Pod koniec grudnia 2019 r.Koronawirus 2 (SARS-CoV-2) pojawił się w Wuhan w Chinach, a następnie szybko rozprzestrzenił się na całym świecie. 11 marca 2020 roku Światowa Organizacja Zdrowia ogłosiła wybuch epidemii koronawirusa (COVID-19) 2019 jako pandemię. Naukowcy na całym świecie pracują na dużą skalę nad opracowaniem nowych szczepionek, terapii i wielu innych strategii powstrzymania epidemii.
SARS-CoV-2 to jednoniciowy wirus RNA o dodatnim znaczeniu, należący do rodzaju Betacoronavirus z rodziny Coronaviridae. Niektórzy członkowie tej rodziny wpływają na ludzi, powodując przeziębienie (HCoV-229E, HCoV-NL63 i HCoV-OC43), SARS (ciężki ostry zespół oddechowy) i zespół oddechowy na Bliskim Wschodzie (MERS).
Spośród nich najbardziej zaraźliwy jest SARS-CoV-2, który powoduje objawy od łagodnych do ciężkich. SARS-CoV-2 koduje zarówno białka strukturalne, jak i niestrukturalne. Białka strukturalne obejmują białko wypustek (S), białko otoczki (E), białko błonowe (M) i białko nukleokapsydu (N).
Białko N.
Naukowcy podają, że jako potencjalną szczepionkę można zastosować wszystkie białka strukturalne. Na przykład białko N wiąże się z kompleksami replikacyjnymi, transkrybuje i bierze udział w kapsułkowaniu, transkrypcji i replikacji wirusa. Białko N stymuluje silne przeciwciała, co z kolei może prowadzić do produkcji cytokin.
ORF3a
Otwarta ramka odczytu 3a (ORF3a) jest również niezbędna do reprodukcji wirusa i zjadliwości wirusa SARS. Funkcją ORF3a jest stymulowanie ekspresji genu pro-IL-1β i wydzielania IL-1β, które silnie wpływają na płuca.
Badacze ujawnili, że dostępnych było niewiele informacji na temat wywoływania wirusa. Dlatego potrzeba więcej badań opartych na immunohistochemii, aby określić epitopy immunologiczne.
Bieżące badanie
Nowe badanie zostało opublikowane w Journal of Biomolecular Structure and Dynamics Który koncentruje się na ocenie białek E, M, N, ORF10, ORF8, ORF3a i M przy użyciu narzędzi bioinformatycznych do opracowania policyklicznej szczepionki przeciwko COVID-19. Naukowcy wykorzystali metody silico do wywołania humoralnej i komórkowej odpowiedzi immunologicznej.
Poprzednie badania genetyczne wykazały, że SARS-CoV i SARS-CoV-2 są w około 80% podobne. Ponadto naukowcy donoszą, że silna odpowiedź limfocytów T na wirusy jest niezbędna do usunięcia infekcji wirusami dróg oddechowych, takich jak SARS i grypa A. Również odporność humoralna i komórkowa odgrywają ważną rolę w ochronie przed tymi chorobami.
Podczas tej infekcji zaobserwowano rozwój wysoce aktywnych przeciwciał przeciwko białku N SARS-CoV. Jednak jednym z głównych ograniczeń tego typu przeciwciał jest to, że mają one krótszą żywotność u pacjentów rekonwalescentów. W połączeniu z odpornością humoralną, odpowiedzi komórkowe (takie jak CD4+ I CD8+Zapewnia również dłuższą ochronę przed COVID-19.
Naukowcy wykazali, że szczepionka wieloczynnikowa może rozpoznawać i łączyć epitopy komórek B i T, które mogą skutecznie stymulować układ odpornościowy i wywoływać silniejszą odpowiedź immunologiczną. Naukowcom udało się niedawno opracować szczepionki z CD8+ Cytolityczne komórki T (CTL), komórki B i CD4+ Pomocnicze epitopy komórek T (HTL).
W ramach niniejszego badania zaprojektowano nowe wielobajtowe białko fuzyjne (białko N, białko M i ORF3a) zawierające domeny bogate w antygen.
Aktywność biologiczną tego białka fuzyjnego oceniono za pomocą narzędzi bioinformatycznych. Oceniono interakcję między kandydatem na szczepionkę, receptorem wrodzonego układu odpornościowego (TLR4) i receptorem komórkowego układu odpornościowego (HLA-A * 11: 1).
W tym badaniu wykorzystano serwer Rankpep, który przeanalizował supertypy HLA, aby przewidzieć różne pętle sekwencji białek N, ORF3a i M zgodnie z allelami HLA I i HLA II.
Do przewidywania liniowych brodawek sutkowych naukowcy wykorzystali serwer Bepipred, który przewidywał również epitopy białek N, ORF3a i M. Ponieważ zarówno odpowiedź komórkowa, jak i humoralna są niezbędne do skutecznej ochrony przed zakażeniem koronawirusem, przy użyciu analizy wewnątrzsilico pięć domen bogate w sutki posiadające wysokie stopnie epitopów są powszechne między epitopami limfocytów T i limfocytów B.
VaxiJen v2.0 został użyty do identyfikacji antygenu w zmodyfikowanym białku. Analiza białka NOM wykazała obecność silnego antygenu bez adiuwantów. Ponadto naukowcy przewidzieli możliwość wystąpienia reakcji alergicznej na zmodyfikowane białko przy użyciu iAllertop i zgłosili brak wrażliwości na to białko.
Badacze przeanalizowali również parametry fizykochemiczne (masa cząsteczkowa, dodatnio i ujemnie naładowane reszty, punkty izoelektryczne itp.) I doszli do wniosku, że zmodyfikowane białko może być odpowiednim kandydatem na szczepionkę. Zakotwiczyli NOM z receptorem TLR4 (Toll-like receptor) i HLA-A * 11: 1, a interakcja wywołała odpowiedź immunologiczną. Symulacja dynamiki molekularnej (MD) zapewniła stabilność struktur białek.
W bieżącym badaniu naukowcy wykorzystali serwery internetowe PatchDock i Firedock, aby określić optymalną interakcję między białkiem NOM a receptorami odpornościowymi. Wykorzystali światową potęgę jako punkt odniesienia przy wyborze najlepszych kompleksów. W analizie oscylacji pierwiastka kwadratowego (RMSF) wartości rekombinowanego białka NOM w symulacji MD sugerowały fluktuację kształtu monomeru szczepionki w kilku regionach.
Wskazuje to, że rekombinowane białko NOM było bardziej stabilne, gdy było złożone z receptorem odpornościowym. Również w badaniu porównawczym wartości RMSF dla rekombinowanego białka NOM w związku z HLA-A * 11: 1 były niższe niż dla rekombinowanego białka NOM w związku z TLR4.
Ponieważ energie wiązania są również niższe, naukowcy doszli do wniosku, że rekombinowane białko NOM może wiązać się z HLA-A * 11: 1 lepiej niż inny immunoreceptor. Wynik ten został również potwierdzony przez analizę strukturalną.
„Analityk. Nieuleczalny nerd z bekonu. Przedsiębiorca. Oddany pisarz. Wielokrotnie nagradzany alkoholowy ninja. Subtelnie czarujący czytelnik.”
