Expressão de Cyanovirin-N, um microbicida anti-HIV, em plantas

Abstract

O Vírus da imunodeficiência humana (HIV) é um vírus envelopado e as proteínas do seu envelope, em especial a gp120, controlam os eventos necessários para a sua entrada em células suscetíveis. A Síndrome da Imunodeficiência Adquirida (AIDS) é a manifestação clínica da infecção por HIV. Apesar dos esforços globais de combate à AIDS, o número de portadores de HIV no mundo continua crescendo. O contato heterossexual é a principal forma de transmissão e tem acarretado no aumento alarmante do número de mulheres infectadas. Os microbicidas são medicações antimicrobianas capazes de prevenir a transmissão do HIV quando aplicadas na vagina ou reto antes da relação sexual, e surgiram como uma ferramenta adicional de combate à AIDS direcionada às mulheres. Cyanovirin-N (CV-N) é uma proteína candidata à microbicida capaz de inativar várias linhagens do HIV se ligando irreversivelmente à gp120 viral. A produção de CV-N, assim como de qualquer microbicida, para ser economicamente viável e suprir a demanda mundial deve ser alcançada em níveis muito altos. Dessa forma, plantas geneticamente modificadas oferecem um sistema adequado para a produção de CV-N. Neste trabalho, plantas de soja transgênicas para a expressão de CV-N sob o controle do promotor da β-conglicinina α` foram produzidas e a análise das sementes R1 mostrou que CV-N está acumulando a 6% do total de proteínas solúveis da semente, um nível significativamente alto quando comparado a outros trabalhos semelhantes. Adicionalmente, foi testado o sistema de expressão transiente de CV-N e CV-N mutada (Asn30Gln/Pro51Gly) em folhas de Nicotiana benthamiana, com três diferentes tipos de endereçamento celular. Os resultados demonstraram que todas as construções produziram CV-N capaz de se ligar à gp120, com níveis de expressão de aproximadamente 0,1%, sendo assim bastante inferiores aos observados em soja. Este trabalho é um exemplo das vantagens de produção de proteínas recombinantes em sementes quando comparada a folhas. _______________________________________________________________________________ ABSTRACT

The Human immunodeficiency virus (HIV) is covered by an envelope from which proteins, specially the gp120, control its entering into susceptible cells. The HIV infection results in the Acquired Immunodeficiency Syndrome (AIDS), and in spite of the global efforts against its pandemic, the number of people with HIV increases every year. Heterosexual intercourse is currently the main way of transmission, which implicates on the growing number of infected women. Topical microbicides are products that can be applied to the vagina or rectum prior to intercourse to prevent the sexual transmission of HIV, and emerged as an additional tool directed for women to prevent AIDS. Cyanovirin-N (CV-N) is a microbicide candidate that can inactivate a wide range of HIV strains by binding irreversibly to gp120. Production of CV-N, or any microbicide, needs to be at extremely high levels to supply the demand, and genetically modified plants offer a suitable system. Transgenic soybean plants to express CV-N in seeds under the control of β-conglicinin α`promoter were produced. Analyses of R1 seeds showed that CV-N is expressed at 6% of total soluble seed protein, which is considerable high when compared to other similar publications. Additionally, transient expression of CV-N and mutated CV-N (Asn30Gln/Pro51Gly) in Nicotiana benthamiana leaves was tested with three different sorting signals. All tested constructions produced CV-N capable of binding to gp120, although the expression levels were about 0,1%. This work illustrates the advantage of producing recombinant proteins in seeds rather than in leaves.