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Progettando un prototipo chiodi il vaccino della proteina per SARS-CoV-2

Uno studio recente ha pubblicato sui rapporti del bioRxiv* del " server " della pubblicazione preliminare nel giugno 2020 lo sviluppo di un vaccino del prototipo che contiene i siti antigenici multipli, in base alla proteina della punta del coronavirus 2 (SARS-CoV-2) di sindrome respiratorio acuto severo che sta causando la pandemia corrente COVID-19. Se riuscito, questo potesse piombo allo sviluppo di efficace, vaccino non allergene che induce sia l'immunità umorale che cellulare.

Misure per contenere l'impatto della pandemia

La diffusione rapida di COVID-19 è ricambiata soltanto tramite l'efficace applicazione delle misure non farmacologiche come il tracciato del contatto e l'isolamento, quarantena delle persone con l'esposizione sospettata ai casi contagiosi, distanziare sociale ed in molti paesi, lockdowns. L'emergenza di efficace vaccino o di una droga terapeutica è attesa ardentemente, per fornire la speranza di un punto quando queste precauzioni possono essere rendimento di vita e rilassato al vecchio normale.

Molte più vecchie droghe stanno provande a loro potenziale come droghe repurposed contro COVID-19, compreso la combinazione di lopinavir e ritonavir, idrossiclorochina e remdesivir. Tuttavia, nessuno di loro sono state trovate per avere attività altamente significativa contro il virus.

L'uscita: Sviluppo del vaccino

La prevenzione dell'infezione è, quindi, la strategia più efficace attualmente. L'induzione degli anticorpi di neutralizzazione è lo scopo di sviluppo del vaccino. I vari candidati vaccino stanno esaminandi nei test clinici preclinici ed iniziali dappertutto.

Questo trattamento può richiedere almeno 12-18 mesi dal primo punto alla disponibilità del mercato di un vaccino. Inoltre, i vaccini attenuati in tensione del virus richiedono il personale tecnico altamente qualificato, gli impianti avanzati del laboratorio e le norme del Livello 3 di sicurezza biologica.

Facendo uso di bioinformatica per diminuire tempo di sviluppo del vaccino

Il documento corrente da un ricercatore all'università di Savitribai Phule Pune, India, rapporti l'uso di bioinformatica accelerare questo trattamento facendo uso degli algoritmi per predire i peptidi virali che sono capaci dell'induzione dell'immunità con successo. Questo approccio è stato usato per sviluppare i vaccini contro i virus epidemici più in anticipo quali i virus respiratori di sindrome di Medio Oriente e (MERS) di Ebola.

Gli approcci di Bioinformatic presentano tre vantaggi: alta efficacia, più breve ciclo di sviluppo e un costo di produzione basso. Questi possono essere digitano la produzione del vaccino a basso costo e altamente disponibile per uso al livello della popolazione.

SARS-CoV-2 ha tre tipi di proteine - strutturali, non strutturali e di accessori. alcune di queste proteine sono chiave alla sua patogenicità, quale la proteina del nucleocapsid (n) che è richiesta per l'associazione, la replica e la trascrizione del RNA; la busta (E) e proteine della membrana (m) state necessarie per l'installazione e la virulenza del virus come pure per l'induzione della risposta immunitaria; e la proteina della punta (s) richiesta per l'associazione del virus al ricevitore ospite ACE2, la fusione del virus con la membrana cellulare che apre la strada per l'entrata virale successiva nella cella e l'attivazione della risposta di cellula T ospite.

Illustrazione di SARS-CoV-2, credito 2019 di virusImage del nCoV: Orfeo FX/Shutterstock
Illustrazione di SARS-CoV-2, credito 2019 di virusImage del nCoV: Orfeo FX/Shutterstock O vicino

Un candidato vaccino più in anticipo ha espresso l'intera proteina di S in adeno 38 (Repubblica del Chad) - il vettore, la protezione di conferimento dello scimpanzè contro SARS-CoV-2 in mouse ed in resi via immunità umorale e cellulare.

Progettazione del vaccino

Lo studio corrente è basato sull'uso degli epitopi multipli della proteina di S in un vaccino del progettista, che è destinato per avere una durata di prodotto in magazzino lunga alla temperatura ambiente, per indurre gli alti livelli di immunità, per contenere gli antigeni potenti ed essere non allergene. Contiene gli epitopi che sono costante efficaci nella stimolazione sia umorale che nell'immunità cellulare.

I punti seguiti nella progettazione del questo vaccino possono essere riassunti come segue:

  • Selezionando quattro epitopi perfettamente conservati per essere presentato al recettore delle cellule t (TCR)
  • L'analisi degli epitopi di TCR per l'immunizzazione, l'allergenicità, l'antigenicità e la tossicità ha indicato che tutte sono state prevedute per essere immunogene e non allergeni
  • Selezionando gli epitopi per il ricevitore del linfocita B (BCR) con sei metodi, con la circostanza che ha selezionato le regioni state necessarie per qualificarsi almeno da quattro dei sei metodi
  • Progettando la sequenza vaccino che contiene due BCR e tre epitopi di TCR, collegata giustamente per formare una sequenza aminoacidica 451 e collegata con un adiuvante adatto per maggior immunizzazione

Predizione delle caratteristiche del vaccino

Il vaccino chimerico del peptide poi è stato analizzato a sue antigenicità ed allergenicità, che possono essere prevedute con l'affidabilità significativa facendo uso degli strumenti online differenti. Questi hanno indicato che era probabile essere antigenico ma non allergene.

Le sue caratteristiche fisiche e chimiche sono state prevedute come pure la struttura secondaria e terziaria. È stato preveduto per essere un peptide leggermente di base di 48,5 KDa, idrofilo in natura e molto stabile.

I vari strumenti online sono stati utilizzati per predire la presenza di epitopi discontinui del linfocita B, che sono situati sulle parti differenti della sequenza del peptide e sono introdotti in prossimità dalla piegatura della proteina.

L'aggancio del vaccino del progettista con il ricevitore chiamato TLR4 poi è stato simulato facendo uso di un " server " molecolare di aggancio, per visualizzare come interagirebbero. L'interazione stabile indica che le proteine attivano il TLR4 in risposta a PAMPs (reticoli molecolari agente-associati). Ciò avvia l'attivazione delle cellule (DC), il trattamento dell'antigene e la presentazione dentritici alle celle di T sulla superficie di CC.

Per concludere, la clonazione della costruzione vaccino è stata preveduta da un altro strumento online.

Predizione della prestazione del vaccino

Il web server immune C-ImmSim del simulatore ha predetto una buona prestazione per il vaccino, con i livelli elevati di IgM nella prima settimana che segue l'immunizzazione. Le fasi secondarie e terziarie di immunità egualmente sono state prevedute con un aumento nel conteggio di linfocita B e IgM aumentante, IgG e diminuire i livelli di antigeni.

Gli isotipi del linfocita B egualmente hanno mostrato uno spostamento, indicante che le celle di memoria stavano formande. Le celle di TC e del Th egualmente sono state prevedute agli alti livelli, indicanti lo sviluppo di memoria.

L'attività del macrofago è stata amplificata da ogni dose dell'antigene ma è diminuito con rimozione dell'antigene. Le celle dentritiche egualmente sono state aumentate, come erano il IFNγ e l'espressione IL2. Queste sono citochine antivirali che supportano l'attivazione del Th per assicurare che la produzione dell'anticorpo continui ad un ad alto livello. L'indice analitico basso di Simpson ha indicato che la produzione dell'anticorpo stava accendendo ai livelli adeguati, indicanti una buona risposta immunitaria umorale.

Il ricercatore Gunderao la H Kathwate conclude: “Sebbene in silico i risultati precisino l'efficacia del vaccino, l'efficacia deve essere analizzata svolgendo gli esperimenti del laboratorio e gli studi animali del modello.„

Avviso *Important

il bioRxiv pubblica i rapporti scientifici preliminari che pari-non sono esaminati e, pertanto, non dovrebbero essere considerati conclusivi, guida la pratica clinica/comportamento correlato con la salute, o trattato come informazioni stabilite.

Journal reference:
Dr. Liji Thomas

Written by

Dr. Liji Thomas

Dr. Liji Thomas is an OB-GYN, who graduated from the Government Medical College, University of Calicut, Kerala, in 2001. Liji practiced as a full-time consultant in obstetrics/gynecology in a private hospital for a few years following her graduation. She has counseled hundreds of patients facing issues from pregnancy-related problems and infertility, and has been in charge of over 2,000 deliveries, striving always to achieve a normal delivery rather than operative.

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