免疫情報学的アプローチを用いたSARS-CoV-2に対するマルチエピトープワクチンの設計

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Int. J. Biol. Macromol..2020 Jul;S0141-8130(20)33870-8. doi: 10.1016/j.ijbiomac.2020.07.117.Epub 2020-07-15.

免疫情報学的アプローチを用いたSARS-CoV-2に対するマルチエピトープワクチンの設計

Design of a Multi-epitope Vaccine against SARS-CoV-2 using Immunoinformatics approach.

Samira Sanami
Milad Zandi
Behzad Pourhossein
Gholam-Reza Mobini
Mohsen Safaei
Atena Abed
Pooria Mohammadi Arvejeh
Fatemeh Amini Chermahini
Morteza Alizadeh

PMID: 32682041 DOI: 10.1016/j.ijbiomac.2020.07.117.

抄録

重症急性呼吸器症候群コロナウイルス2（SARS-CoV-2）は中国でCOVID-19病を引き起こした。これまでのところ、COVID-19の感染を予防するワクチンは認可されていないため、有効なCOVID-19ワクチンが必要とされている。本研究の目的は、免疫インフォマティクス解析を用いてCOVID-19ワクチンを設計するためのSARS-CoV-2の抗原性ペプチドを予測することであった。本研究では、Sタンパク質のT細胞およびB細胞エピトープを予測し、抗原性、毒性、アレルゲン性、ヒトプロテオームとの交差反応性に基づいてスクリーニングした。これらのエピトープは適切なリンカーによって結合された。構造体の末端にはアジュバントとしてのLT-IIcを取り付けた。ワクチンの二次構造と三次元構造を予測した。3次元モデル構造の品質を向上させるために精製プロセスを実施し、ラマチャンドランプロットとProSAのzスコアを用いて検証プロセスを実施した。提案したワクチンのHLA-A11:01およびHLA-DRB1_01:01分子への結合親和性を分子ドッキングにより評価した。また、分子動力学法を用いて、ワクチン-HLA複合体の安定性を評価した。最後に、pET30a（＋）ベクターでインシリコ遺伝子クローニングを行った。これらの知見は、現在のワクチンがSARS-CoV-2感染予防のための有望なワクチンである可能性を示唆している。

Severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) caused COVID-19 disease in China. So far, no vaccine has licensed to protect against infection with COVID-19, therefore an effective COVID-19 vaccine needed. The aim of this study was to predict antigenic peptides of SARS-CoV-2 for designing the COVID-19 vaccine using immunoinformatic analysis. In this study, T and B-cell epitopes of S protein were predicted and screened based on the antigenicity, toxicity, allergenicity, and cross-reactivity with human proteomes. The epitopes were joined by the appropriate linker. LT-IIc as an adjuvant was attached to the end of the structure. The secondary and 3D structure of the vaccine was predicted. The refinement process was performed to improve the quality of the 3D model structure; the validation process is performed using the Ramachandran plot and ProSA z-score. The proposed vaccine's binding affinity to the HLA-A11: 01 and HLA-DRB1_01: 01 molecule was evaluated by molecular docking. Using molecular dynamics, the stability of vaccine-HLA complexes was also evaluated. Finally, in silico gene cloning was performed in the pET30a (+) vector. The findings suggest that the current vaccine may be a promising vaccine to prevent SARS-CoV-2 infection.