Surf Bcc: Exploiting surface-exposed proteins to develop new therapeutic strategies against Burkholderia cepacia complex infections

05/08/2024

O complexo Burkholderia cepacia (Bcc) compreende atualmente 26 espécies com elevada similaridade genética, caracterizadas por possuírem genomas extensos, e elevada diversidade metabólica e adaptabilidade. Estas bactérias são patogénicos oportunistas, causando infeções severas, especialmente em indivíduos com fibrose quística (CF), sendo intrinsecamente resistentes aos antimicrobianos, tornando as infeções difíceis de erradicar. Este trabalho visou descobrir novos alvos para o desenvolvimento de imunoterapias alternativas à antibioterapia. O uso combinado de técnicas de surfómica e de vaccionologia reversa para B. cenocepacia J2315 cultivada em condições aeróbicas e de microaerofilia, permitiu identificar 461 proteínas, 53 das quais com localização prevista na superfície bacteriana. Identificaram-se várias proteínas potencialmente imunogénicas, tendo-se demonstrado que a proteína BCAL2645, imunorreativa contra soros de pacientes portugueses com CF, desempenha um papel importante na formação de biofilmes, adesão a mucinas e adesão e invasão de células epiteliais. Um anticorpo policlonal produzido contra BCAL2645 inibiu fortemente, em B. cenocepacia, Burkholderia multivorans e Pseudomonas aeruginosa, a adesão e invasão de células epiteliais e formação de biofilmes, tendo diminuído significativamente a sua virulência em Galleria mellonella. Em conclusão, identificaram-se várias proteínas, e em particular a proteína BCAL2645, como alvos potenciais no desenvolvimento de novas imunoterapias contra as espécies mais problemáticas para pacientes com CF. The Burkholderia cepacia complex (Bcc) currently comprises 26 species sharing a high genetic similarity, characterized by extensive genomes, high metabolic diversity and adaptability. These bacteria are opportunistic pathogens causing severe infections, especially among cystic fibrosis (CF) patients. Due to their intrinsic resistance to antimicrobials, infections are difficult to eradicate. This work aims at the discovery of new targets for the development of immunotherapies alternative to antibiotics. The combined use of surfomics and reverse vaccinology techniques for B. cenocepacia J2315, cultured under aerobic and microaerophilic conditions, allowed the identification of 461 proteins, 53 of which predicted as locating at the bacterial surface. Several potentially immunogenic proteins were identified, and the BCAL2645 protein, immunoreactive against sera from Portuguese CF patients, was shown to play an important role in biofilm formation, adhesion to mucins and adhesion and invasion of epithelial cells. A polyclonal antibody produced against BCAL2645 strongly inhibited the ability of B. cenocepacia, Burkholderia multivorans and Pseudomonas aeruginosa to adhere and invade epithelial cells and form biofilms, and significantly reduced their virulence in Galleria mellonella. In conclusion, several proteins were identified as potential targets for the development of new immunotherapies against the most problematic bacterial species for CF patients, in particular BCAL2645.

Authors in the community:

• 

  A

  António Maria Malaquias Seixas

  ist187832

Supervisors of this institution:

• 

  J

  Jorge Humberto Gomes Leitão

  ist14034

• 

  S

  Sílvia Andreia Bento da Silva Sousa Barbosa

  ist90151

101624093

Doutoramento em Biotecnologia e Biociências

biological-sciences - Biological sciences

Keywords

• Complexo Burkholderia cepacia
• Abordagem de “shaving” da superfície
• Imunoterapia
• Terapia baseada em anticorpos
• Burkholderia cepacia complex
• Pseudomonas aeruginosa
• Surface shaving approach
• Immunotherapy
• Antibody based therapy

eng - English

Instituto Superior Técnico

Financing entity

Fundação para a Ciência e a Tecnologia