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Una evaluación de epitopos potenciales en las proteínas estructurales SARS-CoV-2

La enfermedad 2019 (COVID-19) del coronavirus es una enfermedad respiratoria aguda altamente contagiosa causada por el coronavirus 2 (SARS-CoV-2) de la neumonía asiática. El análisis filogenético de las series del entero-genoma SARS-CoV-2 aisladas de pacientes infectados reveló identidad de la serie de 96,2%, de 79,6%, y del 50% con los genomas de RaTG13, de SARS-CoV BJ01, y del coronavirus respiratorio del síndrome de Oriente Medio (MERS-CoV), respectivamente.

SARS-CoV-2 tiene un genoma que codifique las proteínas estructurales y no-estructurales (NSPs). A excepción del coronavirus gamma, que falta NSP1, el marco de lectura abierto inicial (ORF1a/b) codifica 16 NSPs (NSP1-16).

Estudio: Correspondencia de Immunoinformatics de epitopos potenciales en las proteínas estructurales SARS-CoV-2. Haber de imagen: Design_Cells/Shutterstock.com

Fondo

El pico (s), el envolvente (e), la membrana (m), y el nucleocapsid (n) son las cuatro proteínas estructurales que comprenden SARS-CoV-2. La proteína de SARS-CoV-2 S consiste en dos subunidades funcionales incluyendo la subunidad S1 que media la agregación de la célula y la subunidad S2 que media la fusión del virus-ordenador principal.

SARS-CoV-2 ha sido neutralizado por los anticuerpos que atan a la proteína de S. El revelado rápido subsiguiente de anticuerpos de neutralización contra la proteína de S correlaciona con la inmunorespuesta al virus. Además, los individuos que muestran la seroconversión pueden desarrollar una inmunorespuesta duradera a SARS-CoV-2. En un estudio reciente, las proteínas de S y de N de SARS-CoV-2 fueron utilizadas para desarrollar una prueba diagnóstica rápida para el serodiagnóstico COVID-19.

En este estudio, los investigadores de las diversas instituciones en la India utilizaron recursos en línea múltiples de la bioinformática y criterios de selección rigurosos para determinar epitopos potentes del t y del linfocito B de cuatro proteínas estructurales SARS-CoV-2. In silico el método de la predicción usado en este estudio determinó los epitopos potentes, comunes, y propios de cada especie del b y del linfocito T que son probables ser reconocidos en seres humanos. Además, los investigadores determinaron la protección de los epitopos previstos a través de las especies del coronavirus (CoVs).

Sobre el estudio

Usando conocimiento inmunológico existente y la semejanza genética de SARS-CoV-2 con los SARS-CoV, los autores predijeron epitopos del b y del linfocito T usando diversos servicios de la predicción. Usando un número reservado de servidores de la predicción, la investigación anterior encontró epitopos sobre todo en la proteína de S de SARS-CoV-2.

En el estudio actual, los investigadores determinaron epitopos supuestos del b y del linfocito T en las cuatro proteínas estructurales SARS-CoV-2 usando técnicas establecidas de la predicción. Los autores encontraron 20 epitopos lineales del linfocito B en las proteínas estructurales de SARS-CoV-2 eligiendo los epitopos lineales superiores del linfocito B previstos usando los servicios de BepiPred, de Bcepred, y de ABCpred. Éstos incluyeron 11 epitopos lineales del linfocito B para la proteína de S, seis para la proteína de N, así como dos y para las proteínas de M y de E, respectivamente.

Los investigadores clasificación manualmente los epitopos en ausencia de las herramientas de la bioinformática para investigar los epitopos comunes y descubrieron epitopos conservados de las proteínas de S (aa 407-416, aa421-427, aa1028-1049, aa1254-1273), de N (aa173-189, aa235-247), de M (aa163-182), y de E (aa 58-68) que son compartidas por los SARS-CoV y SARS-CoV-2. Los epitopos del linfocito B fueron visualizados usando el estudio 2017 R2 del descubrimiento de BIOVIA en la estructura 3D de las proteínas estructurales de los SARS-CoV y de SARS-CoV-2.

Las imágenes predijeron la situación probable de epitopos en la superficie las estructuras tridimensionales de las proteínas de S, de E, de M, y de N. Además, el contenido alfa-espiral fuerte de la mayoría de los péptidos, según lo predicho por las altas muescas de Agadir, indicó estabilidad del péptido en la solución.

Los pacientes que han recuperado COVID-19 tenían las reacciones de memoria de CD4+ y de CD8+ a SARS-CoV-2 según algunas investigaciones en reacciones del linfocito T de SARS-CoV-2-specific y su función en inmunidad protectora. Los temas sanos no expuestos tenían reacciones del linfocito T de SARS-CoV-2-specific CD4+ también, de tal modo sugiriendo la posibilidad de la memoria inmunológica cruz-reactiva preexistente a los coronaviruses humanos estacionales. Los investigadores pueden utilizar la información sobre las proteínas SARS-CoV-2 y los epitopos reconocidos por las T-células humanas para ayudarles para seleccionar epitopos anticipados o las proteínas del objetivo para el revelado de los candidatos vaccíneos futuros.

De acuerdo con la predicción de epitopos por por lo menos dos servidores, los autores escogieron los péptidos superiores del 2% con la afinidad más alta. Con este fin, los investigadores descubrieron 55 péptidos sin traslapo (26 epitopos del linfocito T de CD8+ para S, 16 para N, 10 para M, y 3 para las proteínas de E) como aglutinantes fuertes de la molécula importante del complejo (MHC) I de la histocompatibilidad. Éstos incluyeron 26 epitopos del linfocito T de CD8+ para la proteína de S, así como 16, 10, y 3 para las proteínas del N.M. y de E, respectivamente.

Estos péptidos obligatorios de MHC I fuerte fueron evaluados para su capacidad proyectada de accionar reacciones del interferón (IFN), así como sus características antigénicas y no-alergénicas. Notablemente, los autores del estudio actual predijeron 16 epitopos del linfocito T de CD8+ que son compartidos por las proteínas estructurales de SARS-CoV-2 y de SARS-CoV-3. Éstos incluyeron cinco epitopos cada uno para las proteínas de S y de N y tres del linfocito T de CD8+ por cada uno para las proteínas de M y de E.

Implicaciones

Los epitopos inmunes previstos in silico en este estudio se limitan a las proteínas estructurales de SARS-CoV-2. Notablemente, muchos de los epitopos previstos del b y del linfocito T derivados de las diversas herramientas de cómputo se han validado experimental en estudios recientes usando los sueros de los pacientes convalecientes COVID-19.

La reacción inmunológica a la infección SARS-CoV-2 puede ser entendida mejor y resuelta con validaciones experimentales más rigurosas de epitopos anticipados.

Journal reference:
  • Devi, Y. D., Goswami, H. B., Konwar, S., et al. (2021). Immunoinformatics mapping of potential epitopes in SARS-CoV-2 structural proteins. PLOS One. doi:10.1371/journal.pone.0258645
Colin Lightfoot

Written by

Colin Lightfoot

Colin graduated from the University of Chester with a B.Sc. in Biomedical Science in 2020. Since completing his undergraduate degree, he worked for NHS England as an Associate Practitioner, responsible for testing inpatients for COVID-19 on admission.

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