Expressão heteróloga da proteína não-estrutural 1 (NS1) do vírus dengue-2 em Arabidopsis thaliana

Abstract

A dengue é a doença mais importante causada por um arbovírus no mundo. O vírus da dengue pertence à família Flaviviridae e possui 4 sorotipos antigenicamente distintos. São vírus de RNA fita simples, polaridade positiva, com o genoma de aproximadamente 11 Kb que é traduzido em uma poliproteína subdividida em três proteínas estruturais e sete proteínas não- estruturais (que estão relacionadas com a replicação viral, expressão das proteínas virais e virulência dos sorotipos). Nos últimos vinte anos têm sido observado um incremento significativo na atividade epidêmica, expansão da distribuição geográfica e transmissão contínua dos diferentes sorotipos em áreas onde a doença não era prevalente. Um dos eventos mais alarmantes tem sido o aumento do número de casos da Febre da Dengue Hemorrágica (FDH) nas Américas. Um ponto ainda limitante dos testes diagnósticos que capturam o anticorpo presente no soro de pacientes infectados consiste na dificuldade de obtenção de baixo custo e produção em grande escala dos antígenos. Diante destas considerações objetivou-se expressar a proteína não-estrutural (NS1) do vírus dengue-2 em plantas transgênicas de Arabidopsis thaliana. O gene da proteína NS1 foi otimizado para a expressão em plantas e clonado no plasmídeo pCAMBIA3301. O vetor de expressão pCAMBIA3301/NS1 foi utilizado para transformação de Arabidopsis thaliana. A terceira geração de plantas transformadas foi selecionada em homozigose dominante. A transformação de Arabidopsis thaliana foi evidenciada pela imunolocalização da proteína NS1 marcada dentro do lúmen do retículo endoplasmático em tecidos foliares. Este sistema será utilizado para obtenção do antígeno NS1 com finalidade de aplicação em testes de diagnóstico da dengue.

Dengue fever is the most important disease caused by an arbovirus in the world. The dengue virus belongs to the Flaviviridae family and has four antigenically distinct serotypes. They are single stranded RNA viruses, positive polarity, with a genome of approximately 11 Kb which is translated into a polyprotein subdivided in three structural proteins and seven non-structural proteins (that are related to viral replication, expression of viral proteins and virulence of serotypes). In the last twenty years, it was observed a significant increase in the epidemic activity, expansion of the geographical distribution and streaming of different serotypes in areas where the disease was not prevalent. One of the most alarming events was the increase in the number of cases of dengue hemorrhagic fever (DHF) in the Americas. A further limiting point of the diagnostic tests that capture antibody present in the serum of infected patients is the difficulty of obtaining low-cost and large-scale production of the antigens. Due to this factor, we aimed to build a system in transgenic Arabidopsis thaliana expressing the nonstructural protein (NS1) of the dengue-2 virus. The gene of the NS1 protein was optimized for expression in plants and cloned into the plasmid pCAMBIA3301. The expression vector pCAMBIA3301/NS1 was used for transformation of Arabidopsis thaliana. The third generation of transformed plants were selected by dominant homozygous. The construction of a transgenic Arabidopsis thaliana system was demonstrated by immunolocalization of the NS1 protein into the lumen of the endoplasmic reticulum in the leaf tissues. This system will be used to obtain the NS1 antigen with application purpose of dengue diagnostic tests.