Study of irradiated bothropstoxin-1 with60Co gamma rays: immune system behavior

Abstract

ABSTRACT:Ionizing radiation has been successfully employed to modify the immunological properties of biomolecules. Very promising results were obtained when crude animal venoms, as well as isolated toxins, were treated with 60Co gamma rays, yielding toxoids with good immunogenicity. The achievement of modified antigens with lower toxicity and preserved or improved immunogenicity can be very useful. Ionizing radiation has already been proven to be a powerful tool to attenuate snake venom toxicity without affecting, and even increasing, their immunogenic properties. However, little is known about the modifications that irradiated molecules undergo and even less about the immunological response that such antigens elicit. In the present work, we investigated the immunological behavior of bothropstoxin-1, a K49 phospholipase, before and after irradiation. Structural modifications of the toxin were analyzed by SDS-PAGE. Isogenic mice were immunized with either the native or the irradiated toxin. The circulating antibodies were isotyped and titrated by ELISA. According to our data, irradiation promoted structural modifications in the toxin characterized by higher molecular weight forms of proteins (aggregates and oligomers). The results also indicated that irradiated toxins were immunogenic and antibodies elicited by them were able to recognize the native toxin in ELISA. These findings suggest that irradiation of toxic proteins can promote significant modifications in their structures; however they still retain many of the original antigenic and immunological properties of native proteins. Also, our data indicate that irradiated proteins induce higher titers of IgG2a and IgG2b, suggesting that Th1 cells are predominantly involved in the immune response.

The knockout effect of low doses of gamma radiation on hepatotoxicity induced byEchis Coloratussnake venom in rats

“…Venoms are weakly immunogenic and very toxic, causing difficulties for antivenom production. Therefore, the use of detoxified venoms can be very helpful in many aspects (Caproni et al, 2009) but it is important to be sure that the detoxified venoms do not lose their immunogenicity. Gamma radiation has been shown to be effective for attenuating venom toxicity while maintaining immunogenicity (Shaaban, 2003).…”

New insights into the structural characteristics of irradiated crotamine

“…Several methods of snake venom detoxification involve chemical or physical modification of toxins [ 6 – 13 ]. Gamma irradiation is a potential tool for venom detoxification, since the structural changes caused by this radiation slow down or stop enzymatic activities of toxic proteins, while retain epitopes that induce efficient immune responses [ 14 – 20 ]. Gamma rays are forms of ionizing radiation that interact with biomolecules in solutions through two processes.…”

Resposta imunológica em modelos animais imunizados contra o muco nativo ou irradiado por raios gama de ⁶⁰Co da raia de água doce <i>Paratrygon aiereba</i>

“…A partir da realização desses ensaios foi possível verificar que tanto o muco quanto o veneno de Paratrygon aiereba são antigênicos, estimularam a produção de anticorpos, e que esta capacidade antigênica provavelmente se deve ao fato que venenos animais, inclusive de peixes, são compostos por uma variedade de proteínas e peptídeos biologicamente ativos (Conceição et al, 2006;2011;Saraiva et al, 2011;Komegae et al, 2013;Ziegman;Alewood, 2015 Normalmente, coelhos são utilizados como modelos experimentais para a produção de antissoro policlonal por serem bons respondedores imunológicos (Burns, 2005). E diferenças da resposta imune entre diferentes modelos experimentais foram observadas por Martín e colaboradores 2015 A irradiação do muco por raios gama de 60 Co justifica-se a partir de trabalhos publicados anteriormente por nosso grupo, demonstrando que as radiações ionizantes promovem alterações físico-químicas nas moléculas de proteínas de venenos de serpentes e toxinas isoladas, atenuando a atividade proteolítica de toxinas e mantendo suas propriedades imunológicas (Nascimento et al, 1996;Boni-Mitake et al, 2001;Camilo et al, 2005;Alves, 2009;Caproni et al, 2009;Ferreira Jr. et al, 2009;Oliveira et al, 2015;Rocha, 2016).…”

“…Thalassophryne nattereri e T. maculosa, as quais induziram a produção de TNFα, IL-1β e IL-6 (Lima et al, 2003;Pareja-Santos et al, 2008), o veneno da serpente Crotalus durissus terrificus (TNF-α, IFN-γ, IL-4 e IL-10) (Cruz et al, 2008), da aranha Loxoceles gaucho (IL-6, MCP-1 e KC) ( Barbaro et al, 2010). Alves (2009) Outro fato observado foi que os soros anti-muco irradiado produzidos por camundongos e coelhos reconheceram determinantes antigênicos do muco das três raias citadas, ou seja, houve a manutenção da imunogenicidade do muco após o processo de irradiação, corroborando o fato de que a irradiação mantém as propriedades imunogênicas de compostos proteicos (Caproni et al, 2009). A partir da obtenção do soro anti-muco de Paratrygon aiereba com títulos satisfatórios de IgG, foi verificada a capacidade de soroneutralização da atividade edematogênica induzida pelo muco da raia em estudo, uma vez que o edema faz parte de um dos problemas decorrentes do acidente por raias Haddad Jr. 2010;Silva Jr. et al, 2015).…”

“…A radiação gama apresenta um diferencial em relação às demais técnicas, visto que além de conseguir diminuir a toxicidade do veneno ou toxinas isoladas, mantém a resposta imunológica para a produção de soros e melhora as propriedades imunológicas da amostra irradiada, sem que seja adicionada outra substância à mesma (Nascimento et al, 1996(Nascimento et al, , 1998Caproni et al, 2009;Camilo et al, 2005).…”