طراحي واكسن پپتيدي مولتي اپي توپ عليه SARS-CoV-2 مبتني بر داده هاي ايمنوانفورماتيك

Design of a Multi-epitope Peptide Vaccine against SARS-CoV-2 based on Immunoinformatics Data

سابقه و هدف: در سال 2019، جهان شاهد ظهور ويروسي تنفسي در انسان بود كه سبب بروز سندرم حاد تنفسي با ميزان مرگ و مير بالا شد. SARS-CoV-2 به‌سرعت در جهان منتشر شد و تاكنون درمان موثري براي آن پيدا نشده است. در اين مطالعه، ما قصد داريم يك واكسن مولتي اپي‌توپ با تركيب چندين اپي‌توپ سلول T و سلول B ويروس COVID-19 طراحي كنيم. مواد و روش‌ها: جهت بررسي‌هاي ايمنوانفورماتيكي، اپي‌توپ‌هاي سلول B و سلول T با استفاده از سرور IEDB پيش‌بيني شدند. سپس اپي‌توپ‌هاي برتر به وسيله لينكر مناسب به يكديگر متصل شدند و توالي مولتي اپي‌توپ حاصل به عنوان كانديد ساخت واكسن عليه SARS-CoV-2 پيشنهاد شد. يافته‌ها: در اين مطالعه، 28 اپي‌توپ سلول B و 33 اپي‌توپ سلول T پيش‌بيني شدند، سپس براي طراحي واكسن مولتي اپي‌توپ از 5 اپي‌توپ با بيش‌ترين ميزان ايمنوژنيسيتي در ناحيه خارج ويريوني پروتئين Spike و يك اپي‌توپ از هر كدام از پروتئين‌هاي Envelope، Membrane، Nucleocapsid كه در ناحيه داخل ويريوني قرار داشتند، انتخاب شده و با استفاده از لينكرهاي انعطاف پذير گلايسيني به هم متصل شدند. استنتاج: براساس نتايج ايمنوانفورماتيك بi‌دست آمده به نظر مي‌رسد اپي‌توپ‌هاي مختلفي از پروتئين‌هاي ساختاري SARS-CoV-2 توانايي بالايي در تحريك پاسخ‌هاي ايمني هومورال و سلولي داشته باشند، لذا واكسن مولتي‌اپي‌توپ طراحي شده با اين اپي‌توپ‌ها مي‌تواند كمك شاياني در تسريع توليد واكسن موثر عليه COVID-19 داشته باشد

Background and purpose: In 2019, the world has witnessed the emergence of a virus that caused acute respiratory distress syndrome in human with high mortality rates (approximately 3.7%). So far, no effective treatment has been proven against COVID-19. This study aimed at designing a multiepitope vaccine combining several T-cell and B-cell epitopes of the SARS-CoV-2. Materials and methods: Based on immunoinformatics strategies, B-cell and T-cell epitopes were predicted using immune Epitope Database and Analysis Resource (IEDB). Then, the appropriate predicted epitopes were joined to each other by suitable linkers, and the multi-epitope vaccine constructed was suggested as a vaccine candidate against SARS-CoV-2. Results: In this study, 28 B-cell epitopes and 33 T-cell epitopes were predicted. Then, to design the multi epitope vaccine, 5 epitopes were used from the virion surface of spike protein and one epitope was used from intravirion region of the Envelope, Membrane, and Nucleocapsid proteins that later on were joined with flexible glycine linker. Conclusion: Based on the immunoinformatics results obtained, it seems that different epitopes from SARS-CoV-2 structural proteins have high ability to stimulate humoral and cellular immune responses, so the multi-epitope vaccine designed with these epitopes, can help to accelerate the production of effective vaccines against COVID-19.