Caracterización inmunoquímica de la proteína inmunogénica 5G8 de Giardia lamblia y evaluación de su posible papel protector en un modelo gerbil

Abstract

La giardiasis es una de las enfermedades gastrointestinales más frecuentes alrededor del mundo. El agente causal es G. lamblia, un parásito que infecta y coloniza el duodeno de los seres humanos, otros mamíferos y algunos ovíparos. México, es un país endémico con prevalencias que varían desde el 5 al 60 % y según el Sistema Nacional de Vigilancia Epidemiológica, en el primer semestre del 2012, Sonora se ubicó en el quinto lugar con 654 casos. En la actualidad, el tratamiento farmacológico contra la giardiasis tiene algunas limitantes importantes, como ejemplo de ellas son la generación de cepas resistentes y efectos secundarios en el organismo. No se cuenta con una vacuna contra G. lamblia en humanos, esto es en gran medida por los limitados conocimientos que se tienen de la respuesta inmune durante la enfermedad. Se han identificado y descrito algunos antígenos inmunogénicos del parásito, sin embargo, muy pocas de estas moléculas han sido estudiadas para conocer su papel protector. El presente trabajo está enfocado en la identificación y caracterización inmunoquímica de la proteína inmunogénica 5G8 de G. lamblia, a través de la técnica analítica de espectrometría de masas y el posterior análisis por herramientas bioinformáticas, así como también, la evaluación de su efecto inmunoprotector en un modelo gerbil y la predicción de los potenciales epítopes de activación de linfocitos B y T. Con el propósito de aislar la proteína 5G8 a partir de un lisado de trofozoítos de G. lamblia, se realizó una cromatografía de afinidad. La proteína 5G8 aislada (~ 71 kDa) fue analizada mediante espectrometría de masas. Se identificaron dos proteínas con masas moleculares relativas de ~ 28 kDa y ~ 38 kDa pertenecientes a la familia de Proteínas Variables de Superficie (VSPs), ambas proteínas al ser analizadas por medio de herramientas bioinformáticas para alineamientos de secuencias, se logró comparar e identificar las zonas de homología con otras proteínas, indicando una posible relación de tipo funcional o evolutiva entre ellas. Así mismo, se localizaron ambas proteínas en el genoma de G. lamblia, siendo encontradas de forma adyacente compartiendo un sitio en común. Posteriormente, se generó un constructo de ambas secuencias, el cual fue traducido en un solo producto proteico de una cadena polipeptídica compuesta de 607 aminoácidos y una masa molecular de ~ 61 kDa. Adicionalmente, la proteína 5G8 fue sometida y analizada en condiciones desnaturalizantes y reductoras por medio de un corrimiento electroforético, dando como resultado la presencia de una sola banda en el gel de poliacrilamida, sugiriendo fuertemente que es constituida de una sola cadena polipeptídica. Por último, se evaluó el papel inmunoprotector del anticuerpo monoclonal (AcMo) 5G8.B5 (anti-5G8) específico para esta proteína, mediante ensayos de infección en un modelo gerbil. La administración del AcMo 5G8.B5 a gerbos infectados, mostró una disminución estadísticamente significativa de la carga parasitaria (p < 0.05) con respecto a los grupos de animales control (Grupo uno, tratados con solución reguladora de fosfatos salinos (PBS): 7.21 x 106 ± 6.11 x 106 células/mL; Grupo dos, tratados con el AcMo control de isotipo (aBDC.2): 5.99 x 106 ± 6.80 x 106 células/mL; Grupo tres, tratados con el AcMo 5G8.B5: 0.84 x 106 ± 0.20 x 106 células/mL). Adicionalmente, se realizó la predicción de un epítope potencial de reconocimiento tanto para la respuesta humoral como la celular, el cual consistió en el traslape de 11 residuos de aminoácidos entre el epítope No. 5 de células B y el epítope No. 1 de células T, a partir de un análisis vía simulación computacional (In silico) de la proteína 5G8. En conclusión, nuestros datos sugieren que la proteína 5G8 es una VSP (~ 71 kDa) codificada por un solo gen. Esta proteína puede inducir una respuesta inmune protectora en el modelo gerbil de infección por G. lamblia, así como también, el presentar en su secuencia un epítope potencial de reconocimiento que desencadena una respuesta inmune de tipo humoral y celular, el cual podría considerarse como blanco de futuros estudios. El presente trabajo, contribuirá en el conocimiento de los posibles mecanismos de protección del organismo, así como en el desarrollo de bases experimentales para la futura caracterización de proteínas con capacidad inmunoprotectora, siendo de gran utilidad en un futuro para el diseño de una vacuna contra este parásito.