Dans une étude récente publiée dans Rapports scientifiquesles chercheurs utilisent des outils immunoinformatiques pour concevoir par ordinateur un vaccin multi-épitope polyvalent contre les sous-types du virus respiratoire syncytial (RSV) RSV-A et RSV-B.
Étude: Une approche informatique pour concevoir un vaccin polyvalent contre le virus respiratoire syncytial humain. Crédit d’image : Adao/Shutterstock.com
Sommaire
Arrière-plan
Le VRS humain, qui appartient à la Paramyxoviridae famille, est la principale cause d’infections des voies respiratoires inférieures comme la bronchite et la pneumonie chez les nourrissons et les enfants, ainsi que chez les adultes et les personnes âgées immunodéprimés.
Le VRS est un virus à acide ribonucléique (ARN) monocaténaire enveloppé avec deux sous-types, dont le VRS-A et le VRS-B. Le VRS-A et le VRS-B peuvent provoquer des réinfections, car la réactivité croisée de la mémoire immunitaire contre un sous-type n’est que partielle contre l’autre sous-type.
Des statistiques récentes de l’Organisation mondiale de la santé (OMS) indiquent que les infections à VRS et les infections des voies respiratoires inférieures associées sont responsables de plus de trois millions d’hospitalisations chez les enfants et de près de 60 000 décès chaque année.
Malgré les efforts de vaccination en cours, aucun vaccin contre le VRS n’a été approuvé pour une utilisation clinique. De plus, les médicaments anti-infectieux contre le VRS ont généralement été utilisés en soins palliatifs.
L’anticorps monoclonal humanisé palivizumab et la ribavirine sont deux antiviraux utilisés pour traiter les infections à VRS. Cependant, l’efficacité de ces médicaments contre les infections sévères peut être faible, soulignant ainsi l’urgence de développer des vaccins contre le VRS.
À propos de l’étude
Dans la présente étude, les chercheurs ciblent la nucléoprotéine, la phosphoprotéine, la glycoprotéine de surface majeure et la glycoprotéine de fusion, qui sont parmi les plus virulentes.
Protéines RSV pour concevoir le vaccin sous-unitaire polyvalent.
La protéine de fusion, avec la glycoprotéine de surface principale, permet l’entrée virale dans la cellule hôte en assurant la médiation de la fixation virale sur la cellule hôte et la fusion ultérieure entre les membranes. La protéine de nucléocapside renferme le génome viral, tandis que la protéine phospholipidique assure une transcription et une réplication appropriées en médiant la fonction de l’ARN polymérase.
Les souches virales de RSV et leurs protéines ont été identifiées à partir de la base de données du National Center for Biotechnology Information (NCBI). Ces protéines ont été utilisées pour récupérer les séquences des quatre protéines cibles pour le RSV-A et le RSV-B à partir de la base de données Universal Protein Resource (UniProt).
L’antigénicité et les propriétés biophysiques des protéines sélectionnées ont été testées. Les épitopes des lymphocytes B et T ont été prédits en utilisant les séquences de la protéine RSV-A. Des épitopes entièrement conservés ont été utilisés pour construire le vaccin polyvalent afin de s’assurer que l’immunité était confirmée contre les deux sous-types de RSV.
D’autres analyses ont été basées sur les lymphocytes B majeurs, les lymphocytes T cytotoxiques de classe I d’histocompatibilité majeure (CMH) et les lymphocytes T auxiliaires ou les épitopes de classe II du CMH.
Les meilleurs épitopes ont été sélectionnés sur la base de propriétés telles que la non-toxicité, l’antigénicité, la non-homologie avec le protéome humain, la conservation et la non-allergénicité. Des lieurs appropriés ont été utilisés pour construire le vaccin polyvalent en utilisant des epitopes de lymphocytes B et T sélectionnés. Les structures secondaires telles que l’hélice α, la structure de bobine et les feuillets β ont également été analysées.
La structure modélisée du vaccin a été validée à l’aide de tracés z-score et Ramachandran. La conformation de l’épitope des lymphocytes B, les modifications post-traductionnelles telles que la glycosylation et l’amarrage protéine-protéine ont également été analysés.
Des simulations de dynamique moléculaire ont été utilisées pour tester les performances et le comportement du vaccin dans un environnement simulé, tandis que des simulations immunitaires ont été utilisées pour étudier les interactions des épitopes et des cibles et l’immunité adaptative.
Résultats de l’étude
Le vaccin polyvalent conçu contre le VRS s’est avéré antigénique, stable et hydrophile. De plus, les tests d’innocuité rigoureux ont indiqué que le vaccin était non toxique, non allergène et offrait une immunité à large spectre contre les deux sous-types de VRS.
Les épitopes de lymphocytes T auxiliaires qui ont été utilisés pour construire le vaccin contre le VRS ont induit avec succès la production de cytokines telles que l’interféron-gamma (IFN-γ), l’interleukine 4 (IL-4) et l’IL-10, qui jouent un rôle essentiel dans la modulation des réponses immunitaires contre le VRS et d’autres infections virales.
La pathogenèse du VRS est étroitement liée à l’IFN-γ pro-inflammatoire, qui prévient l’obstruction des voies respiratoires et limite la réplication du VRS. En revanche, la cytokine anti-inflammatoire IL-10 limite la production de cytokines pro-inflammatoires pour prévenir les lésions tissulaires ultérieures dues à l’inflammation, tandis que l’IL-4 favorise la production d’anticorps et la différenciation des cellules T auxiliaires.
Les énergies de liaison globales pour les interactions entre les épitopes et les récepteurs spécifiques de type Toll se sont avérées appropriées dans l’analyse d’amarrage moléculaire. De plus, des simulations de dynamique moléculaire ont révélé que l’amarrage entre les récepteurs de type Toll et le vaccin était stable.
conclusion
Le vaccin contre le VRS conçu à l’aide d’outils immuno-informatiques avait une antigénicité et une stabilité potentielles élevées et n’entraînerait pas d’effets indésirables. Cependant, supplémentaires in vivo et in vitro des expériences sont nécessaires pour la validation de l’efficacité de ce vaccin contre le VRS.
