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

RESUMEN

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.

ABSTRACT

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.