Laboratório Bradfute
Doenças infecciosas / patógenos como aqueles que surgiram recentemente em uma população ou existiram, mas estão aumentando rapidamente em incidência ou alcance geográfico
O camundongo cervo Peromyscus maniculatus é portador do hantavírus Sin Nombre, responsável pela maioria dos casos de síndrome cardiopulmonar por hantavírus nos Estados Unidos.
Crédito da foto: Sam Goodfellow
Vírus Ebola no baço infectado. As setas apontam para vírions individuais. Imagem realizada por meio de microscopia eletrônica de transmissão.
Crédito da foto: Steven Bradfute, PhD
Ensaio de placa do zika vírus para identificar anticorpos neutralizantes
Crédito da foto: Steven Bradfute, PhD
A infecção pelo vírus Ebola causa a morte das células do sistema imunológico. A microscopia de fluorescência mostra células do baço de um animal infectado. O vermelho marca as células morrendo e mostra todas as células.
Crédito da foto: Steven Bradfute, PhD
Ensaio de placa SARS-CoV-2 para medir a inibição da replicação do coronavírus. A cor azul é células vivas; whie buracos são "placas mostram onde SARS-CoV-2 infectou e matou células.
Crédito da foto: Steven Bradfute, PhD
Os hantavírus são patógenos perigosos que causam doenças graves em humanos. Os vírus se replicam inofensivamente em roedores e são transmitidos a humanos por meio da inalação do vírus em excrementos aerossolizados de roedores. O primeiro hantavírus patogênico dos Estados Unidos, o hantavírus Sin Nombre, foi descoberto no Novo México em 1993. O Novo México teve a maioria dos casos de hantavírus Sin Nombre do que qualquer outro estado, tornando-o um vírus importante para nossa região, especialmente devido à sua alta letalidade taxa em humanos (~ 35%). Nossa pesquisa cobre várias áreas da biologia e terapêutica do hantavírus.
- Anticorpos neutralizantes para terapêutica.
Temos um esforço colaborativo como parte de uma bolsa do NIH U19 com base no Albert Einstein College of Medicine para identificar e analisar anticorpos monoclonais contra vários hantavírus. Esses dados são usados pelo consórcio para selecionar anticorpos para testar sua capacidade de resgatar pequenos modelos de animais da infecção. Este estudo colaborativo é destacado no podcast “This Week in Virology”: https://www.microbe.tv/twiv/twiv-578/
- Respostas imunológicas de memória de longo prazo em sobreviventes do hantavírus Sin Nombre.
Estamos rastreando as respostas imunológicas de longo prazo em sobreviventes do hantavírus Sin Nombre. Até o momento, encontramos respostas de anticorpos muito fortes em sobreviventes, com pacientes até 23 pós-infecção ainda exibindo respostas de anticorpos neutralizantes detectáveis. Esses dados sugerem que os sobreviventes do hantavírus geram imunidade forte e duradoura contra a reinfecção. Também estabelecemos um ensaio de citometria de fluxo de 13 cores para testar respostas de recall de hantavírus específicas em compartimentos de células T CD8 + e CD4 + de memória múltipla.
--Análise genética do vírus Sin Nombre em roedores selvagens capturados no Novo México.
O roedor hospedeiro do hantavírus Sin Nombre é o camundongo cervo Peromyscus maniculatus. Os camundongos cervos têm uma distribuição natural muito extensa, visto que são encontrados em quase todos os Estados Unidos (excluindo regiões no sudeste). No entanto, a infecção pelo vírus Sin Nombre em humanos está principalmente concentrada no oeste e sudoeste dos Estados Unidos. Estamos fazendo a pergunta "por que os camundongos veados estão em todos os lugares, mas os humanos infectados não?" Estamos respondendo a esta pergunta prendendo camundongos veados selvagens em todo o Novo México, em regiões endêmicas e não endêmicas de infecção humana, para determinar se a) o vírus Sin Nombre só é encontrado em regiões endêmicas de pacientes humanos ou b) a sequência do genoma do vírus é significativamente diferente em diferentes regiões.
O laboratório Bradfute aproveitou nossa experiência em patógenos virais emergentes para estudar o vírus Zika durante o surto de 2013-2016. Colaboramos com os Laboratórios Nacionais de Los Alamos para testar a eficácia de um novo sistema de entrega de DNA / nanopartículas na proteção de camundongos contra a infecção pelo vírus Zika. Descobrimos que uma vacina de DNA de plasmídeo formulada em um novo sistema de entrega induziu imunidade protetora contra a infecção pelo vírus Zika em camundongos de maneira dependente da dose.
Hraber P, Bradfute SB, Clarke E, Ye C e Pitard B. Entrega de copolímero em bloco anfifílico de uma vacina de DNA contra o vírus Zika. Vaccine 36: 6911 (2018)
O laboratório Bradfute está envolvido no teste de novas vacinas para indução de respostas imunes de reação cruzada contra vários vírus da encefalite, que são transmitidos por mosquitos e causam doenças graves em cavalos e humanos.
- Entrega de antígeno nanocarreador para vacinas de alfavírus de dose única amplamente protetoras.
Estamos fazendo parceria com Los Alamos National Laboratories (LANL) para testar uma nova vacina baseada em DNA para fornecer imunidade de longa duração contra vários alfavírus. Nosso papel nesta colaboração é testar vacinas de DNA quanto à indução de anticorpos e respostas de células T em camundongos, usando alfavírus BSL-3 como alvos.
- RNAs não codificantes longos na infecção pelo vírus da encefalite equina venezuelana.
Recentemente, recebemos uma bolsa para um grande projeto que estuda o papel de longos RNAs não codificantes nas respostas celulares à infecção pelo vírus da encefalite equina venezuelana. Este projeto irá alavancar nossas instalações de agente BSL-3 no UNM HSC para testar quais RNAs não codificantes longos são expressos após a infecção in vitro e in vivo de um vírus patogênico da encefalite equina venezuelana em comparação com uma versão não patogênica do mesmo vírus. Desta forma, seremos capazes de comparar diretamente quais longos RNAs não codificantes são induzidos ou suprimidos em uma resposta celular bem-sucedida com uma resposta malsucedida.
O vírus Ebola é um patógeno mortal com uma taxa de mortalidade de mais de 40%. Embora tradicionalmente confinado a pequenos surtos em aldeias isoladas, o vírus começou a se espalhar para grandes cidades pela primeira vez, causando um surto global de 2013-2016. Estamos envolvidos em esforços para o desenvolvimento de vacinas e terapêuticas para este vírus.
-Desenvolvimento de vacinas contra o vírus ebola e terapêuticas.
Descobrimos que as alterações de glicosilação (padrão de açúcar) na glicoproteína viral afetam dramaticamente como essas proteínas induzem uma resposta imune quando usadas como vacina. Essas mudanças na glicosilação ocorrem quando as vacinas são feitas em diferentes tipos de células. Nossos resultados foram relevantes, uma vez que diferentes tipos de células são usados para diferentes vacinas.
- Terapêutica com vírus de ebola e co-administração de vacinas.
Nossos estudos com o vírus Ebola continuaram com o recente financiamento de uma segunda bolsa, na qual estamos estudando como a administração de terapias de curto prazo junto com vacinas de longo prazo afeta a eficácia desses tratamentos. O objetivo é determinar o momento ideal para a administração de ambas as drogas terapêuticas para proteção imediata contra o vírus, sem anular a proteção de longo prazo das vacinas co-administradasDada a urgência da pandemia de coronavírus em curso, o laboratório de Bradfute liderou o trabalho do vírus BSL-3 SARS-CoV-2 no UNM HSC. Colaboramos com mais de 25 grupos acadêmicos e comerciais diferentes para usar nossa especialização exclusiva para pesquisar terapêuticas, vacinas, inativação, biologia básica e análise de amostras de pacientes para SARS-CoV-2.
- Avaliação de anticorpos neutralizantes em pacientes convalescentes e com COVID-19 agudo.
O laboratório de Bradfute testou os títulos de anticorpos neutralizantes no plasma de indivíduos convalescentes e no plasma de pacientes com COVID-19 agudo que foram infundidos com plasma convalescente como terapia experimental no UNMH. Descobrimos que, embora todos os pacientes convalescentes testados tivessem títulos de anticorpos positivos contra a proteína de superfície Spike quando medidos por ensaios de imunoabsorção enzimática (ELISA), os níveis de anticorpos neutralizantes contra SARS-CoV-2 vivos eram muito baixos em indivíduos convalescentes e, portanto, não aumentar os níveis de anticorpos ou melhorar a progressão da doença nos receptores. Este estudo destacou a importância da pré-triagem de plasma convalescente não apenas para anticorpos totais via ELISA, mas para neutralizar os títulos de anticorpos antes da infusão em pacientes. Também colaboramos com o TriCore Reference Laboratories para mostrar que os títulos de anticorpos neutralizantes se correlacionam com um ensaio de detecção de anticorpos simples e rápido usado comercialmente que não requer o uso de vírus vivos.
- Métodos de inativação de SARS-CoV-2 em superfícies.
Testamos vários métodos químicos, de calor, luz e outros métodos para inativar o SARS-CoV-2 vivo. Também demonstramos que um método comumente sugerido de descontaminação de máscaras N95 com calor seco não é eficaz na eliminação de SARS-CoV-2 vivo.
- Análise das respostas longitudinais de anticorpos e células T em indivíduos convalescentes COVID-19. Recentemente, fomos financiados pelo UNM HSC CTSC para rastrear as respostas imunológicas em pacientes após sua recuperação da infecção por SARS-CoV-2. Temos um IRB aprovado para este trabalho e atualmente estamos recrutando 50 pacientes para analisar suas respostas de anticorpos e células T por até 10 anos. Este trabalho responderá a questões vitais sobre por quanto tempo os sobreviventes de COVID-19 têm respostas imunológicas contra o vírus.
- Triagem in vitro de pequenas moléculas contra SARS-CoV-2.
Um dos principais aspectos do meu trabalho SARS-CoV-2 centra-se no teste de pequenas moléculas para sua eficácia in vitro contra vírus vivos no laboratório BSL-3. Trabalhamos com o HSC da UNM, campus principal da UNM e instituições não pertencentes à UNM para testar seus medicamentos quanto à atividade antiviral. Meu laboratório examinou muitas moléculas pequenas e encontrou algumas que inibem de maneira potente a replicação. Este trabalho resultou em muitas submissões, bem como em manuscritos em preparação ou submetidos, uma amostra dos quais está listada abaixo.
