Riassunto analitico
Staphylococcus aureus (SA) è un batterio Gram-positivo e un commensale della flora umana, principalmente della pelle e delle narici anteriori. È uno dei principali patogeni in ambito clinico e nelle infezioni comunitarie. A causa della sua resistenza agli antibiotici, SA può essere difficile da trattare. Nel corso degli anni Staphylococcus aureus ha sviluppato resistenza all'Ampicillina, alla Meticillina e alla Vancomicina e la comparsa di ceppi resistenti è molto più rapida della capacità dei ricercatori di introdurre nuovi farmaci efficaci. Per determinare un'infezione, SA ha bisogno di attaccarsi a una superficie dove può duplicarsi e poi invadere altri distretti del corpo. Per fare ciò, SA espone una pletora di proteine ancorate alla parete cellulare che mediano l'adesione del batterio ai tessuti dell'ospite attraverso il legame dei componenti della matrice extracellulare. Dopo l'adesione, SA può diffondersi attraverso il flusso sanguigno in diversi distretti del corpo. Il nostro studio si concentra sull'adesina stafilococcica CNA, poiché ha dimostrato di essere un importante fattore di virulenza in modelli sperimentali di endocardite e osteomielite. Disporre di anticorpi monoclonali in grado di inibire l'azione di queste adesine può essere di potenziale interesse terapeutico. Lo scopo di questa tesi è quello di mappare l'epitopo degli anticorpi contro CNA utilizzando single-gene libraries e tecnologia phage display. Il lavoro si concentra su 2 porzioni di CNA: CNA19 e CNA35. CNA19 è il frammento minimo legante il collagene e CNA35 è il frammento ricombinante con la migliore affinità per il collagene. In questo lavoro utilizziamo 20 anticorpi scFv precedentemente prodotti contro CNA19 e poi riformattati in un costrutto bivalente IgG-like: scFv-Fc. Lo scopo è quello di utilizzare questi anticorpi per bloccare l'interazione tra CNA e collagene, inibendo il primo step dell'infezione. Dei 20 scFv-Fc testati contro CNA19 e CNA35, 5 di essi hanno mostrato risultati interessanti, tra cui l'inibizione e la dislocazione del complesso CNA-Collagene e anche la cross-reattività con adesine di altri patogeni, come ACE (E. faecalis) e ACM (E. faecium). Questi risultati dimostrano la capacità degli anticorpi di riconoscere e legare l'adesina CNA e incoraggiano lo sviluppo di nuove terapie contro le infezioni da Staphylococcus aureus.
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Abstract
Staphylococcus aureus (SA) is a Gram-positive bacterium and a commensal of the human flora, mainly of the skin and the anterior nares. It is one of the leading pathogens in clinical settings and in community infections. Due to its antibiotic resistance SA can be difficult to treat. Over the years Staphylococcus aureus has developed resistance to Ampicillin, Meticillin and Vancomycin and the appearance of resistant strains is much quicker than researchers’ ability to introduce new effective drugs. To determine an infection, SA needs to attach to a surface where it can establish a reservoir for duplication and then invade other districts of the body. To do this, SA displays a plethora of cell wall-anchored proteins that mediates the adhesion of the bacterium to host tissues through binding of extracellular matrix components. After the adhesion, SA can spread through the bloodstream to different districts of the body. Our study focuses on the staphylococcal collage adhesin CNA, as it has shown to be a major virulence factor in experimental models of endocarditis and osteomyelitis. Thus, monoclonal antibodies able to inhibit the action of these adhesins can be of potential therapeutic interest. The aim of this master’s thesis is to map the epitope of the antibodies against CNA using single-gene libraries and phage display technique. The work focuses on 2 portions of CNA: CNA19 and CNA35. CNA19 is the minimum collagen binding fragment and CNA35 is the recombinant fragment with the best affinity for the collagen. In this work we use 20 scFv antibodies previously produced against CNA19 and then reformatted in an IgG-like bivalent construct: scFv-Fc. The aim is to use these antibodies to block the interaction between CNA and collagen, inhibiting the first step of the infection. Of the 20 scFv-Fc tested against CNA19 and CNA35, 5 of them showed interesting results, including the inhibition and displacement of CNA-Collagen complex and also cross-reactivity with collagen adhesin from other main pathogens, like ACE (E. faecalis) and ACM (E. faecium). These results demonstrate the ability of whole human antibodies to recognize and bind the collagen adhesin CNA and encourage the development of new therapies against Staphylococcus aureus infections.
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