エボラウイルスと戦うために免疫インフォマティクスを用いたマルチエピトープサブユニットワクチンの可能性を計算機的に設計する

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Infect. Genet. Evol..2020 Jul;:104464. S1567-1348(20)30295-1. doi: 10.1016/j.meegid.2020.104464.Epub 2020-07-15.

エボラウイルスと戦うために免疫インフォマティクスを用いたマルチエピトープサブユニットワクチンの可能性を計算機的に設計する

Computational design of a potential multi-epitope subunit vaccine using immunoinformatics to fight Ebola virus.

Ajinkya Kadam
Santanu Sasidharan
Prakash Saudagar

PMID: 32681997 DOI: 10.1016/j.meegid.2020.104464.

抄録

エボラウイルス(EBOV)は、40年以上も前から人類に負担をかけてきた、稀ではあるが致命的な病気である。EBOVは重度の出血、臓器不全を含むいくつかの症状を示し、放置すると死に至る。このウイルスの自然宿主はオオコウモリ科のコウモリであると考えられています。長年にわたり、このウイルスに免疫を付与できる有効なワクチンはありませんでした。本研究では、EBOVに対するワクチンの必要性を考え、免疫情報学的手法を用いてEBOVに対するマルチエピトープサブユニットワクチンを開発した。EBOVの構造タンパク質と非構造タンパク質を用いて構築物を設計した。クラスIとクラスIIのMHCエピトープを予測し、βデフェンシンと互換性のあるリンカーとともに連結した。B細胞の線形エピトープも評価し、ワクチンの生理学的パラメータを決定しました。このワクチンはヒトへの投与が可能であり、また免疫応答も可能であった。ワクチンをさらにモデル化し、TLR4受容体への親和性をドッキングと20nsのシミュレーションにより調べた。軌道解析の結果、平均水素結合数18のワクチンとコンストラクトの間に高い親和性があることがわかった。精製を容易にするために、ワクチンコンストラクトをHisタグ付きpET28a(+)ベクターにライゲーションした。以上の結果から、本ワクチン構築物はエボラウイルスに対する免疫力の開発に役立つ可能性があることがわかった。さらに、マルチエピトープサブユニット構築物の市販ワクチンとしての成立性を検証するためには、実験・免疫学的な検討が必要である。

Ebola virus (EBOV) is a rare but fatal disease that has been a burden to mankind for over 40 years. EBOV exhibits several symptoms including severe bleeding, organ failure and if left untreated causes death. It is assumed that fruit bats of the Pteropodidae family are natural hosts for the virus. Over the years, there has been no effective vaccine that can confer immunity to this virus. Considering the necessity of a vaccine against EBOV, this study to develop a multi-epitope subunit vaccine for the EBOV using the immunoinformatics approach was conducted. The construct was designed using structural and non-structural proteins of EBOV. Class I and Class II MHC epitopes were predicted and linked along with β defensin and compatible linkers. B-cell linear epitopes were also assessed and the physiological parameters of the vaccine were determined. The vaccine was capable of administration to humans and also is capable of an immune response. The vaccine was modeled further and affinity towards the TLR4 receptor was studied by docking and simulation for 20 ns. The trajectory analysis high affinity between the vaccine and the construct with an average hydrogen bond of 18. For ease of purification, the vaccine construct was ligated into pET28a(+) vector with His-tag. Concluding from the results, the vaccine construct has the potentiality to help develop immunity against the Ebola virus. Furthermore, experimental and immunological investigations will be required to verify the feasibility of the multi-epitope subunit construct as a commercial vaccine.