Análisis in silico de la inmunogenicidad e interacción molecular de péptidos de plantas aromáticas con SARS-CoV-2 / In silico analysis of immunogenicity and molecular interaction of aromatic plant peptides with SARS-CoV-2

SARS-CoV-2 es un coronavirus de ARN que causa infecciones respiratorias como la actual pandemia de COVID-19. Los sistemas de salud combaten esta infección con cuidados paliativos; sin embargo, existen pocos tratamientos específicos para este patógeno. Este contexto representa la posibilidad de buscar tratamientos alternativos, como el uso de moléculas naturales. El objetivo de este estudio fue determinar in silico la interacción de péptidos de plantas aromáticas con proteínas específicas de SARS-CoV-2 que no comprometan la respuesta inmune. Se procesaron quinientos ochenta y tres péptidos con menos de 30 aminoácidos de Thymus vulgaris L., Cymbopogon citratus, Salvia officinalis, Ocimum basilicum L y Zingiber officinale. La metodología aplicó filtros de acuerdo a los más altos puntajes de docking molecular para encontrar 20 péptidos por cada planta. Los péptidos registraron interacción molecular fuerte de los sitios activos de las proteínas Spike RBD, S2 y Nsp4, empleando una energía de menos de ­150 kcal/mol. La proteína Nsp4 mostró la mayor interacción con todas las especies. El 35% y el 65% de estos péptidos se registraron con baja activación de la respuesta inmune a través de la antigenicidad, puntuación inferior a 0,5 y ausencia de alergenicidad. Estos resultados indican el uso de moléculas de origen vegetal que pueden implementarse en el consumo para combatir la replicación viral del SARS-CoV-2.

SARS-CoV-2 is an RNA coronavirus that causes respiratory infections as the current COVID-19 pandemic. The health systems combat this infection with palliative care; however, there are few specific treatments for this pathogen. This context represents the possibility of searching for alternative treatments, such as using molecules from natural products. Our main objective was the in silico study of aromatic plant peptides and their interaction with specific proteins of SARS-CoV-2 that do not compromise the immune response. Five hundred eighty-three peptides with less than 30 amino acids from Thymus vulgaris L., Cymbopogon citratus, Salvia officinalis, Ocimum basilicum L, and Zingiber officinale were processed. The methodology applied filters according to the highest molecular docking scores to find 20 peptides for each plant species. The peptides show solid molecular interaction of the Spike RBD, S2, and Nsp4 proteins' active sites, using less than ­150 kcal/mol energy. Nsp4 protein exposes the most interaction with all species. 35 and 65% of these peptides were recorded with low activation of the immune response through antigenicity, score below 0.5, and absence of allergenicity. These results indicate the use of plant-derived molecules that can be implemented in consumption to combat the viral replication of SARS-CoV-2.

Análisis in silico de un candidato a vacuna multi-epítopo contra viruela del mono usando vaculonogía reversa / In silico analysis of a multi-epitope vaccine candidate against monkey pox using reverse vaccinology

Introducción. La viruela del mono es una infección zoonótica con una tasa de transmisión global aumentada durante 2022. Actualmente, la enfermedad no tiene tratamientos específicos disponibles; por lo tanto, se puede lograr un enfoque preventivo a través de la inmunización. Objetivo. Diseño in sílico de una vacuna aplicando técnicas computacionales avanzadas utilizando una construcción de múltiples epítopos del M. virus. Materiales y métodos. Los antígenos se seleccionaron en base a informes sobre proteínas que provocan la activación de linfocitos T y B citotóxicos. Los ensayos inmunoinformáticos fueron antigenicidad, alergenicidad, toxicidad, afinidad de unión al complejo mayor de histocompatibilidad (CMH) y estimulación de IFN-γ. Resultados y discusión. Ocho epítopos de las proteínas M1R, ADN polimerasa, B6R y A35R de M. virus mostraron una respuesta significativa para las células inmunitarias. Se eligieron once epítopos con antigenicidad >0,3, no alergénicos y no tóxicos, de los cuales 4 presentaron alta afinidad por los linfocitos T, 4 generaron alta activación de linfocitos B y 3 se asociaron con resultados de activación de IFN-γ. La construcción in sílico del candidato vacunal de 509 aminoácidos con alta similitud topológica registró principalmente carga negativa, además de ser soluble con índice alifático >80%, estable y particular con activación CMH y alta afinidad molecular con TLR-3, y además presentó multiantigenicidad, similar a las vacunas generadas por esta metodología con M. tuberculosis e Influenza. La simulación de inyección de una dosis de la construcción molecular mostró la activación de las células plasmáticas auxiliares T durante aproximadamente 15 a 25 días y una alta expresión de IFN-γ e IL-2 durante ocho días. Conclusión. Estos resultados indican un excelente proceso de inmunización que podría potenciarse con dosis múltiples.

Introduction. Monkey pox is a zoonotic infection with an increased global transmission rate during 2022, denoted epidemiological trouble in public health. Currently, the disease has no specific treatments available; thus, a preventive approach can be achieved through immunization. Objective. was to design in silico a vaccine applying advanced computational techniques using a multi-epitope construct of the Monkeypox virus. Materials and methods. Antigens were selected based on reports about proteins that cause the activation of cytotoxic T and B lymphocytes. The immunoinformatics assays were antigenicity, allergenicity, toxicity, MHC binding affinity, and IFN-γ stimulation. Results and discussion. Eight epitopes of the M1R, DNA polymerase, B6R, and A35R proteins of the M. virus showed a significant response for immune cells. Eleven epitopes with antigenicity >0.3, non-allergenic and non-toxic were chosen, of which 4 presented high affinity to T lymphocytes, 4 generated high activation of B lymphocytes, and 3 were associated with IFN-γ activation results. The in silico construction of the 509-amino acid vaccine candidate with high topological similarity registered mainly a negative charge, in addition to being soluble with an aliphatic index >80%, stable and particular with MHC activation and high molecular affinity with TLR-3, and also presented multi-antigenicity, similar to vaccines generated by this methodology with M. tuberculosis and Influenza. One-dose injection simulation of the molecular construct showed activation of T helper plasma cells for about 15 to 25 days and high expression of IFN-γ and IL-2 for eight days. Conclusion. These results indicate an excellent immunization process that could be potentiated with multi-dosing.

Marcadores moleculares como herramientas en la identificación y análisis genético de especies vectores de interés en salud pública, género Lutzomyia (Grupo Verrucarum Theodor, 1965) / Molecular markers as tools in the identification and genetic analysis of vector species of interest in public health, type Lutzomyia (Verrucarum Theodor group, 1965)

Introducción: Los insectos flebotomíneos del grupo Verrucarum, son vectores de interés en salud pública dada su participación en la transmisión de las enfermedades tropicales: leishmaniasis y bartonelosis. El empleo de marcadores moleculares como herramienta de identificación y análisis genético de especies que se comportan como vectores potenciales y confirmados, muestran un uso ampliamente difundido, que genera un conjunto de información que se actualiza constantemente, más aun cuando la identificación de estas especies, es prioritaria en los países donde estas enfermedades ocurren de forma recurrente. Objetivo: Se presenta una revisión sistemática con el objetivo de recopilar y presentar una actualización sobre el uso de marcadores moleculares empleados en especies del grupo Verrucarum. Materiales y métodos: Esta búsqueda se efectuó en un rango de literatura relevante publicada en un periodo de 24 años que incluyó 23 artículos en la temática de genética y biología molecular de flebótomos y 39 artículos de otras áreas como sistemática, ecología de flebótomos y microbiología de agentes patógenos asociados. Resultados: Los resultados muestran el empleo de los genes que codifica para el ARN ribosomal 18S y para el citocromo oxidasa subunidad I como los más efectivos para observar las relaciones filogenéticas entre especies del grupo Verrucarum; el uso del gen citocromo b como carácter taxonómico alternativo para identificar correctamente los flebótomos y, el uso de secuencias espaciadoras de la transcripción interna del ARN ribosomal y el gen citocromo b para determinar la variación genética intra e interespecífica de las poblaciones. Conclusión: Esta revisión contribuirá a estudios filogenéticos de vectores de importancia en salud pública.

Introduction: The phlebotomine flies of the Verrucarum group are vectors of interest in public health because of their participation in the transmission of the tropical diseases: leishmaniasis and bartonellosis. The use of molecular markers, as a tool for the identification and genetic analysis of species that behave as potential and confirmed vectors, show a widely disseminated use that generates a set of information that is constantly updated, even more when the identification of these species is a priority in the countries where these diseases occur on a recurring basis. Objective: The paper presents a systematic review that aims at compiling and presenting an update on the use of molecular markers employed in species of the Verrucarum group. Materials and methods: This search was conducted in a range of relevant literature published in a period of 24 years which included 23 articles on the subject of genetics and molecular biology of sand flies, and 39 articles from other areas such as systematic, ecology of sand flies and microbiology of related pathogenic agents. Results: The results show the use of genes coding for ribosomal 18S RNA and cytochrome oxidase subunit I as the most effective to observe the phylogenetic relationships among species of the Verrucarum group; the use of the cytochrome b gene as alternative taxonomic character to correctly identify the sand flies, and the use of spacer sequences of the internal transcript of the ribosomal RNA and the Cytochrome b gene to determine the genetic variation of intra- and inter-specific populations. Conclusions: This review will contribute to phylogenetic studies of vectors of public health importance.