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Diseñando un prototipo clave la vacuna de la proteína para SARS-CoV-2

Un estudio reciente publicó en los partes del bioRxiv* del servidor de la prueba preliminar en junio de 2020 el revelado de una vacuna del prototipo que contenía sitios antigénicos múltiples, sobre la base de la proteína del pico del coronavirus 2 (SARS-CoV-2) de la neumonía asiática que está causando el pandémico actual COVID-19. Si es acertado, esto podría llevar al revelado de una vacuna efectiva, no-alergénica que induce inmunidad humoral y celular.

Dimensiones de contener el impacto del pandémico

La extensión rápida de COVID-19 es contradicha solamente por el uso efectivo de dimensiones no-farmacológicas como el trazado del contacto y el aislamiento, cuarentena de individuos con la exposición sospechosa a los casos infecciosos, distancia social, y en muchos países, los lockdowns. La aparición de una vacuna efectiva o de una droga terapéutica se aguarda con impaciencia, para ofrecer la esperanza de un punto cuando estas precauciones pueden ser retrono relajado y de la vida al normal viejo.

Muchas drogas más viejas se están probando para su potencial como drogas repurposed contra COVID-19, incluyendo la combinación del lopinavir y ritonavir, hydroxychloroquine, y remdesivir. Sin embargo, no se ha encontrado ningunas de ellas para tener actividad altamente importante contra el virus.

La salida: Revelado vaccíneo

La prevención de la infección es, por lo tanto, la estrategia más efectiva actualmente. La inducción de anticuerpos de neutralización es la meta del revelado vaccíneo. Están probando a los diversos candidatos vaccíneos en juicios clínicas preclínicas y tempranas por todo el mundo.

Este proceso puede llevar por lo menos 12-18 meses del primer paso la disponibilidad del mercado de una vacuna. Por otra parte, las vacunas atenuadas vivas del virus requieren el estado mayor técnico altamente experto, instalaciones avanzadas del laboratorio, y normas del nivel 3 de la seguridad biológica.

Usando la bioinformática para reducir tiempo de revelado vaccíneo

El papel actual de un investigador en la universidad de Savitribai Phule Pune, la India, partes el uso de la bioinformática de acelerar este proceso usando algoritmos para predecir los péptidos virales que son capaces de inducir inmunidad con éxito. Esta aproximación se ha utilizado para desarrollar vacunas contra virus epidémicos anteriores tales como los virus respiratorios del síndrome de Ebola y (MERS) de Oriente Medio.

Las aproximaciones de Bioinformatic tienen tres ventajas: alta eficacia, un ciclo de revelado más corto, y un costo de producción inferior. Éstos pueden ser dominantes en producir una vacuna barata, altamente disponible para el uso en el nivel de la población.

SARS-CoV-2 tiene tres tipos de proteínas - estructurales, no-estructurales, y de accesorio. Varias de estas proteínas son dominantes a su patogenicidad, tal como la proteína del nucleocapsid (n) que se requiere para el atascamiento, la réplica y la transcripción del ARN; el envolvente (e) y proteínas de la membrana (m) necesarias para el montaje y la virulencia del virus, así como para inducir la inmunorespuesta; y la proteína del pico (s) requerida para el atascamiento del virus al receptor del ordenador principal ACE2, la fusión del virus con la membrana celular que pavimenta la manera para el asiento viral subsiguiente en la célula, y la activación de la reacción del linfocito T del ordenador principal.

Ejemplo de SARS-CoV-2, haber 2019 del virusImage del nCoV: Orfeo FX/Shutterstock
Ejemplo de SARS-CoV-2, haber 2019 del virusImage del nCoV: Orfeo FX/Shutterstock O cerca

Un candidato vaccíneo anterior expresó la proteína entera de S en el adeno 38 (República eo Tchad) - vector, protección que consultaba del chimpancé contra SARS-CoV-2 en ratones y en macacos de la India vía inmunidad humoral y celular.

Diseño de la vacuna

El estudio actual se basa en el uso de los epitopos múltiples de la proteína de S en una vacuna del proyectista, que se significa para tener una vida útil larga en la temperatura ambiente, para inducir niveles de la inmunidad, para contener los antígenos potentes y ser no-alergénica. Contiene los epitopos que son uniformemente efectivos en estimular inmunidad humoral y transmitida por células.

Los pasos seguidos en el diseño de esta vacuna pueden ser resumidos como sigue:

  • Seleccionando cuatro epitopos perfectamente conservados para ser presentado al receptor del linfocito T (TCR)
  • El análisis de los epitopos de TCR para la inmunogeneticidad, la alergenicidad, la antigenicidad, y la toxicidad mostró que todo fue predicho para ser inmunogenético y no-alergénico
  • Seleccionando los epitopos para el receptor del linfocito B (BCR) por seis métodos, con la condición que seleccionó las regiones necesarias para calificar por por lo menos cuatro de los seis métodos
  • Diseñando la serie vaccínea que contiene dos BCR y tres epitopos de TCR, conectada apropiadamente para formar una serie ácida amino 451, y conectada a un coadyuvante conveniente para la mayor inmunogeneticidad

Predecir las características de la vacuna

La vacuna quimérica del péptido entonces fue probada para su antigenicidad y alergenicidad, que se pueden predecir con confiabilidad importante usando diversas herramientas en línea. Éstos mostraron que era probable ser antigénico pero no alergénico.

Sus características físicas y químicas fueron predichas así como la estructura secundaria y terciaria. Fue predicho para ser un péptido ligeramente básico de 48,5 KDa, hidrofílico en naturaleza, y muy estable.

Las otras herramientas en línea fueron utilizadas para predecir la presencia de epitopos discontinuos del linfocito B, que están situados en diversas partes de la serie del péptido y traídos en proximidad por el plegamiento de la proteína.

El muelle de la vacuna del proyectista con el receptor llamado TLR4 entonces fue simulado usando un servidor molecular del muelle, para visualizar cómo obrarían recíprocamente. La acción recíproca estable indica que las proteínas activan el TLR4 en respuesta a PAMPs (configuraciones moleculares patógeno-asociadas). Esto acciona la activación dendrítica (DC), el antígeno que tramita, y la presentación de la célula a las células de T en la superficie de DC.

Finalmente, la reproducción de la construcción vaccínea fue predicha por otra herramienta en línea.

Predecir el funcionamiento de la vacuna

El web server inmune C-ImmSim del simulador predijo un buen funcionamiento para la vacuna, con los altos niveles de IgM en la primera semana que seguía la inmunización. Las fases secundarias y terciarias de la inmunidad también fueron predichas con una subida de la cuenta del linfocito B, e IgM cada vez mayor, IgG, y reducir niveles de antígenos.

Los isotipos del linfocito B también mostraron un movimiento, indicando que las células de memoria eran formadas. Las células del Th y del Tc también fueron predichas en los niveles, indicando el revelado de la memoria.

La actividad del macrófago fue reforzada por cada dosis del antígeno pero disminuyó con tolerancia del antígeno. Las células dendríticas también fueron aumentadas, al igual que el IFNγ y la expresión IL2. Éstos son los cytokines antivirus que soportan la activación del Th para asegurarse de que la producción del anticuerpo continúa en un de alto nivel. El índice inferior de Simpson mostró que la producción del anticuerpo continuaba en los niveles adecuados, indicando una buena inmunorespuesta humoral.

El investigador Gunderao H Kathwate concluye: “Aunque in silico los resultados señalan la eficacia de la vacuna, la eficacia necesita ser analizada realizando experimentos del laboratorio y los estudios animales del modelo.”

Advertencia *Important

el bioRxiv publica los partes científicos preliminares que par-no se revisan y, por lo tanto, no se deben mirar como concluyentes, conduce práctica clínica/comportamiento relativo a la salud, o tratado como información establecida.

Journal reference:
Dr. Liji Thomas

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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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