Компьютерное моделирование в разработке вакцин против COVID-19 на основе антигенов HLA-системы

Компьютерное моделирование в разработке вакцин против COVID-19 на основе антигенов HLA-системы

Автор: Вологжанин Дмитрий Александрович, Голота Александр Сергеевич, Камилова Татьяна Аскаровна, Шнейдер Ольга Вадимовна, Щербак Сергей Григорьевич

Журнал: Клиническая практика @clinpractice

Рубрика: Обзоры

Статья в выпуске: 3 т.12, 2021 года.

Бесплатный доступ

Генетическая вариабельность популяции может объяснить различные индивидуальные иммунные реакции на вирус SARS-CoV-2. Использование технологий на основе анализа генома и протеома дает возможность разрабатывать вакцины путем оптимизации выбора антигенов-мишеней. Методология компьютерного моделирования предоставляет научному сообществу более полный список иммуногенных пептидов, включающий в себя ряд новых и перекрестно-реактивных кандидатов. Исследования, проводимые независимо друг от друга с различными подходами, дают высокую степень уверенности в воспроизводимости результатов. Бόльшая часть усилий по разработке вакцин и лекарств против SARS-CoV-2 направлена на гликопротеин шипа (белок S) - главный индуктор нейтрализующих антител. Несколько вакцин продемонстрировали эффективность в доклинических исследованиях и прошли клинические испытания по противодействию инфекции COVID-19. В обзоре представлен профиль предсказанных in silico[1] иммуногенных пептидов вируса SARS-CoV-2 для последующей функциональной валидации и разработки вакцин; освещаются текущие достижения в разработке субъединичных вакцин для борьбы с COVID-19 с учетом опыта, который был достигнут ранее с SARS-CoV и MERS-CoV. Методы иммуноинформатики сокращают время и затраты при разработке вакцин, которые вместе могут остановить эту новую вирусную инфекцию. [1] Термин, обозначающий компьютерное моделирование (симуляцию) эксперимента, чаще биологического.

Еще

Коронавирус, sars-cov-2, covid-19, иммуногенный пептид, антиген, hla, вакцина, эпитоп, компьютерное прогнозирование, компьютерное моделирование in silico, иммуноинформатика

Короткий адрес: https://sciup.org/143178081

IDR: 143178081   |   DOI: 10.17816/clinpract76291

Список литературы Компьютерное моделирование в разработке вакцин против COVID-19 на основе антигенов HLA-системы

  • Gorbalenya AE, Baker SC, Baric RS, et al. Severe acute respiratory syndrome-related coronavirus: the species and its viruses, a statement of the Coronavirus Study Group. BioRxiv. 2020;1-15. doi: 10.1101/2020.02.07.937862
  • Lu R, Zhao X, Li J, et al. Characterisation and epidemiology of 2019 novel coronavirus: implications for virus origins and receptor binding. Lancet. 2020;395(10224):565-574. doi: 10.1016/S0140-6736(20)30251-8
  • Forouzesh M, Rahimi A, Valizadeh R, et al. Clinical display, diagnostics and genetic implication of novel Coronavirus (COVID-19) epidemic. Eur Rev Med Pharmacol Sci. 2020;24(8):4607-4615. doi: 10.26355/eurrev_202004_21047
  • Tian X, Li C, Huang A, et al. Potent binding of 2019 novel coronavirus spike protein by a SARS coronavirus-specific human monoclonal antibody. Emerg Microb Infect. 2020;9(1):382-385. doi: 10.1080/22221751.2020.1729069
  • Самсонова М.В., Черняев А.Л., Михалева Л.М., и др. Патологическая анатомия легких при COVID-19. Атлас / под общей ред. О.В. Зайратьянца. Москва; Рязань, 2020. 52 с. [Sam-sonova MV, Chernyaev AL, Mikhaleva LM, et al. Vitiatam anatomia pulmo in COVID-19. Atlas. Ed. by O.V. Zairatyants. Moscow; Ryazan; 2020. 52 p. (In Russ).]
  • Arabi YM, Murthy S, Webb S. COVID-19: a novel coronavirus and a novel challenge for critical care. Intensive Care Med. 2020;46(5):833-836. doi: 10.1007/s00134-020-05955-1
  • Giamarellos-Bourboulis EJ, Netea MG, Rovina N, et al. Complex immune dysregulation in COVID-19 patients with severe respiratory failure. Cell Host Microbe. 2020;27(6):992-1000.e3. doi: 10.1016/j.chom.2020.04.009
  • Nguyen A, David JK, Maden SK, et al. Human leukocyte antigen susceptibility map for SARS-CoV-2. J Virol. 2020;94(13):e00510-e00520. doi: 10.1128/JVI.00510-20
  • Kiyotani K, Toyoshima Y, Nemoto K, Nakamura Y. Bioinfor-matic prediction of potential T cell epitopes for SARS-Cov-2. J Hum Genet. 2020;65(7):569-575.doi: 10.1038/s10038-020-0771-5
  • Joshi A, Joshi BC, Mannan MA, Kaushik V. Epitope based vaccine prediction for SARS-COV-2 by deploying immuno-in-formatics approach. Inform Med Unlocked. 2020;100338. doi: 10.1016/j.imu.2020.100338
  • Wang F, Hou H, Luo Y, et al. The laboratory tests and host immunity of COVID-19 patients with different severity of illness. JCI Insight. 2020;5(10):e137799. doi: 10.1172/jci.insight.137799
  • Alijotas-Reig J, Esteve-Valverde E, Belizna C, et al. Immunomodulatory therapy for the management of severe COVID-19. Beyond the anti-viral therapy: A comprehensive review. Autoimmun Rev. 2020;19(7):102569. doi: 10.1016/j.autrev.2020.102569
  • Shi Y, Wang Y, Shao C, et al. COVID-19 infection: the perspectives on immune responses. Cell Death Differ. 2020;27(5):1451-1454. doi: 10.1038/s41418-020-0530-3
  • Li X, Geng M, Peng Y, Meng L, Lu S. Molecular immune pathogenesis and diagnosis of COVID-19. J Pharm Anal. 2020; 10(2): 102-108. doi: 10.1016/j.jpha.2020.03.001
  • Holshue ML, DeBolt C, Lindquist S, et al. First case of 2019 novel coronavirus in the United States. N Engl J Med. 2020;382(10):929-936. doi: 10.1056/NEJMoa2001191
  • Xu Z, Shi L, Wang Y, et al. Pathological findings of COVID-19 associated with acute respiratory distress syndrome. Lancet Respir Med. 2020;8(4):420-422. doi.: 10.1016/S2213-2600(20)30076-X
  • Zhang S, Gan J, Chen BG, et al. Dynamics of peripheral immune cells and their HLA-G and receptor expressions in a patient suffering from critical COVID-19 pneumonia to convalescence. Clin Transl Immunology. 2020;9(5):e1128. doi: 10.1002/cti2.1128
  • Wang W, Zhang W, Zhang J, et al. Distribution of HLA allele frequencies in 82 chinese individuals with Coronavirus Disease-2019 (COVID-19). HLA. 2020;96(2):194-196. doi: 10.1111/tan.13941
  • Thevarajan I, Nguyen HO, Koutsakos M, et al. Breadth of concomitant immune responses prior to patient recovery: a case-report of non-severe COVID-10. Nat Med. 2020;26(4):453-455. doi: 10.1038/s41591 -020-0819-2
  • Jamilloux Y, Henryb T, Belot A, et al. Should we stimulate or suppress immune responses in COVID-19? Cytokine and anti-cytokine interventions. Autoimmun Rev. 2020;19(7):102567. doi: 10.1016/j.autrev.2020.102567
  • Bhattacharya M, Sharma AR, Patra P, et al. Development of epitope-based peptide vaccine against novel coronavirus 2019 (SARS-COV-2): Immunoinformatics approach. J Med Virol. 2020;92(6):618-631. doi: 10.1002/jmv.25736
  • Baruah V, Bose S. Immunoinformatics-aided identification of T cell and B cell epitopes in the surface glycoprotein of SARS-CoV-2. J Med Virol. 2020;92(5):495-500. doi: 10.1002/jmv.25698
  • Santoni D, Vergni D. In the search of potential epitopes for Wuhan seafood market pneumonia virus using high order nullomers. J Immunol Methods. 2020;481 -482:112787. doi: 10.1016/j.jim.2020.112787
  • Klausen MS, Jespersen MC, Nielsen H, et al. NetSurfP-2.0: Improved prediction of protein structural features by integrated deep learning. Proteins. 2019;87(6):520-527. doi: 10.1002/prot.25674
  • Enayatkhani M, Hasaniazad M, Faezi S, et al. Reverse vacci-nology approach to design a novel multi-epitope vaccine candidate against COVID-19: an in silico study. J Biomol Struct Dyn. 2020;1-16. doi: 10.1080/07391102.2020.1756411
  • Lee CH, Koohy H. In silico identification of vaccine targets for SARS-CoV-2. F1000Res. 2020;9:145. doi: 10.12688/f1000research.22507.2
  • Sarkar B, Ullah A, Johora FT, et al. Immunoinformat-ics-guided designing of epitope-based subunit vaccine against the SARS Coronavirus-2 (SARS-CoV-2). Immunobiology. 2020;225(3):151955. doi: 10.1016/j.imbio.2020.151955
  • Kalita P, Padhi AK, Zhang KY, Tripathi T. Design of a pep-tide-based subunit vaccine against novel coronavirus SARS-CoV-2. MicrobPathog. 2020;145:104236. doi: 10.1016/j.micpath.2020.104236
  • Wang F, Kream RM, Stefano GB. An evidence based perspective on mRNA-SARS-CoV-2 vaccine development. Med Sci Monit. 2020;26:e924700. doi: 10.12659/MSM.924700
  • Ortega JT, Serrano ML, Pujol FH, Rangel HR. Role of changes in SARS-CoV-2 spike protein in the interaction with the human ACE2 receptor: an in silico analysis. EXCLI J. 2020;19:410-417. doi: 10.17179/excli2020-1167
  • Corbett KS, Edwards DK, Leist SR, et al. SARS-CoV-2 mRNA vaccine design enabled by prototype pathogen preparedness. Nature. 2020;586(7830):567-571. doi: 10.1038/s41586-020-2622-0
  • Walsh EE, Frenck RW, Falsey AR, et al. Safety and immunogenicity of two RNA-based Covid-19 vaccine candidates. N Engl J Med. 2020;383(25):2439-2450. doi: 10.1056/N EJMoa2027906
  • Xia X. Domains and functions of spike protein in SARS-Cov-2 in the context of vaccine design. Viruses. 2021;13(1):109. doi: 10.3390/v13010109
Еще
Статья обзорная
QR-код для установки приложения SciUp Наведите камеру и скачайте бесплатное приложение SciUp