논설에서의 연구 주제

Epitope 검색 및 합성 백신 디자인.

전통과 처음 세대 백신가로 구성된 라이브 또는 고정 전체에 병원균이면서 두 번째 세대 백신에 포함되는 사항은 다음과 같,기본 단백질 항에서 정제 병원체이다. 그리고 나아가 세 번째 세대 백신으로 구성되어 있의 DNA plasmids 표현할 수 있는 시퀀스의 가장 중요한 병원체 단백질 항에 호스트. 그러나 이러한 백신의 진화 과정에서 보조제의 사용으로 보상받은 효능의 상실로 인해 안전성이 향상되었습니다.

백신 제형의 진화의 최신 단계는 에피토프 백신의 개발입니다. Epitopes 는 짧은 아미노산 시퀀스의 단백질을 일으킬 수 있는 더 직접적이고 강력한 면역반응보다는 반응에 의해 유도된 전체 동족 단백질(1).

또한,전략을 개발하기 위한 epitope 백신에 필요한 정확한 지식의 아미노산 시퀀스의 immunogenic 단백질의 관심입니다. 따라서,이후 백신에 대한기생충,박테리아,또는 바이러스 감염 및 종양에 필요한 세포의 면역 반응에 대한 예방,제어 및 치료,전략이라고 역 백신학(RV)개발되었습니다. RV 접근법은 병원체의 DNA 에 포함 된 코돈 서열의 정보를 사용하여 상보적인 cDNA 를 얻고,관심있는 단백질의 서열을 얻기 위해 추가로 변환합니다. 일단 이들 단백질이 숙주의 항원 제시 세포(APC)내부에 있으면 처리됩니다. 그런 다음 t 세포 에피토프는 단백질에서 단백질 분해 적으로 절단되고 APC 표면의 MHC 분자에 의해 추가로 노출되어 T 세포의 수용체와 상호 작용합니다. 따라서,지식의 기본 시퀀스는 단백질의 항원,이 epitopes 여 식별할 수 있습니다 복제한 도메인 또는 작은 펩타이드의 단백질은 별도로 및 실험적으로 결정하는 하나 더 많은 면역 원하거나,또는 선별하여 전체 단백질 시퀀스를 사용하여 silico 예측 프로그램입니다.

구조의 MHC molecules 에 APC,MHC class I 분자가 하나의 알파 체인 영향을 미치는 바인딩,바인딩 및 홈 사이에있는 알파 1 과 알파 2 도메인(Fleri et al.). 결합 홈이 닫혀 있기 때문에 더 짧은 펩타이드(8-14 아미노산)만 수용 할 수 있습니다. 그루브 결합 코어에는 9 개의 아미노산 만 있습니다. 대조적으로 MHC 클래스 II 분자는 결합에 영향을 미치는 알파와 베타의 두 사슬을 가지고 있습니다. 딩 groove 열고 수용할 수 있는 더 이상 펩티드(13-25 아미노산)그러나 바인딩은 핵심은 9 가진 아미노산 잔류물 0-5 잔류 측면에 각 측. 알파 사슬 만이 클래스 I 분자에서 가변적이므로 명명법은”HLA”다음에 궤적 A,B 또는 C,별표 및 그것이 나타내는 대립 유전자의 수입니다. 클래스 II 분자의 경우,알파 및 베타 사슬 모두 결합에 영향을 미치며,이들 사슬 모두 DP 및 DQ loci 에 대해 가변적이다. 그러나 DR locus 의 경우 베타 체인 만 가변적입니다(Fleri et al.). 언급 된 모든 특성에 대해,mhc 클래스 II 결합 예측은 클래스 I 분자에 대한 것보다 더 도전적이다. 다른 기계 학습 알고리즘을 기반으로 단백질 항원의 T 세포 에피토프를 식별하는 도구로 여러 예측이 개발되었습니다.

반면에,대한기생충,바이러스,박테리아 감염,종양의 예방 제어 및 치료법의 개발이 필요한 강력한 항체 반응,문제는 더 복잡합니다. 사실,대부분의 B 세포 epitopes 불연속 epitopes 로 구성된 아미노산의 잔류물에 위치해 있는 별도의 영역의 단백질,하고있는 함께 결합에 의해 접이식의 체인(4). 이러한 잔류 그룹은 항원으로부터 이와 같이 분리 될 수 없다. 따라서,전략은 사용을 위한 이러한 경우라고 구조 기반의 역 백신학(SBRV),그리고 그것의 사용에 초점을 맞추고 단일 클론항체에 대하여 단백질 antigen. 항원과 상호 작용할 수있는 항체 분자에는 6 개의 상보적인 결정 영역(4)또는 항원 결합 영역(ABRs)(5)이있다. 작은 영역(10-15 아미노산의)인 paratope 라고도하는 항원 결합 부위는 항원을 인식하고 결합하는 항체의 일부입니다. 그러나 각 ABR 은 아미노산 조성이 크게 다르며 단백질 표면에 다른 유형의 아미노산을 결합시키는 경향이 있습니다. 이러한 차이에도 불구하고,결합된 환경의 abr 은 허용하지 않 epitopes 구별되는 것을 나머지 부분에서는 단백질의 표면입니다. 이러한 발견은 단백질 에피토프를 예측하기위한 과거 및 새로 제안 된 방법의 빈약 한 성공을 설명합니다(4,5). SBVR 전략을 사용하는 연구이의 상호 작용의 복잡한 구성의 단일클론 항체 단백질을 식별하기 위해되는 아미노산 항원의 단백질,ABR 또는 paratope 의 단일 클론항체 바인딩합니다. 이 접근법의 목적은 불연속 에피토프의 잠재적 인 아미노산 서열을 간접적으로 밝혀내는 것이다. 그러나,대한 검색 epitopes 와 상호 작용하는 항체가 훨씬 더 어려운 작업하는 알고리즘은 성공적인 예측에 대해 비니다. 결과적으로이 전략은 많은 성공을 거두지 못했습니다(4,5).

의 무능력한 합성 선형 펩티드를 효과적으로 불연속적인 epitopes 의 실패하는 이유는 많은 B 세포는 합성 백신을 유도하는 합성의 중화 항체. 이러한 사실 부분적으로는 이유를 설명이 훨씬 지난 지금도 경주는 천 합성 B 셀 펩타이드가 확인되면,만 125 그들이 진행하는 단계 I,30 그들을,단계 II 및 그들의 아무도는 성공에서 단계 III 시험 또는 허가 인간을 위해 사용(4).

이에 따라하는 동안 RV 일반적으로 말 silico 분석의 전체 병원체의 게놈을 식별하는 모든 항원이 있는 병원균할 수 있 익스프레스,SBRV 말로 접근하는 생성 시도 백신에서 알려진 crystallographic 의 구조를 중화 항체 바인딩 epitopes(6).

항체 반응에 의해 예방 가능한 감염의 경우,항원 성이라는 용어는 면역 원성과 자주 혼동되어왔다(7). 사실,epitopes 의 몇 가지 바이러스 항은 자주 잘못으로 간주 면역원을 때,그들은 단지 항원,이후 그들은 그들과 상호 작용할 수 있습의 다양한 항체를 제기하여 바이러스,하지만 그들은 그 유도할 수 있는 합성의 중화 항체에 종사하고 보호(7)입니다. 이전에,그것은 생각하는 경우에는 항원 epitope 바 강하를 중화 항체 단클론항 외에서,그것은 것도를 유도할 수 있는 합성의 중화 항체로 사용하는 경우 백신이다. 그러나 이것은 사실이 아닙니다(7).

또한 RV 전략(6)과 관련하여 다른 개념이 개발되었습니다. 의 개념 RV1.0 는 접근 방식에 따라 생물정보학과 동물의 예방 접종과 도전을 결정하는 데 사용되는 항원가 더 적절한 예방 접종(8). 반면에,개념의 RV2.0 참조하는 전략을 가져오는 단일 클론항체에서 몇 가지는 개인들에게 강한 항체 반응에 대해 자연적인 감염. 이러한 단일 클론 항체는 백신의 정상적인 흐름의 역전 방향으로 백신 설계를 항체(8)로 안내합니다.

또한,개념의”백신 합리적인 디자인이었다”매우 자주 사용되는 만들기를 기대의 동일한 성공 전략으로의”합리적인 약물”얻어지기 전에. 그러나,”합리적인 약물”은의 개발과 관련된 화학 아날로그는 완벽한 억제제 활성이트의 중요한 중요한 효소의 병원체이다. 반면에,연구자의 개발에 참여 바이러스 백신의 주장하는 그들이 사용하는”백신 합리적인 디자인은”하는 반면에 사실 그들은 단지 개선하는 항원의 용량을 결합 하나 epitope 대만 하나 paratope,그리고 immunogenic 용량의 epitope 을 이끌어내 중화 항체. 이러한 결론은 강력한 비판을 불러 일으켰습니다.

대조적으로,현재의 연구 주제는 Kao 와 Hodges(1)에 의해 설명 된 바와 같이”에피토프 발견 및 합성 백신 설계”의 개념을 사용한다. 이 저자는 증명 합성 백신 기반에서 짧은 펩타이드를 나타내는 immunogenic epitopes 수 있는 손상이고 심지어는 초과 잠재적인 보호의 기본 동의 전체 단백질이다. 그들은 더 높은 antibody titers 로 수용체 바인딩을 도메인의 Pilus A 녹농균 있는 14 개 아미노산하는 것보다 전체 형식을 기본 단백질이다. 의 역가에 대한 기본 형식의 접종 동물의 합성 펩티드 어원이 높았으며,보다 titers 동물의 접종 전체 형식 단백질이다. 또한,선호도의 반대로 펩타이드 sera 에 대한 형식을 그대로 수용체 바인딩을 도메인보다 상당히 높았 선호도의 반대로 형식 단백질 sera(1).

우리는 immunoinformatics 와 실험적인 생물학적 접근법을 결합한 에피토프 백신의 개발을지지한다(Alves-Silva et al.;바르보사 산토스 외.). 우리가 사용하는 immunoinformatic 접근 방식을 개선하는 효과의 기존의 백신으로 구성의 단백질 항원하는 선택에 따라 자신의 관련성에 이전 실험 생물학적 결과입니다. 우리의 결과도 보여준 백신으로 구성되 immunogenic 도메인,최적화하고 심지어는 초과 잠재적인 보호에 의해 유도체 protein(1). 예를 들어,우리가 달성 33%가 최적화 의 백신 효능을 사용하여 재조합 키메라,을 포함하는 두 개의 도메인을 잡아주는 가장 immunogenic epitopes 의 뉴클레오시드 가수분해 효소 NH36 의 원인,대체 NH36 단백질(알베스-Silva et al.). 이 두 도메인(F1 및 F3)은 Leishmania(L.)amazonensis 감염에 대한 예방 적 보호의 생성을위한 가장 강력한 에피토프를 보유합니다(Alves-Silva et al.). NH36 단백질을 접종하면 병변 크기가 55%감소합니다(10). 그러나,예방접종으로 F1 및 F3 도메인을 독립적으로 결정된 해당 감축의 70 77%,그리고 F1F3 키메라 유도는 감소의 82%에서 발 병변 크기(Alves-실바 et al.).

이 오는 열정의 출현 후 immunoinformatic 도구 및견 epitopes 을 통해 silico 예측해야 한지 절 경험적 기초의 모든 과학 실험의 개발에 참여 하는 백신을 제어하는 질병은 현재까지(6). 반대로 모두 실증적 및 silico 도구를 함께 사용되어야 합 개발의 새로운 합성 epitope 백신을 제공하는 장점 전통적인 백신. 그들은 해로운 효과가없는 화학적으로 정의 된 항원입니다. 또한 대조적으로,라이브-감쇠 백신,그들은하지 않으로 되돌아 독성 immunocompromised 과목에서 다른 유전 백신,그들은 그들을 포함하지 않은 윤리적 질문입니다.

이 연구 주제 우리가 믿는 우리가 상당한 기여를 개발 합성 epitope 백신에 도움이 될 수 있습니다 예방,치료,그리고 제어 전염성 질병과 암입니다.

저자 기고

CP-d-S,DSR 및 ISS 는 본 논문의 최종 텍스트를 작성하고 승인했습니다.

이해의 충돌 문

저자가 선언하는 연구가 수행되었의 부재에서 어떠한 상업 또는 금융 서비스를 제공하는 것으로 해석될 수 있는 잠재적인 이해의 충돌.

인정

저자는 언어 검토를 위해 David Straker 에게 감사드립니다.

자금 조달

이 작품은 Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico(CNPQ)와 Fundação Carlos Chagas de Amparo à Pesquisa do Estado de Rio de Janeiro(FAPERJ)가 지원했습니다.