طراحی و ارزیابی محاسباتی یک واکسن mRNA چنداپی توپی مبتنی بر LptD، BamA و Tir علیه Escherichia coli O۱۵۷:H۷

باکتری Escherichia coli O۱۵۷:H۷ به عنوان یکی از مهم ترین پاتوژن های منتقله از غذا و آب، عامل بیماری هایی نظیر کولیت هموراژیک، اسهال خونی و سندرم اورمیک همولیتیک است. محدودیت درمان آنتی بیوتیکی و نبود واکسن انسانی موثر، ضرورت توسعه واکسن های نوین را افزایش داده است. هدف این مطالعه، طراحی و ارزیابی محاسباتی یک واکسن mRNA چنداپی توپی مبتنی بر پروتئین های LptD، BamA و Tir بود. مواد و روش ها پس از انتخاب پروتئین های LptD، BamA و Tir به عنوان کاندیداهای منتخب مطالعه قبلی، اپی توپ های خطی و فضایی سلول B با استفاده از سرورهای BepiPred ۲.۰، ABCpred، BCEpred، ElliPro و DiscoTope ۲.۰ پیش بینی و نواحی دارای بیشترین همپوشانی به عنوان بلوک های آنتی ژنی انتخاب شدند. بلوک ها با لینکر صلب (EAAAK)₃ متصل و شش آرایش مختلف کایمر (TLB، TBL، LTB، LBT، BTL و BLT) طراحی گردید. ویژگی های فیزیکوشیمیایی، آنتی ژنیسیته، آلرژی زایی و سمیت با سرورهای ProtParam، VaxiJen، AllerTOP و ToxinPred ارزیابی شد. ساختار سه بعدی با AlphaFold۳ و trRosetta مدل سازی و با نمودار راماچاندران، ProSA و LDDT اعتبارسنجی گردید. توالی mRNA با طراحی نواحی ۵′ UTR، Kozak، ۳′ UTR و Poly(A) و بهینه سازی کدون ساخته شد. شبیه سازی پاسخ ایمنی و تحلیل نرمال مود نیز انجام گرفت. یافته ها بلوک های نهایی شامل BamA (۶۴۶–۷۹۵)، LptD (۵۴۰–۶۹۰) و Tir (۲۰۰–۳۶۱) انتخاب شدند. تمامی شش کایمر Non-allergen و Non-toxin بودند و امتیاز آنتی ژنیسیته بالاتر از ۰٫۵ بودند. کایمرها دارای ۴۹۷ اسیدآمینه، وزن مولکولی حدود ۵۴٫۰۶ کیلودالتون و pI برابر ۴٫۵۷ بودند. مدل های سه بعدی کیفیت هندسی مطلوبی نشان دادند و لینکر (EAAAK)₃ جداسازی مناسب دامنه ها را فراهم کرد. توالی mRNA بهینه شده با محتوای GC و CAI مناسب و ساختار ثانویه پایدار پیش بینی شد. شبیه سازی ایمنی القای پاسخ های هومورال و سلولی را نشان داد. نتیجه گیری واکسن mRNA چنداپی توپی طراحی شده بر پایه LptD، BamA و Tir از ویژگی های ساختاری، فیزیکوشیمیایی و ایمنی زایی مطلوبی برخوردار است و می تواند به عنوان کاندیدای مناسب برای مطالعات تجربی بعدی مطرح گردد.

کلیدواژه ها:

Escherichia coli O۱۵۷:H۷ ، واکسن mRNA ، چنداپی توپی ، LptD ، BamA ، Tir ، ایمونوانفورماتیک ، طراحی بیوانفورماتیکی واکسن