Published July 25, 2007 | Version v1
Publication Open

Rapid Identification of Malaria Vaccine Candidates Based on α-Helical Coiled Coil Protein Motif

  • 1. University of Lausanne
  • 2. Institut Pasteur
  • 3. Centre National de Recherche et de Formation sur le Paludisme
  • 4. Swiss Tropical and Public Health Institute
  • 5. Universidad del Valle
  • 6. University of Montpellier
  • 7. Centre National de la Recherche Scientifique

Description

To identify malaria antigens for vaccine development, we selected alpha-helical coiled coil domains of proteins predicted to be present in the parasite erythrocytic stage. The corresponding synthetic peptides are expected to mimic structurally "native" epitopes. Indeed the 95 chemically synthesized peptides were all specifically recognized by human immune sera, though at various prevalence. Peptide specific antibodies were obtained both by affinity-purification from malaria immune sera and by immunization of mice. These antibodies did not show significant cross reactions, i.e., they were specific for the original peptide, reacted with native parasite proteins in infected erythrocytes and several were active in inhibiting in vitro parasite growth. Circular dichroism studies indicated that the selected peptides assumed partial or high alpha-helical content. Thus, we demonstrate that the bioinformatics/chemical synthesis approach described here can lead to the rapid identification of molecules which target biologically active antibodies, thus identifying suitable vaccine candidates. This strategy can be, in principle, extended to vaccine discovery in a wide range of other pathogens.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

لتحديد مستضدات الملاريا لتطوير اللقاح، اخترنا مجالات ملفوفة حلزونية ألفا من البروتينات التي من المتوقع أن تكون موجودة في مرحلة كريات الدم الحمراء الطفيلية. من المتوقع أن تحاكي الببتيدات الاصطناعية المقابلة القمم اللاصقة "الأصلية" من الناحية الهيكلية. في الواقع، تم التعرف على جميع الببتيدات الـ 95 التي تم تصنيعها كيميائيًا على وجه التحديد من قبل الأمصال المناعية البشرية، على الرغم من انتشارها بشكل مختلف. تم الحصول على أجسام مضادة محددة للببتيد عن طريق تنقية التقارب من الأمصال المناعية للملاريا وعن طريق تحصين الفئران. لم تظهر هذه الأجسام المضادة تفاعلات متقاطعة كبيرة، أي أنها كانت محددة للببتيد الأصلي، وتفاعلت مع بروتينات الطفيليات الأصلية في كريات الدم الحمراء المصابة وكان العديد منها نشطًا في تثبيط نمو الطفيليات في المختبر. أشارت دراسات ثنائية اللون الدائرية إلى أن الببتيدات المختارة تفترض محتوى حلزوني ألفا جزئيًا أو مرتفعًا. وبالتالي، فإننا نثبت أن نهج المعلوماتية الحيوية/التخليق الكيميائي الموصوف هنا يمكن أن يؤدي إلى التحديد السريع للجزيئات التي تستهدف الأجسام المضادة النشطة بيولوجيًا، وبالتالي تحديد المرشحين المناسبين للقاح. يمكن توسيع هذه الاستراتيجية، من حيث المبدأ، لتشمل اكتشاف اللقاح في مجموعة واسعة من مسببات الأمراض الأخرى.

Translated Description (French)

Pour identifier les antigènes du paludisme pour le développement de vaccins, nous avons sélectionné des domaines hélicoïdaux hélicoïdaux alpha de protéines prévues pour être présentes au stade érythrocytaire du parasite. On s'attend à ce que les peptides synthétiques correspondants imitent des épitopes structurellement « natifs ». En effet, les 95 peptides synthétisés chimiquement ont tous été spécifiquement reconnus par les sérums immunitaires humains, bien qu'à différentes prévalences. Des anticorps spécifiques des peptides ont été obtenus à la fois par purification par affinité à partir de sérums immuns contre le paludisme et par immunisation de souris. Ces anticorps n'ont pas montré de réactions croisées significatives, c'est-à-dire qu'ils étaient spécifiques du peptide d'origine, réagissaient avec des protéines parasitaires natives dans les érythrocytes infectés et plusieurs étaient actifs dans l'inhibition de la croissance parasitaire in vitro. Des études de dichroïsme circulaire ont indiqué que les peptides sélectionnés présentaient un contenu alpha-hélicoïdal partiel ou élevé. Ainsi, nous démontrons que l'approche de synthèse bioinformatique/chimique décrite ici peut conduire à l'identification rapide de molécules qui ciblent des anticorps biologiquement actifs, identifiant ainsi des candidats vaccins appropriés. Cette stratégie peut, en principe, être étendue à la découverte de vaccins dans un large éventail d'autres agents pathogènes.

Translated Description (Spanish)

Para identificar los antígenos de la malaria para el desarrollo de vacunas, seleccionamos los dominios helicoidales alfa-helicoidales de las proteínas que se predice que están presentes en la etapa eritrocítica del parásito. Se espera que los péptidos sintéticos correspondientes imiten estructuralmente epítopos "nativos". De hecho, los 95 péptidos sintetizados químicamente fueron reconocidos específicamente por los sueros inmunitarios humanos, aunque con una prevalencia diversa. Los anticuerpos específicos de péptidos se obtuvieron tanto por purificación por afinidad a partir de sueros inmunes a la malaria como por inmunización de ratones. Estos anticuerpos no mostraron reacciones cruzadas significativas, es decir, fueron específicos para el péptido original, reaccionaron con proteínas nativas del parásito en eritrocitos infectados y varios fueron activos en la inhibición del crecimiento del parásito in vitro. Los estudios de dicroísmo circular indicaron que los péptidos seleccionados asumieron un contenido alfa-helicoidal parcial o alto. Por lo tanto, demostramos que el enfoque de síntesis bioinformática/química descrito aquí puede conducir a la identificación rápida de moléculas que se dirigen a anticuerpos biológicamente activos, identificando así candidatos a vacunas adecuados. Esta estrategia puede, en principio, extenderse al descubrimiento de vacunas en una amplia gama de otros patógenos.

Files

journal.pone.0000645&type=printable.pdf

Files (185.1 kB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:a0974346293d66e6674f33d6091a104d
185.1 kB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
التحديد السريع للمرشحين للقاح الملاريا على أساس زخرفة البروتين الملفوف الحلزوني ألفا
Translated title (French)
Identification rapide des candidats vaccins antipaludiques sur la base du motif protéique hélicoïdal α-hélicoïdal
Translated title (Spanish)
Identificación rápida de candidatos a vacuna contra la malaria basada en el motivo de proteína de espiral helicoidal α

Identifiers

Other
https://openalex.org/W2001573980
DOI
10.1371/journal.pone.0000645

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Colombia

References

  • https://openalex.org/W1537342340
  • https://openalex.org/W1540354050
  • https://openalex.org/W1670737453
  • https://openalex.org/W195593410
  • https://openalex.org/W1972849545
  • https://openalex.org/W1973541716
  • https://openalex.org/W1981541499
  • https://openalex.org/W1983869242
  • https://openalex.org/W1995468255
  • https://openalex.org/W1997199912
  • https://openalex.org/W2019851585
  • https://openalex.org/W2021908921
  • https://openalex.org/W2024645073
  • https://openalex.org/W2034911186
  • https://openalex.org/W2035625948
  • https://openalex.org/W2046086472
  • https://openalex.org/W2058634586
  • https://openalex.org/W2092848181
  • https://openalex.org/W2097432311
  • https://openalex.org/W2107348181
  • https://openalex.org/W2112047656
  • https://openalex.org/W2115998090
  • https://openalex.org/W2121641167
  • https://openalex.org/W2123179582
  • https://openalex.org/W2124672930
  • https://openalex.org/W2126906465
  • https://openalex.org/W2128611502
  • https://openalex.org/W2145767020
  • https://openalex.org/W2152770371
  • https://openalex.org/W2156022009
  • https://openalex.org/W2161746138
  • https://openalex.org/W2164128190
  • https://openalex.org/W4296234089
  • https://openalex.org/W4365411595