Structural and functional characterization of a novel scFv anti-HSP60 of Strongyloides sp.

Abstract

Phage display is a powerful technology that selects specific proteins or peptides to a target. We have used Phage Display to select scFv (single-chain variable fragment) clones from a combinatorial library against total proteins of Strongyloides venezuelensis. After scFv characterization, further analysis demonstrated that this recombinant fragment of antibody was able to bind to an S. venezuelensis antigenic fraction of ~65 kDa, present in the body periphery and digestive system of infective larvae (L3), as demonstrated by immunofluorescence. Mass spectrometry results followed by bioinformatics analysis showed that this antigenic fraction was a heat shock protein 60 (HSP60) of Strongyloides sp. The selected scFv was applied in serodiagnosis by immune complexes detection in serum samples from individuals with strongyloidiasis using a sandwich enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA), showing sensitivity of 97.5% (86.84–99.94), specificity of 98.81 (93.54–99.97), positive likelihood ratio of 81.60 and an area under the curve of 0.9993 (0.9973–1.000). Our study provided a novel monoclonal scFv antibody fragment which specifically bound to HSP60 of Strongyloides sp. and was applied in the development of an innovative serodiagnosis method for the human strongyloidiasis.

Antibody Engineering for Pursuing a Healthier Future

“…Biochemical characterization includes the expression of scFv antibody in a soluble form in infected E. coli cells. In addition, further characterization is carried out by immunofluorescence antibody test (IFAT), mass spectrometry, sequencing and indirect immunofluorescence (IFI) assays, cytotoxicity analysis, surface plasmon resonance, and NMR spectroscopy Yuasa et al, 2014;Levenhagen et al, 2015).…”

eEF1A1 binds and enriches protoporphyrin IX in cancer cells in 5-aminolevulinic acid based photodynamic therapy

“…Using the method of complementary DNA (cDNA) phage displayed library screening 22 23 24 25 , we discovered a novel PpIX binding protein - eukaryotic translation elongation factor 1 alpha 1 (eEF1A1), which is highly expressed in cancer cells 26 . Moreover, we measured the affinity and studied subcellular localization of eEF1A1 and PpIX.…”

Anticorpos IgY anti-Strongyloides venezuelensis: produção, caracterização e aplicação no imunodiagnóstico da estrongiloidiase humana

“…As duas estratégias de seleção de fagos ligantes às moléculas de IgY produzidas foram realizadas com a biblioteca de peptídeos de sete aminoácidos conformacionais (Ph.D. FELICIANO et al, 2014;LEVENHAGEN et al, 2015;FELICIANO et al, 2016).…”

“…Dessa forma, o peptídeo ou proteína expressa ficará fusionado a uma proteína de origem endógena. Esta técnica tem sido amplamente utilizada na obtenção de uma grande variedade de anticorpos, receptores e enzimas, em pesquisas para o mapeamento de epítopos e para o desenvolvimento de vacinas, drogas e ferramentas diagnósticas (HOOGENBOOM; HENDERIKX; deHAARD, 1998;IRVING;LANZILLOTTI;COETZER, 2008;BISHOP- HURLEY;COOPER, 2012;RAHBARNIA et al, 2017).Várias aplicações da técnica de phage-display no estudo de uma série de doenças foram descritas, como a formulação de anticorpos monoclonais compostos de regiões variáveis scFv conjugados com cadeias conservadas de anticorpos IgG, para o tratamento do lúpus eritrematoso(EDWARDS et al, 2003); no estudo experimental da malária, mapeando interações proteína-proteína na biologia do Plasmodium sp., e na identificação de candidatos vacinais e terapêuticos (LANZILLOTI; COETZER, 2008); na seleção de marcadores para o sorodiagnóstico, vacinação e imunoterapia da leishmaniose(COELHO et al, 2015); seleção de alvos e identificação de mimotopos correlatos a Taenia solium aplicados no estudo da neurocisticercose humanaMANHANI et al, 2011); seleção de scFv específicos a proteína HSP60 (heat shock protein 60) de S. stercoralis, e de peptídeos miméticos ligantes de IgG de pacientes com estrongiloidíase, sendo ambas abordagens no diagnóstico da doença(FELICIANO et al, 2014;LEVENHAGEN et al, 2015;FELICIANO et al, 2016).A metodologia mais comumente utilizada é baseada no uso de bacteriófagos (linhagens M13, f1, fd, entre outras) pertencentes à família Inoviridae, que infectam Escherichia coli(BENHAR, 2001). Os fagos são formados por genoma do tipo DNA de fita simples, e envoltos por capsídeo formado pelas proteínas pIII, pVI, pVII pVIII e pIX.…”

“…). A geração de um single-chain variable fragment (scFv) específico à proteína HSP60 de larva filarioide de S. venezuelensis também evidenciou a detecção de imunocomplexos no imunodiagnóstico da estrongiloidíase humana(LEVENHAGEN et al, 2015). Estudos para a identificação de imunocomplexos também foram realizados em outras infecções como toxoplasmose(CHAVES-BORGES et al, 1999), leishmaniose(de CARVALHO et al, 2013) e dengue (EMMERICH; MIKA; SCHMITZ, 2013).…”