Implementation of in silico methods to predict common epitopes for vaccine development against Chikungunya and Mayaro viruses
pmid: 33732931
pmc: PMC7944042
Implementation of in silico methods to predict common epitopes for vaccine development against Chikungunya and Mayaro viruses
Résumé Étant un virus à ARN de bon sens, la récente réapparition du Chikungunya et du virus Mayaro a suscité l'inquiétude des principales communautés scientifiques du monde. Bien que l'épidémie du virus Mayaro soit limitée à la région néotropicale, le chikungunya est déjà identifié dans plus de 60 pays à travers le monde. En outre, l'absence d'un traitement protecteur fort, le problème de diagnostic erroné et la co-circulation des deux virus nécessitent une nouvelle stratégie qui pourrait potentiellement empêcher la propagation de ces infections. Dans cette étude, nous avons donc identifié les candidats-vaccins à base de peptides, par exemple les épitopes des cellules B et des cellules T du virus Chikungunya, qui se sont également révélés homologues au virus Mayaro par immuno-informatique et approches informatiques. Les épitopes finaux identifiés à partir de la polyprotéine structurelle la plus antigénique des deux virus étaient 5 pour les épitopes des lymphocytes T CD8+ (209 KPGDSGRPI 217, 219 TGTMGHFIL 227, 239 ALSVVTWNK 247, 98 KPGRRERMC 106 et 100 GRRERMCMK 108), 2 épitopes pour les lymphocytes T CD4+ (105 MCMKIENDCIFEVKH 119 et 502 DRTLLSQSGNVKIT 516) et un épitope unique pour les lymphocytes B (504GGRFTIPTGAGKPGDSGRPI518). L'analyse de nos épitopes prédits pour la couverture de la population a montré une couverture importante de la population (92,43 %) dans le monde. Enfin, la simulation d'amarrage moléculaire des épitopes de lymphocytes T prévus avec les allèles HLA répondants a assuré une bonne interaction HLA-épitope. Cette étude a été dirigée vers la découverte d'épitopes antigéniques potentiels qui peuvent ouvrir une nouvelle ligne d'horizon pour concevoir de nouveaux vaccins pour lutter contre les deux maladies en même temps.
Resumen Al ser un virus de ARN de sentido positivo, el reciente resurgimiento de los virus Chikungunya y Mayaro ha tomado la preocupación de las principales comunidades científicas del mundo. Aunque el brote del virus Mayaro se limita solo a la región neotropical, la chikungunya ya está identificada en más de 60 países de todo el mundo. Además, la falta de un tratamiento protector fuerte, el problema del diagnóstico erróneo y la circulación conjunta de ambos virus requieren una nueva estrategia que podría evitar que estas infecciones se propaguen. Por lo tanto, en este estudio, identificamos los candidatos a vacunas basadas en péptidos, por ejemplo, epítopos para células B y células T del virus Chikungunya, que también demostraron ser homólogos al virus Mayaro a través de enfoques inmunoinformáticos y computacionales. Los epítopos finales identificados a partir de la poliproteína estructural más antigénica de ambos virus fueron 5 para epítopos de células T CD8+ (209 KPGDSGRPI 217, 219 TGTMGHFIL 227, 239 ALSVVTWNK 247, 98 KPGRRERMC 106 y 100 GRRERMCMK 108), 2 epítopos para células T CD4+ (105 MCMKIENDCIFEVKH 119 y 502 DRTLLSQQSGNVKIT 516) y un solo epítopo para células B (504GGRFTIPTGAGKPGDSGRPI518). El análisis de nuestros epítopos pronosticados para la cobertura poblacional mostró una cobertura poblacional prominente (92.43%) en todo el mundo. Finalmente, la simulación de acoplamiento molecular de los epítopos de células T previstos con los alelos HLA encuestados aseguró una buena interacción HLA-epítopo. Este estudio se dirigió hacia el descubrimiento de epítopos antigénicos potenciales que pueden abrir un nuevo horizonte para diseñar nuevas vacunas para combatir ambas enfermedades al mismo tiempo.
Abstract Being a Positive sense RNA virus the recent reemergence of Chikungunya and Mayaro virus has taken the concern of the leading scientific communities of the world. Though the outbreak of Mayaro virus is limited to Neotropical region only, Chikungunya is already identified in over 60 countries around the world. Besides, the lack of a strong protective treatment, misdiagnosis issue and co-circulation of both the viruses calls for a new strategy which could potentially prevent these infections from spreading. In this study, we therefore, identified the peptide based vaccine candidates e.g. epitopes for B cell and T cell from Chikungunya virus which also showed to be homologous to the Mayaro virus through immuno-informatics and computational approaches. Final epitopes identified from the most antigenic structural polyprotein of both the viruses were 5 for CD8+ T cell Epitopes (209KPGDSGRPI217, 219TGTMGHFIL227, 239ALSVVTWNK247, 98KPGRRERMC106 and 100GRRERMCMK108), 2 epitopes for CD4+ T cell (105MCMKIENDCIFEVKH119 and 502DRTLLSQQSGNVKIT516) and a single epitope for B cell (504GGRFTIPTGAGKPGDSGRPI518). Analysis of our predicted epitopes for population coverage showed prominent population coverage (92.43%) around the world. Finally, molecular docking simulation of the foreseen T cell epitopes with respondent HLA alleles secured good HLA-epitope interaction. This study was directed towards the discovery of potential antigenic epitopes which can open up a new skyline to design novel vaccines for combating both of the diseases at the same time.
الملخص كونه فيروس الحمض النووي الريبي ذو الإحساس الإيجابي، فإن عودة ظهور فيروس شيكونغونيا ومايارو مؤخرًا قد استحوذت على اهتمام المجتمعات العلمية الرائدة في العالم. على الرغم من أن تفشي فيروس المايارو يقتصر على المنطقة المدارية الجديدة فقط، إلا أن شيكونغونيا تم تحديدها بالفعل في أكثر من 60 دولة حول العالم. إلى جانب ذلك، فإن الافتقار إلى علاج وقائي قوي ومشكلة التشخيص الخاطئ والتداول المشترك لكلا الفيروسين يستدعي استراتيجية جديدة يمكن أن تمنع هذه العدوى من الانتشار. لذلك، حددنا في هذه الدراسة اللقاحات المرشحة القائمة على الببتيد مثل حواتم الخلايا البائية والخلايا التائية من فيروس شيكونغونيا والتي أظهرت أيضًا أنها متماثلة مع فيروس مايارو من خلال المعلوماتية المناعية والنهج الحسابية. كانت الحواتم النهائية التي تم تحديدها من أكثر البروتينات الهيكلية المستضدية لكلا الفيروسين 5 للحاتماتCD8 + T (209 KPGDSGRPI 217، 219TGTMGHFIL227، 239ALSVVTWNK247، 98 KPGRRERMC 106 و 100 GRRERMCMK 108)، 2 الحواتم للخلايا CD4 + T (105 MCMKIENDCIFEVKH 119 و 502 DRTLLSQQSGNVKIT 516) وحاتمة واحدة للخلية B (504GGRFTIPTGAGKGDSGRPI518). أظهر تحليل حواتمنا المتوقعة للتغطية السكانية تغطية سكانية بارزة (92.43 ٪) في جميع أنحاء العالم. أخيرًا، ضمنت محاكاة الالتحام الجزيئي للقمم اللاصقة للخلايا التائية المتوقعة مع أليلات HLA المستجيبة تفاعلًا جيدًا بين HLA و epitope. تم توجيه هذه الدراسة نحو اكتشاف الحواتم المستضدية المحتملة التي يمكن أن تفتح أفقًا جديدًا لتصميم لقاحات جديدة لمكافحة كلا المرضين في نفس الوقت.
- Shahjalal University of Science and Technology Bangladesh
- Noakhali Science and Technology University Bangladesh
Science (General), Epidemiology, Population, Prediction of Peptide-MHC Binding Affinity, Epitopes, Q1-390, Paramyxovirus Infections and Epidemiology, Biochemistry, Genetics and Molecular Biology, Virology, Health Sciences, Genetics, Global Impact of Arboviral Diseases, Molecular Biology, Biology, H1-99, Antigen Presentation, Public Health, Environmental and Occupational Health, Life Sciences, Mayaro virus, Virus, Social sciences (General), Environmental health, Antigen, FOS: Biological sciences, Medicine, Epitope, Chikungunya, Chikungunya virus, Vaccine, Research Article
Science (General), Epidemiology, Population, Prediction of Peptide-MHC Binding Affinity, Epitopes, Q1-390, Paramyxovirus Infections and Epidemiology, Biochemistry, Genetics and Molecular Biology, Virology, Health Sciences, Genetics, Global Impact of Arboviral Diseases, Molecular Biology, Biology, H1-99, Antigen Presentation, Public Health, Environmental and Occupational Health, Life Sciences, Mayaro virus, Virus, Social sciences (General), Environmental health, Antigen, FOS: Biological sciences, Medicine, Epitope, Chikungunya, Chikungunya virus, Vaccine, Research Article
8 Research products, page 1 of 1
- 2017IsRelatedTo
- 2017IsRelatedTo
- 1998IsRelatedTo
- 2021IsRelatedTo
- 2017IsRelatedTo
- 2007IsRelatedTo
- 2017IsRelatedTo
- 2020IsRelatedTo
citations This is an alternative to the "Influence" indicator, which also reflects the overall/total impact of an article in the research community at large, based on the underlying citation network (diachronically).21 popularity This indicator reflects the "current" impact/attention (the "hype") of an article in the research community at large, based on the underlying citation network.Top 10% influence This indicator reflects the overall/total impact of an article in the research community at large, based on the underlying citation network (diachronically).Average impulse This indicator reflects the initial momentum of an article directly after its publication, based on the underlying citation network.Top 10%
