Vacinologia reversa e imunoinformática aplicadas à identificação de candidatos vacinais contra Enterobacter cloacae

dc.contributor.advisor1Pranchevicius , Maria-Cristina da Silva
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/4772148921558977
dc.contributor.authorSoares, Gabriela Guerrera
dc.contributor.authorlatteshttp://lattes.cnpq.br/2222866375818312
dc.contributor.refereeFuentes, Andrea Soares da Costa
dc.contributor.refereePitondo-Silva, André
dc.contributor.refereePranchevicius, Maria-Cristina da Silva
dc.contributor.refereeLatteshttp://lattes.cnpq.br/2426157257540389
dc.contributor.refereeLatteshttp://lattes.cnpq.br/3539676071345227
dc.contributor.refereeLatteshttp://lattes.cnpq.br/4772148921558977
dc.date.accessioned2025-12-15T14:19:40Z
dc.date.issued2025-11-05
dc.description.abstractAntimicrobial resistance associated with the Enterobacter cloacae complex represents an increasing challenge in hospital settings, especially given the scarcity of effective new antibiotics. Despite the clinical relevance of this pathogen, no licensed vaccines against E. cloacae currently exist, and the therapeutic alternatives available are becoming progressively more limited. In this context, the present study aimed to develop a multi-epitope vaccine candidate capable of inducing both cellular and humoral immune responses against conserved proteins of this pathogen, using a robust pipeline integrating subtractive proteomics, reverse vaccinology, and immunoinformatics. A total of 21 complete clinical genomes were analyzed, enabling the identification of 1,352 proteins associated with essentiality, virulence, or antibiotic resistance, which were subsequently filtered to yield 39 proteins non-homologous to the human proteome and to the gut microbiota. From these, nine promising proteins were selected, and B- and T-cell epitopes were predicted based on high binding affinity to multiple MHC alleles, non-toxicity, absence of allergenicity, and elevated immunogenic potential. These components supported the development of four multi-epitope vaccine constructs (VEC1–VEC4), among which VEC1 exhibited the most favorable characteristics, including optimal physicochemical properties, a stable three-dimensional structure, strong predicted interaction with Toll-like receptors, and an estimated global population coverage of 92.6%. Immune simulations demonstrated the vaccine’s ability to induce robust antibody production, activation of helper and cytotoxic T cells, and formation of memory cells after three simulated doses. Additionally, the VEC1 sequence was codon-optimized for expression in Escherichia coli and successfully cloned in silico into the pET-28a (+) vector, indicating feasibility for future experimental validation. The vaccine candidate developed here shows practical potential for controlling E. cloacae infections, contributing to reduced selective pressure from antibiotics and supporting efforts to combat antimicrobial resistance. These findings highlight the value of immunoinformatics as an accelerating tool in vaccine development and provide a solid foundation for subsequent in vitro and in vivo validation studies.eng
dc.description.resumoA resistência antimicrobiana associada ao complexo Enterobacter cloacae representa um desafio crescente em ambientes hospitalares, especialmente diante da escassez de novos antibióticos eficazes. Apesar da importância desse patógeno, não existem vacinas licenciadas contra E. cloacae, e as alternativas terapêuticas disponíveis são cada vez mais limitadas. Nesse contexto, o presente trabalho teve como objetivo desenvolver um candidato vacinal multi-epítopo capaz de induzir respostas imunes celular e humoral contra proteínas conservadas desse patógeno, utilizando um pipeline robusto de proteômica subtrativa, vacinologia reversa e imunoinformática. Foram analisados 21 genomas clínicos completos, o que permitiu a seleção de proteínas 1.352 estavam associadas a essencialidade, virulência ou resistência a antibióticos, e resultando em 39 proteinas não homólogas ao proteoma humano e não homólogas a microbiota intestinal. A seleção resultou em nove proteínas promissoras, a partir das quais foram preditos epítopos de células B e T com alta afinidade para alelos de MHC, não toxicidade, ausência de alergenicidade e elevado potencial imunogênico. Esses elementos permitiram o desenvolvimento de quatro candidatos a vacina (VEC1-VEC4), entre os quais a construção VEC1 se destacou por apresentar propriedades físico-químicas favoráveis, estrutura tridimensional estável, forte interação com receptores Toll-like e cobertura populacional estimada em 92,6%. As simulações imunológicas demonstraram capacidade de induzir produção robusta de anticorpos, ativação de células T auxiliares e citotóxicas e formação de células de memória após três doses simuladas. Além disso, a sequência da VEC1 foi otimizada para expressão em Escherichia coli e clonada in silico no vetor pET-28a (+), indicando viabilidade para futuras etapas experimentais. O candidato a vacina desenvolvido demonstra potencial de aplicação prática no controle de infecções por E. cloacae, podendo contribuir para a redução da pressão seletiva por antibióticos e para o combate da resistência antimicrobiana. Esses resultados reforçam a importância da imunoinformática como ferramenta aceleradora no desenvolvimento de vacinas e oferecem uma base sólida para validações in vitro e in vivo em estudos futuros.
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
dc.identifier.citationSOARES, Gabriela Guerrera. Vacinologia reversa e imunoinformática aplicadas à identificação de candidatos vacinais contra Enterobacter cloacae. 2025. Dissertação (Mestrado em Genética Evolutiva e Biologia Molecular) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2025. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/23211.por
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/20.500.14289/23211
dc.language.isopor
dc.publisherUniversidade Federal de São Carlos
dc.publisher.addressCampus São Carlos
dc.publisher.initialsUFSCar
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Genética Evolutiva e Biologia Molecular - PPGGEv
dc.relation.urihttps://doi.org/10.1016/j.jgeb.2025.100519
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilen
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/
dc.subjectEnterobacter cloacae
dc.subjectVacina Multi-epítopo
dc.subjectVacinologia Reversa
dc.subjectProteômica Subtrativa
dc.subjectMulti-epitope Vaccineeng
dc.subjectReverse Vaccinologyeng
dc.subjectSubtractive Proteomicseng
dc.subject.cnpqCIENCIAS BIOLOGICAS
dc.subject.cnpqCIENCIAS BIOLOGICAS::IMUNOLOGIA
dc.subject.cnpqCIENCIAS BIOLOGICAS::GENETICA
dc.subject.ods3. Saúde e Bem-Estar
dc.titleVacinologia reversa e imunoinformática aplicadas à identificação de candidatos vacinais contra Enterobacter cloacae
dc.title.alternativeAlternative therapeutic approaches for combating multidrug-resistant bacteria: reverse vaccinology against Enterobacter cloacaeeng
dc.typeDissertação

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