroyo MA, Muro A.Cytokine and nitric oxide production induced by synthetic peptides designed by bioinformatical tools as new subunit vaccine candidates against Fasciola hepatica. 7th European Congress on Tropical Medicine and International Health.Barcelona 3-6 de octubre de 2011. Poster.
  • Rojas-Caraballo J, López-Abán J, Fernández-Soto P, Vicente Santiago P, Patarroyo MA and Muro A. Effects on memory T cells in BALB/c mice splenocytes immunized with new subunit-based chemically synthesised vaccine candidates against fasciolosis.7th European Congress on Tropical Medicine and International Health.Barcelona 3-6 de octubre de 2011. Poster.
  • Muro A. Vacunas frente a trematodosis: pasado, presente y futuro. Real Academia Nacional de Farmacia Mesa redonda sobre protección frente a helmintos Real Academia Nacional de Farmacia. Madrid, 30 mayo 2012. Conferencia invitada.
  • Muro A. Esquistosomiasis: Avances para el control. Presentación de la Fundación para el Control de Enfermedades Tropicales. Consejería Delegada de Acción Exterior. Cabildo de Tenerife. 27 de febrero de 2013. Conferencia invitada.
  • Muro A. Vaccines agains the lmiths: Do we need to know thirgenomes. Simposio Internacional: Las enfermedades parasitarias en la era post genoma International Symposium: The parasitic diseases at the post genome era. Fundación Ramón Areces Madrid, 23 y 24 de abril de 2013. Conferencia invitada.



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