Uma abordagem sistemática de imuno-informática para desenhar uma vacina baseada em multiepítopos contra a Serratia marcescens emergente e resistente a múltiplas drogas

Resumo

Serratia marcescens é hoje um importante patógeno oportunista que pode causar infecções graves em pacientes hospitalizados ou imunocomprometidos. Aqui, usamos extensas análises de bioinformática com base em vacinologia reversa e abordagens baseadas em proteômica subtrativa para prever potenciais candidatos a vacinas contra S. marcescens. Analisamos a sequência proteômica completa de 49 isolados de Serratia marcescens e identificamos 5 que eram proteínas conservadas, não homólogas da flora humana e intestinal, extracelulares ou exportadas para a membrana externa e antigênicas. As proteínas identificadas foram usadas para selecionar 5 epítopos CTL, 12 HTL e 12 BCL que eram antigênicos, não alergênicos, conservados, hidrofílicos e não tóxicos. Além disso, epítopos HTL foram capazes de induzir respostas imunes ao interferon-gama. Os peptídeos selecionados foram usados para projetar 4 construções de vacinas multiepítopo (SMV1, SMV2, SMV3 e SMV4) com adjuvantes imunomoduladores, sequência PADRE e ligantes. As análises de clivagem peptídicas mostraram que as vacinas antigênicas são processadas e apresentadas via molécula da classe MHC. Diversas análises físico-químicas e imunológicas revelaram que todas as vacinas multiepítopos eram não alergênicas, estáveis, hidrofílicas, solúveis e induziam a imunidade com alta antigenicidade. As análises da estrutura secundária revelaram que as vacinas projetadas contêm principalmente estrutura em coil e estruturas em alfa hélice. As análises 3D mostraram uma estrutura de alta qualidade. Análises de docking molecular revelaram que a SMV4 é a melhor construção de vacina, entre as quatro vacinas construídas, demonstrando alta afinidade com o receptor imune. A simulação de dinâmica molecular confirmou a baixa deformabilidade e estabilidade da vacina candidata. Análises descontínuas dos resíduos de epítopos de SMV4 revelaram que eles são flexíveis e podem interagir com anticorpos. A simulação imune in silico indicou que a vacina SMV4 projetada desencadeia uma resposta imune eficaz. A otimização do códon in silico e a clonagem no vetor de expressão indicam que a vacina SMV4 pode ser expressa eficientemente no sistema E. coli. No geral, mostramos que a vacina SMV4 multiepítopo induziu com sucesso respostas imunes humorais e celulares específicas do antígeno e pode ser um potencial candidato a vacina contra S. marcescens. Outras validações experimentais podem confirmar sua eficácia exata, o perfil de segurança e imunogenicidade. Nossas descobertas trazem uma adição valiosa para o desenvolvimento de novas estratégias para prevenir e controlar a disseminação de bactérias Gram-negativas multidrogas resistentes com alta relevância clínica. (AU)