Новый подход к применению вакцины или иммунного бустера на основании результатов иммуноинформационного анализа по выявлению перекрестных реакций антигенов E. coli с антителами к COVID-19
Authors: З. Аль-Шахин , А.Н. Мнахи , А.А. Альмях 
Published: November 2024

Введение. Необходимость формирования иммунитета к вирусу COVID-19 и недопущение его распространения стали стимулом для ускоренной разработки вакцин, поскольку многие страны по-прежнему вынуждены противостоять инфекциям, вызванным этим вирусом. Цель. Представить новый подход к применению иммуноинформационного метода для выявления общих эпитопов нормальной микрофлоры и пробиотиков со спайковым белком COVID-19 в целях возможного использования их в составе иммуностимуляторов или вакцин для человека. Материалы и методы. В исследовании участвовали пациенты обоих полов в возрасте от 18 до 90 лет. Экспресс-тесты на антитела IgG-IgM к вирусу SARS-CoV-2 были выполнены в трех больницах; всего было исследовано 100 пациентов (60 мужчин, 40 женщин). Анализу подлежали 80 клинически положительных и 20 клинически отрицательных образцов крови пациентов. Было проведено перекрестное обсервационное исследование с использованием данных Национального центра биотехнологической информации (NCBI) для выявления бактерий и отдельных участков бактерий, схожих со спайковым белком COVID-19. Перспективным методом подавления вирусных инфекций является использование мультиэпитопного пептида (MEP), состоящего из перекрывающихся иммунодоминантных эпитопов. Для выявления перекрестной реакции между бактериями и IgG вакцинированного пациента использовали штаммы нескольких бактерий. Предполагаемую 3D-структуру вакцины смоделировали с помощью онлайн-сервера RaptorX. В дальнейшем смоделированная структура была усовершенствована с помощью инструментов онлайн-сервера Galaxy, после чего с помощью RAMPAGE улучшенная 3D-модель была верифицирована. В качестве объектов исследования были выбраны E. coli, Pseudomonas aeruginosa, Klebsiella pneumoniae, Enterobacteria и Gammaproteobacteria. Результаты. Установлено, что белок внешней мембраны молекулы бактерии E. coli, выявленный с помощью алгоритма BLAST на основании данных NCBI, имеет наибольший процент сходства (42,43%) со спайковым белком COVID-19. Для выявления потенциально иммуногенных Т-клеточных эпитопов SARS-CoV-2, которые, предположительно, могут быть использованы в мультиэпитопной вакцине против наиболее широко распространенных и потенциально опасных вариантов SARS-CoV-2 (VOC), был применен иммуноинформационный метод. Предполагается, что исследуемые биологические объекты безопасны для человека, не содержат аллергенов и стимулируют иммунную систему. Базирующаяся на основании данных Национального центра биотехнологической информации (NCBI) разработка стратегий вакцинации с целью вызвать иммунный ответ, направленный на данные консервативные эпитопы, позволит сформировать иммунитет, обеспечивающий защиту от различных штаммов коронавируса Beta и устойчивый к адаптационным свойствам вируса, например, к белкам COVID-19. Заключение. Перспективным методом подавления вирусных инфекций является использование мультиэпитопного пептида (MEP), состоящего из перекрывающихся иммунодоминантных эпитопов. Предполагаемую 3D-структуру вакцины смоделировали с помощью онлайн-сервера RaptorX. В дальнейшем смоделированная структура была усовершенствована с помощью инструментов онлайн-сервера Galaxy, после чего с помощью RAMPAGE улучшенная 3D-модель была верифицирована.

Introduction. Vaccine development has been sped up to obtain immunity to the virus and put an end to transmission as many countries continue to fight off infections caused by COVID-19. Purpose. To introduce a new approach to apply of immunoinformatic to detect sharing epitopes among normal flora and probiotics with COVID-19 spikes as an attempt to be as human immune stimulator or vaccine. Materials and methods. The patients age range was (18–90 years) of either sex. The rapid SARS-CoV-2 IgG-IgM combined antibody test kits were tested at three hospitals, with a total of 80 clinical positive and 20 clinical negative patient blood samples. A cross- sectional observational study was carried out. By using National Center for Biotechnology Information (NCBI). To detect which bacteria and parts of bacteria are similar to COVID-19 Spike protein. A promising method for stopping viral infections is the use of a multi-epitope peptide (MEP) made from overlapping immunodominant epitopes. Several bacterial strains using to detect cross-reaction between this bacteria and IgG of a vaccinated patient. The predicted vaccine’s 3D-structure was modeled using the online server RaptorX. Then modeled structure was refined using the online server for the Galaxy refine tool, so used RAMPAGE to validate the improved 3-D structure. Namely, E. coli, Pseudomonas aeruginosa, Klebsiella pneumoniae, Enterobacteria and Gammaproteobacteria. Results. It has been found that NCBI protein BLAST the bacteria E. coli outer site moiety which have more similarity percentage (42.43%) in relation to spike COVID-19. Immunoinformatic has been used to identify potentially immunogenic T cell epitopes of SARS-CoV-2 that could be used in a multi-epitope vaccine against the most widely distributed and potentially dangerous SARS-CoV-2 variants (VOC). These are hypothesized to be safe for human consumption, contain no allergens, and stimulate the immune system. By NCBI can Vaccination strategies developed to elicit an immune response directed at these conserved epitopes have the potential to produce immunity that is not only protective against multiple strains of Beta coronavirus but also resistant to the virus’s ability to adapt as mention mean proteins of COVID-19. Conclusion. A promising method for stopping viral infections is the use of a multi- epitope peptide (MEP) made from overlapping immunodominant epitopes. The predicted vaccine’s 3D-structure was modeled using the online server RaptorX. Then modeled structure was refined using the online server for the Galaxy refine tool, so used RAMPAGE to validate the improved 3D-structure.