Recombinant protein obtainment based on antigens from Taenia crassiceps vesicular fluid: application on immunodiagnostics of neurocisticercosis

A neurocisticercose (NC) é uma doença provocada por larvas de Taenia solium (Tso) no sistema nervoso central. Seu diagnóstico fundamenta-se em critérios clínicos, epidemiológicos e laboratoriais. A utilização de antígenos parasitários no imunodiagnóstico apresenta desvantagens como: necessidade de animais, ausência de homogeneidade entre lotes, baixo rendimento, e contaminação com proteínas suínas. Assim, os antígenos recombinantes podem otimizar o imunodiagnóstico da NC, pois são reagentes simples e reprodutíveis, sem requerer animais. Este estudo teve como objetivo a obtenção, caracterização e análise da reatividade de proteína recombinante baseada em antígenos de líquido vesicular de Taenia crassiceps (Tcra). Assim, o cDNA foi obtido por amplificação a partir de RNAm de cisticercos de Tcra. A proteína recombinante Tc14 foi produzida em Escherichia coli (DE3) BL21 utilizando-se o vetor de expressão pET-22b e purificada por cromatografia de afinidade. A caracterização antigênica deu-se por Imunoblot (IB) utilizando anticorpos monoclonais (AcMo). Houve reatividade com todos os AcMo utilizados (AcMo anti-antígeno de excreção/secreção de Tcra, AcMo anti-líquido vesicular de Tcra, AcMo antilíquido vesicular de Tso e AcMo anti-antígeno total de Tso), exceto com o AcMo anti-antígeno de escólex de Tso. Utilizando-se 22 amostras de soro e 19 de líquor (LCR) de pacientes com NC, 48 soros e 28 LCR do grupo controle negativo (GCN) e 17 soros de hidatidose do grupo outras parasitoses (OP) em Imunoblot foi observada reatividade na região de 14kDa, correspondente a Tc14, em todas as amostras NC, mas não nos GCN e OP. Em ELISA com Tc14 obteve-se sensibilidade (S) e especificidade (E) de 100% com LCR (29 amostras de NC e 35 do GCN) e S de 95,1% e E de 100% com soro (41 amostras de NC, 52 do GCN). Dentre 51 soros de OP, mostraram-se reagentes um de hidatidose e outro de estrongiloidíase. A análise comparativa entre diferentes antígenos e testes sorológicos apresentou índice de positividade de 100% em IB utilizando os antígenos Tc14 ou LLG (antígeno purificado de Tso com lentil-lectina); já em ELISA, os índices foram de 83,4% para Tc14 e 91,6% para 18/14 (antígeno purificado de líquido vesicular de Tcra com AcMo). Em ensaios de linfoproliferação a porcentagem de respondedores no grupo NC foi de 16,6% (com 0,05 e 0,6 µg de Tc14/poço), 50% (com 0,4 µg de Tc14/poço), 44,4% (com 1,0 µg de Tc14/poço) e 20% (com 2,0 µg de Tc14/poço). Não houve proliferação no GCN. A dosagem de citocinas em sobrenadante de cultura apresentou reatividade diferenciada entre o GCN e NC para IL-10, sendo uma amostra do GCN reagente e duas amostras de NC não reagentes. Não foi possível detectar IFN-γ. Em ELISA para IgG total 91,7% dos plasmas do grupo NC apresentaram reatividade, sendo a positividade para os isótipos IgG1, IgG2, IgG3 e IgG4 respectivamente, de 75; 33,3; 50 e 25%. O antígeno recombinante mostrou-se como ferramenta promissora para imunoensaios na NC, abrindo nova perspectiva envolvendo estudos a serem realizados sobre diferentes sistemas de expressão e antigenicidade frente a um número maior de amostras.The neurocisticercosis (NC) disease is caused by the presence of Taenia solium (Tso) larvae in the central nervous system. Its diagnosis is based on clinical criteria, epidemiological studies and laboratorial exams. Nevertheless, the use of parasite antigenic extracts into the immunodiagnosis presents some disadvantages: it requires animals, lacks of homogeneity between lots, low yield and may become contaminated with swine proteins. Consequently, the utilization of recombinant antigens could optimize the immunodiagnostic of NC, as they are simple and reproducible reagents that do not require animals. This study aimed the capture, characterization and reactivity analysis of the recombinant protein based on antigens of the vesicular fluid of Taenia crassiceps (Tcra). In order to do so, the cDNA was obtained through the amplification deriving from RNAm of cysticerci of Tcra. The recombinant protein Tc14 was produced in Escherichia coli (DE3) BL21 using the expression vector pET-22b and purified by affinity chromatography (nickel resin). The antigenic characterization was performed by immunoblotting (IB) using monoclonal antibodies (MoAb). The recombinant protein presented reactivity with all the MoAb used (Anti-secretion/excretion antigens from Tcra MoAb, anti-vesicular fluid from Tcra MoAb, anti-vesicular fluid from Tso MoAb and anti- total antigen from Tso MoAb), except with the anti-antigen from Tso scolex MoAb. The immunoblot was performed using 22 serum samples and 19 cerebrospinal fluid (CSF) from patients with NC, 48 serum and 28 CSF from the negative control group (GCN) and 17 hydatidosis serum from other parasitosis\' group (OP). It showed reactivity in the 14kDa region, correlated to Tc14, in all NC samples, but not presented on GCN and OP. In ELISA with Tc14, the sensibility (S) and specificity (E) of 100% was obtained with CSF (29 NC samples and 35 GCN samples) and 95.1% of S and 100% of E with serum (41 NC samples, 52 GCN samples). Among 51 OP serums, one from hydatidosis and one from strongyloidiasis demonstrated reactivity. The comparative analysis amongst different antigens and serological tests demonstrated positivity of 100% in IB when using the Tc14 antigens or LLG (purified antigen of Tso with lentil lectin). In ELISA, the positivity indicated was of 83.4% for Tc14 and 91.6% for 18/14 (vesicular fluid purified antigen with MoAb from Tcra). In lymphoproliferation tests, the percentage of responders in NC group was of 16.6% (with .0.5 and 6 µg of Tc14/well), 50% (with 0.4 µg of Tc14/well). No proliferation occurred in GCN. The dosage of cytokines in culture supernatants presented different reactivity amongst GCN and NC for IL-10, as one sample of GCN reacted and two NC samples did not. It was not possible to detect IFN-γ. In ELISA for total lgG, 91.7 % of plasmas from NC group presented reactivity, with positivity for the isotypes lgG1, lgG2, lgG3 and lgG4, 75 %, 33.3 %, 50 % and 25 %, respectively. The recombinant antigen prevails as a promising tool for immunoassays in NC, opening a new perspective involving studies to be performed concerning different expression and antigenicity ahead of a larger number of samples

Application of immunoassays for swine cysticercosis screening in animals with low parasite burden

Sete suínos com 2 meses de idade foram infectados experimentalmente com cerca de 200.000 ovos de T. solium administrados por via oral. Ao término do experimento (140 dias) os animais não apresentaram aspectos clínicos de cisticercose pelo exame de inspeção da língua; portanto eles poderiam ser classificados como animais saudáveis pelos exames usuais de inspeção utilizados em matadouros. Todos os animais foram sacrificados e a musculatura, cérebro e órgãos viscerais foram seccionados em finos pedaços para a procura de cistos. O número de cisticercos encontrados em cada animal variou de 1 a 85 (média 33,7 e desvio padrão 31,3), caracterizando-os como animais com infecção branda. Amostras de sangue dos animais infectados experimentalmente foram submetidas a imunoensaios para a pesquisa de anticorpos (ELISA Indireto, utilizando como antígeno o líquido vesicular de Taenia crassiceps; imunoblot 18/14, oriundo de antígeno de Taenia crassiceps purificado com anticorpos monoclonais e imunoblot LLGP, utilizando glicoproteínas de T. solium purificadas com lentil lectina) e para pesquisa de antígeno (ELISA Sanduíche e ELISA Direto, ambos utilizando o anticorpo monoclonal anti-ES-Tcra). O teste ELISA Direto não apresentou reatividade em qualquer amostra de soro dos diferentes animais infectados no momento do abate (t140). Foi encontrada positividade de 71% e 57%, respectivamente, para os testes ELISA Indireto para a pesquisa de anticorpos e ELISA Sanduíche para a pesquisa de antígenos nestes tempos. Pelo imunoblot (IB) 18/14 e IB LLGP, respectivamente 5 (71 %) e 6 (86%) dos animais infectados experimentalmente foram positivos no t140. O uso de ensaios imunoenzimáticos para a detecção de anticorpos específicos (IB) somados ao ELISA Sanduíche para pesquisa de antígeno permitiu que todos os animais com infecção branda fossem detectados. Dessa forma, o uso de ensaios imunoenzimáticos para detecção de anticorpos e/ou antígenos mostrou-se mais útil que o exame clínico e/ou post-mortem para a triagem de cisticercose suína em animais com infecção branda.Seven 2-month-old swine were orally experimentally infected with approximately 200,000 eggs of Taenia solium. At the end of the experiment (140 days) the animals did not show clinical aspects of cysticercosis or parasites in tongue inspection; therefore they could be mistaken as healthy animals by usual inspection exams used in slaughterhouses. All of them were slaughtered and their whole muscles, brain and visceral organs were cut into thin slices searching for cysts. The number of cysts found in each animal varies from 1 to 85 (mean value 33.7 and standard deviation 31.3) characterizing them as slightly infected animals. Blood samples of experimentally infected animals were submitted to immunoassays for antibody detection (Indirect ELISA, using vesicular fluid antigen from Taenia crassiceps; immunoblot 18/14, from T.crassiceps antigen purified by monoclonal antibodies and immunoblot LLGP, using lentil lectin purified glycoproteins of T. solium) and for antigen detection (Sandwich ELISA and Direct ELISA, both using monoclonal antibodies anti-ES-Tcra). The Direct ELISA assay did not show any reactivity with all serum samples from the different animals at the slaughtered moment (t140). The positivity was 71% and 57% by the Indirect ELISA for searching antibodies and by the Sandwich ELISA for searching antigens, respectively. By immunoblot (IB) 18/14 and IB LLGP 5 (71 %) and 6 (86%) experimentally infected animals were positive at t140, respectively. The use of immunoassays for detecting specific antibodies (IB) together with Sandwich ELISA for antigen detection allow the detection of all slightly infected animals. Thus, the use of immunoassays for antibodies and/or antigen detection showed they are more useful than usual clinical examination and/or tongue palpation for screening cysticercosis in slightly infected pigs

Application of immunoassays for swine cysticercosis screening in animals with low parasite burden

Sete suínos com 2 meses de idade foram infectados experimentalmente com cerca de 200.000 ovos de T. solium administrados por via oral. Ao término do experimento (140 dias) os animais não apresentaram aspectos clínicos de cisticercose pelo exame de inspeção da língua; portanto eles poderiam ser classificados como animais saudáveis pelos exames usuais de inspeção utilizados em matadouros. Todos os animais foram sacrificados e a musculatura, cérebro e órgãos viscerais foram seccionados em finos pedaços para a procura de cistos. O número de cisticercos encontrados em cada animal variou de 1 a 85 (média 33,7 e desvio padrão 31,3), caracterizando-os como animais com infecção branda. Amostras de sangue dos animais infectados experimentalmente foram submetidas a imunoensaios para a pesquisa de anticorpos (ELISA Indireto, utilizando como antígeno o líquido vesicular de Taenia crassiceps; imunoblot 18/14, oriundo de antígeno de Taenia crassiceps purificado com anticorpos monoclonais e imunoblot LLGP, utilizando glicoproteínas de T. solium purificadas com lentil lectina) e para pesquisa de antígeno (ELISA Sanduíche e ELISA Direto, ambos utilizando o anticorpo monoclonal anti-ES-Tcra). O teste ELISA Direto não apresentou reatividade em qualquer amostra de soro dos diferentes animais infectados no momento do abate (t140). Foi encontrada positividade de 71% e 57%, respectivamente, para os testes ELISA Indireto para a pesquisa de anticorpos e ELISA Sanduíche para a pesquisa de antígenos nestes tempos. Pelo imunoblot (IB) 18/14 e IB LLGP, respectivamente 5 (71 %) e 6 (86%) dos animais infectados experimentalmente foram positivos no t140. O uso de ensaios imunoenzimáticos para a detecção de anticorpos específicos (IB) somados ao ELISA Sanduíche para pesquisa de antígeno permitiu que todos os animais com infecção branda fossem detectados. Dessa forma, o uso de ensaios imunoenzimáticos para detecção de anticorpos e/ou antígenos mostrou-se mais útil que o exame clínico e/ou post-mortem para a triagem de cisticercose suína em animais com infecção branda.Seven 2-month-old swine were orally experimentally infected with approximately 200,000 eggs of Taenia solium. At the end of the experiment (140 days) the animals did not show clinical aspects of cysticercosis or parasites in tongue inspection; therefore they could be mistaken as healthy animals by usual inspection exams used in slaughterhouses. All of them were slaughtered and their whole muscles, brain and visceral organs were cut into thin slices searching for cysts. The number of cysts found in each animal varies from 1 to 85 (mean value 33.7 and standard deviation 31.3) characterizing them as slightly infected animals. Blood samples of experimentally infected animals were submitted to immunoassays for antibody detection (Indirect ELISA, using vesicular fluid antigen from Taenia crassiceps; immunoblot 18/14, from T.crassiceps antigen purified by monoclonal antibodies and immunoblot LLGP, using lentil lectin purified glycoproteins of T. solium) and for antigen detection (Sandwich ELISA and Direct ELISA, both using monoclonal antibodies anti-ES-Tcra). The Direct ELISA assay did not show any reactivity with all serum samples from the different animals at the slaughtered moment (t140). The positivity was 71% and 57% by the Indirect ELISA for searching antibodies and by the Sandwich ELISA for searching antigens, respectively. By immunoblot (IB) 18/14 and IB LLGP 5 (71 %) and 6 (86%) experimentally infected animals were positive at t140, respectively. The use of immunoassays for detecting specific antibodies (IB) together with Sandwich ELISA for antigen detection allow the detection of all slightly infected animals. Thus, the use of immunoassays for antibodies and/or antigen detection showed they are more useful than usual clinical examination and/or tongue palpation for screening cysticercosis in slightly infected pigs

Comparative evaluation of different immunoassays for the detection of Taenia solium cysticercosis in swine with low parasite burden

Seven swine were experimentally infected with Taenia solium eggs and blood samples from each animal were periodically collected. At the end of the experiment (t140) the animals did not show clinical aspects of cysticercosis or parasites in tongue inspection. All animals were slaughtered and cut into thin slices in searching for cysts. The number of cysts found in each animal varied from 1 to 85. Enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) tests for antibody (Ab) detection and for antigen (Ag) detection were performed, which presented respectively 71 and 57% of positivity. By immunoblot (IB), using 18/14(T. crassiceps Ag) or lentil-lectin-purified glycoproteins from T. solium Ag (LLGP) as Ag, five (71%) and six (86%) animals were positive, respectively. The association between Ag-ELISA with any IB (18/14 or LLGP) allowed the detection of all animals at 140 days post-experimental infection (days p.e.i.). The use of IB 18/14 combined to the Ag-ELISA allowed the detection of all animals since 70 days p.e.i., and the association between IB LLGP and Ag-ELISA allowed the detection of all animals since 112 days p.e.i. While all animals could be considered healthy by conventional screening tests, the use of immunoassays for detecting Ab and Ag showed better accuracy; therefore it would be more useful than usual clinical examination for screening cysticercosis in slightly infected pigs