La vacunología inversa integrada con técnicas de biofísica para diseñar una vacuna de subunidad basada en péptidos para el virus Bourbon
Autores: Almanaa, Taghreed N.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
La vacunología inversa integrada con técnicas de biofísica para diseñar una vacuna de subunidad basada en péptidos para el virus Bourbon
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Bioingeniería
Palabras clave
Virus
Vacuna
Infección
Transmisión
Técnicas computacionales
Inmunogenicidad
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 38
Citaciones: Sin citaciones
A pesar de la gravedad de la enfermedad transmitida por las garrapatas, se sabe poco sobre el virus Bourbon. Solo tres estados de EE. UU. han registrado casos humanos de infección por el virus Bourbon (BRBV); en todos los casos, se conectó una picadura de garrapata con el inicio de la enfermedad. El virus Bourbon (BRBV) pertenece a la familia Orthomyxoviridae y al género Thogotovirus, originario de los estados de EE. UU., es decir, Kansas, Oklahoma y Missouri. Las crecientes tasas de infecciones por BRBV en varias partes de EE. UU. resaltan la necesidad de un análisis exhaustivo de los mecanismos de transmisión del virus, los tipos de vectores y los hospedadores reservorios. Actualmente, no existen vacunas o terapias antivirales eficientes para detener estas infecciones. Es imperativo producir una vacuna que sea asequible y termoestable para reducir la probabilidad de futuras pandemias. Se emplearon diversas técnicas computacionales y metodologías de vacunología inversa para identificar epítopos específicos de células B y T. Tras un examen minucioso, las proteínas ligadoras conectaron los epítopos de células B y T, resultando en este candidato a vacuna construido minuciosamente. Además, la modelización 3D dirigió la construcción de la vacuna hacia el acoplamiento molecular para determinar su afinidad de unión e interacción con TLR-4. La beta-defensina humana se utilizó como adyuvante y se vinculó al N-terminus para potenciar la inmunogenicidad. Además, la simulación C-IMMSIM resultó en altas actividades inmunogénicas, con activación de interferón alto, interleucinas e inmunoglobulinas. Los resultados del proceso de clonación in silico indicaron que el constructo de la vacuna hará todo lo posible para expresarse en el huésped, con un valor de adaptación de codón CAI de 0.94. Una energía libre de unión neta de -677.7 kcal/mol obtenida durante el acoplamiento mostró que la vacuna tiene una alta afinidad de unión para los receptores inmunológicos. Se logró una validación adicional a través de simulaciones dinámicas moleculares, inferiendo los cambios de confirmación durante ciertos intervalos de tiempo, pero la vacuna permaneció intacta en el sitio de unión durante un intervalo de 100 ns. La termoestabilidad determinada mediante un puntaje RMSF predijo ciertos cambios en las percepciones mecanicistas de la región del bucle con desviaciones de carbono alfa, pero no se observaron cambios importantes durante las simulaciones. Por lo tanto, los resultados obtenidos resaltan una preocupación importante para que los investigadores validen aún más la eficacia de la vacuna utilizando enfoques in vitro e in vivo.
Descripción
A pesar de la gravedad de la enfermedad transmitida por las garrapatas, se sabe poco sobre el virus Bourbon. Solo tres estados de EE. UU. han registrado casos humanos de infección por el virus Bourbon (BRBV); en todos los casos, se conectó una picadura de garrapata con el inicio de la enfermedad. El virus Bourbon (BRBV) pertenece a la familia Orthomyxoviridae y al género Thogotovirus, originario de los estados de EE. UU., es decir, Kansas, Oklahoma y Missouri. Las crecientes tasas de infecciones por BRBV en varias partes de EE. UU. resaltan la necesidad de un análisis exhaustivo de los mecanismos de transmisión del virus, los tipos de vectores y los hospedadores reservorios. Actualmente, no existen vacunas o terapias antivirales eficientes para detener estas infecciones. Es imperativo producir una vacuna que sea asequible y termoestable para reducir la probabilidad de futuras pandemias. Se emplearon diversas técnicas computacionales y metodologías de vacunología inversa para identificar epítopos específicos de células B y T. Tras un examen minucioso, las proteínas ligadoras conectaron los epítopos de células B y T, resultando en este candidato a vacuna construido minuciosamente. Además, la modelización 3D dirigió la construcción de la vacuna hacia el acoplamiento molecular para determinar su afinidad de unión e interacción con TLR-4. La beta-defensina humana se utilizó como adyuvante y se vinculó al N-terminus para potenciar la inmunogenicidad. Además, la simulación C-IMMSIM resultó en altas actividades inmunogénicas, con activación de interferón alto, interleucinas e inmunoglobulinas. Los resultados del proceso de clonación in silico indicaron que el constructo de la vacuna hará todo lo posible para expresarse en el huésped, con un valor de adaptación de codón CAI de 0.94. Una energía libre de unión neta de -677.7 kcal/mol obtenida durante el acoplamiento mostró que la vacuna tiene una alta afinidad de unión para los receptores inmunológicos. Se logró una validación adicional a través de simulaciones dinámicas moleculares, inferiendo los cambios de confirmación durante ciertos intervalos de tiempo, pero la vacuna permaneció intacta en el sitio de unión durante un intervalo de 100 ns. La termoestabilidad determinada mediante un puntaje RMSF predijo ciertos cambios en las percepciones mecanicistas de la región del bucle con desviaciones de carbono alfa, pero no se observaron cambios importantes durante las simulaciones. Por lo tanto, los resultados obtenidos resaltan una preocupación importante para que los investigadores validen aún más la eficacia de la vacuna utilizando enfoques in vitro e in vivo.