Boğmaca hastalığına karşı yeni aşı tasarımı ve analizi

Year 2020, Volume: 7 Issue: 3, 389 - 394, 30.09.2020

Mostafa Norizadeh Tazehkand

https://doi.org/10.34087/cbusbed.727094

Abstract

Amaç: Boğmaca hastalığına neden olan Bordetella pertussis aerob, gram negatif ve patojenik bir bakteridir. Boğmacayı önlemek için en iyi yol aşı uygulanmasıdır. Öldürülmüş Bordetella pertussis bakterileri kullanılan etkili aşılardır, ancak bu aşıların birçok yan etkisi vardır. Gereç ve Yöntem: Rekombinant DNA teknolojisi yeni aşılar geliştirmek için farklı yazılımlar sunmuştur. In silico çalışmaları aşı keşfinin önemli bir parçası haline geldiğinden dolayı bu çalışmada Bordetella pertussis'e karşı yeni epitop bazlı aşı tasarlanması ve analizi amaçlanmıştır.
Bulgular: Tasarlanan aşının fizikokimyasal analizi sonucu aşının 53.718 kDa'lık bir molekül ağırlığına sahip olduğunu ve memeli hücrelerinde 20 saatten fazla, mayada 20 saatten fazla ve E.coli'de ise 10 saatten fazla tahmini yarılanma ömrüne sahip olduğunu göstermiştir. Kararsızlık indeksi (37.64) ve alifatik indeksi (64.31) sonuçlarından aşının stabil yapıya sahip olduğu saptanmıştır. Hidropatisitenin değerinin -0.765 olmasıyla aşının hidrofilik bir protein olduğunu ve suda çözünür olduğunu söyleyebiliriz. AllerTOP ve ToxinPred'den elde edilen sonuçlar aşının insanlar üzerinde toksik ve alerjenik etkileri olmadığını ortaya koymuştur. ProtParam ve pepCalc'ın sonuçlarına göre aday aşı suda çözünür ve transmembran helix’e sahip değildir, bu nedenle bu proteinin rekombinant DNA teknolojisi yollarıyla geliştirilmesi ve E.coli'de ekspresyonu zor olmayacaktır. Docking analizinden elde edilen sonuçlar aşının -607.64 skoru ile HLA-DRB1*0101'e maksimum afinite’ye sahip olduğunu ve bağışıklık sistemini uyarabildiğini göstermiştir.
Sonuç: Aday aşı laboratuarda klonlanıp ve üretilebilir ve ayrıca aşının Bordetella pertussis'e karşı etkinliği model hayvanlarında araştırılabilir.

Keywords

Bordetella pertussis, HLA-DRB1*0101, Aşı, Epitop, B hücre, T hücre

References

• 1- Işık Y, Salman N, Somer A. Çocuk Enfeksiyon Hastalıkları. 1. Baskı. İstanbul; 2007: 259- 63.
• 2- Özcengiz E. Boğmaca: Her zaman gündemde. Türk Mikrobiyoloji Cemiyeti Derg. 2005;35: 215-231.
• 3- Willems RJL, Mooi FR. From whole cell to acellular pertussis vaccines. Rev Med Microbiol. 1996;7:13-21.
• 4- Kurugöl Z. Türkiye’de boğmaca epidemiyolojisi: Pekiştirme aşı dozları gerekli mi? Çocuk Enf Derg. 2009;3:14-18.
• 5- World Health Organization. Recommended Surveillance Standards of vaccine preventable diseases: Pertussis, 2003 WHO/V&B/03.0I.
• 6- Neyzi O, Ertuğrul T, Somer A. Somer A. Boğmaca. Pediatri. 4. Baskı. Nobel Tıp Kitapevi: İstanbul; 2010: 599-601
• 7- Rappuoli R, Pizza M, Covacci A, Bartoloni A, Nencioni L, Podda A, Magistris MTD. Recombinant Acellular Pertussis Vaccine--From the Laboratory to the Clinic: Improving the Quality of the Immune Response. FEMS Microbiol Immunol. 1992;5: 161-170.
• 8- Saxena A, Tamuly S, Saxena MK. Cloning, sequencing, and in silico characterization of Omp 28 of Salmonella Typhi (strain MTCC 733) to develop r-DNA vaccine for typhoid fever. J Nat Sci Biol Med. 2012;3:133–138.
• 9- Nascimento IP, Leite LCC. Recombinant vaccines and the development of new vaccine strategies. Braz J Med Biol Res. 2012;45: 1102–1111. 10- Arnon R, Yedidia TB. Old and new vaccine approaches. Int Immunopharmacol. 2003;3:1195 – 1204.
• 11- https://www.proteogenix.science/scientific-corner/peptide-synthesis/conventional-vs-peptide-vaccines/.
• 12- Bull JJ , Nuismer SL, Antia R. Recombinant vector vaccine evolution. PLoS Comput Biol. 2019; 15: 1-20.
• 13- Dash R, Das R, Junaid MD,3 Akash MDFH, Islam A, Hosen SMZ. In silico-based vaccine design against Ebola virus glycoprotein. Adv Appl Bioinform Chem. 2017;10: 11–28.
• 14- TURAN M, Say A. Boğmaca benzeri öksürüğü olan süt Çocuklarında bordetella pertussis ve Mycoplasmae pneumonıae enfeksiyonlarının Araştırılması. Sağlık Bakanlığı Zeynep Kamil Kadın ve Çocuk Hastalıkları Hastanesi Çocuk Sağlığı ve Hastalıkları Kliniği. Istanbul;2004.
• 15- Burns DL, Gould-Kostka JL, Kessel M, Arciniega JL. Purification and Immunological Characterization of a GroEL-Like Protein from Bordetella pertussis. Infect Immun. 1991;59 :1417-1422.
• 16- Kimura A, Mountzouros KT, Relman DA, Falkow S, Cowell JL. Bordetella Pertussis Filamentous Hemagglutinin: Evaluation as a Protective Antigen and Colonization Factor in a Mouse Respiratory Infection Model. Infect Immun. 1990; 58:7-16.
• 17- Dikhit, MR, Kumar A, Das S, Dehury B, Rout AK. Identification of Potential MHC Class-II-Restricted Epitopes Derived from Leishmania donovani Antigens by Reverse Vaccinology and Evaluation of Their CD4+ T-Cell Responsiveness against Visceral Leishmaniasis. Front Immunol. 2017;8: 1-17.
• 18- Norizadehtazehkand M, Hajipour O. In silico Design a vaccine Candidate against Corynebacterium diphtheriae. International Journal of Molecular and Clinical Microbiology. 2019;9:1082-1089.
• 19- Doytchinova IA, Flower DR. VaxiJen. a server for prediction of protective antigens, tumour antigens and subunit vaccines. BMC Bioinformatics. 2007;8:1-4.
• 20- Shey RA, Ghogomu SM, Esoh KK, Nebangwa ND, Shintouo CM. In-silico design of a multiepitope vaccine candidate against onchocerciasis and related filarial diseases. Scientific Reports. 2019; 9: 4409.
• 21- Norizadehtazehkand M, Hajipour O. Multi Epitope Vaccine Candidate against Mycobacterium Tuberculosis. Drug Des Int Prop Int. 2019;3:351-358.
• 22- Khan A, Junaid M, Kaushik AC, Ali A, Ali SS, Mehmood A, Wei DQ. Computational identification, characterization and validation of potential antigenic peptide vaccines from hrHPVs E6 proteins using immunoinformatics and computational systems biology approaches. PLoS One. 2018;5:196484.
• 23- Shahsavani N, Sheikhha MH, Yousefi H, Sefid F. In silico Homology Modeling and Epitope Prediction of NadA as a Potential Vaccine Candidate in Neisseria meningitides. Int J Mol Cell Med. 2018;1: 53–68.
• 24- http://www.rcsb.org/structure/5V4N.
• 25- Jain A, Tripathi P, Shrotriya A, Chaudhary R, Singhcorresponding A. In silico analysis and modeling of putative T cell epitopes for vaccine design of Toscana virüs. 3 Biotech. 2015;4: 497–503.
• 26- Zaheer HA, Shehroz M, Ullah N, Naz K, Muhammad SA, Zhang T, Amjad AA. Immunoinformatics Aided Design and Evaluation of a Potential Multi-Epitope Vaccine against Klebsiella Pneumoniae. Vaccines (Basel). 2019; 3: 1-17.
• 27- Li WW,Joshi MD, Singhania S, Kyle H. Ramsey S, Murthy AK. Peptide Vaccine: Progress and Challenges. Vaccines (Basel). 2014; 3: 515–536.