Qiangde Duan, Kuo Hao Lee, Rahul M Nandre, Carolina Garcia, Jianhan Chen e Weiping Zhang
O desenvolvimento de vacinas frequentemente encontra o desafio da heterogeneidade de virulência. Bactérias Escherichia coli enterotoxigênicas (ETEC) que produzem fatores de virulência imunologicamente heterogêneos são uma das principais causas de diarreia infantil e diarreia de viajantes. Atualmente, não temos vacinas licenciadas contra bactérias ETEC. Enquanto os métodos convencionais continuam a progredir, mas encontram desafios, novas abordagens computacionais e baseadas em estrutura são exploradas para acelerar o desenvolvimento da vacina ETEC. Neste estudo, aplicamos um conceito de vacinologia estrutural para construir um antígeno de fusão multiepítopo (MEFA) baseado em estrutura para transportar epítopos representativos das sete adesinas ETEC mais importantes [CFA/I, CFA/II (CS1-CS3), CFA/IV (CS4-CS6)], simulamos a estrutura antigênica do CFA/I/II/IV MEFA com modelagem e simulação atomística computacional, caracterizamos a imunogenicidade na imunização de camundongos e examinamos o potencial do design de vacina informado pela estrutura para o desenvolvimento da vacina ETEC. Uma proteína MEFA recombinante sem etiqueta (CFA/I/II/IV MEFA) foi efetivamente expressa e extraída. Simulações de dinâmica molecular indicaram que esse imunógeno MEFA manteve uma estrutura secundária estável e apresentou epítopos na superfície da proteína. Dados empíricos mostraram que camundongos imunizados com o CFA/I/II/IV MEFA sem etiqueta desenvolveram fortes respostas de anticorpos específicos para antígenos, e os anticorpos séricos de camundongos inibiram significativamente a adesão in vitro de bactérias que expressam essas sete adesinas. Esses resultados revelaram congruência da imunogenicidade do antígeno entre a simulação computacional e a imunização empírica de camundongos e indicaram que esse CFA/I/II/IV MEFA sem etiqueta é potencialmente um antígeno para uma vacina ETEC amplamente protetora, sugerindo uma aplicação potencial da vacinologia estrutural baseada em MEFA para o design de vacinas contra ETEC e provavelmente outros patógenos.