Published March 31, 2024 | Version v1
Publication Open

Computational Approaches To Design Multi Epitope-Based Vaccine Designing of Dengue virus -2 Enveloped Protein For Dengue Virus

Creators

  • 1. University of Okara
  • 2. Brandenburg University of Technology Cottbus-Senftenberg
  • 3. University of the Punjab
  • 4. City University of Hong Kong

Description

Dengue Fever (DF) is a viral disease transmitted by mosquitoes and is a global concern. A successful vaccine for dengue should induce both neutralizing antibodies and cell-mediated immunity. However, no vaccine currently exists for DF. A multi-epitope vaccine offers a promising strategy for preventing such infections. Objective: To create a dengue virus-2 strain multi-epitope vaccine that is safe, non-allergic, and stimulates a strong immune response. Methods: Leveraging in silico tools, we retrieved and analyzed Dengue virus-2 protein sequences, determining antigenicity using VaxiJen version 2.0 and assessing allergenicity using AllerTop. T-cell epitopes were identified via Immune Epitope Database (IEBD) server for Major Histocompatibility Complex -I (MHC-I) and Major Histocompatibility Complex -II (MHC-II) binding and B-cell epitopes were anticipated through IEBD Linear Epitope Prediction Tool v2.0. Analysis of population coverage estimated the prevalence of MHC alleles interacting with the identified epitopes. A multi-epitope vaccine construct integrated adjuvants, universal linkers, and epitopes, evaluated for physicochemical properties, toxicity, secondary, and tertiary structures. Results: Antigenicity analysis identified highly antigenic Dengue virus-2 protein sequences with low allergenicity. T-cell epitopes revealed multiple epitopes with diverse MHC-I and MHC-II affinity, encompassing conserved regions for potential universal vaccine development. Nine non-toxic, non-allergenic B-cell epitopes were identified. Population coverage analysis demonstrated over 71% prevalence of MHCs binding to identified epitopes across diverse populations. Physicochemical assessments revealed favorable characteristics, including immunogenicity and stability. Tertiary structure prediction illustrated the vaccine's 3D arrangement, validated through Ramachandran plots, exhibiting high-quality protein structure. Conclusions: This multieiptope based vaccine is more immunogenic but further in-vitro and in-vivo study is required for its clinical use

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

Translated Description (Arabic)

حمى الضنك (DF) هو مرض فيروسي ينتقل عن طريق البعوض وهو مصدر قلق عالمي. يجب أن يحفز اللقاح الناجح لحمى الضنك كلاً من الأجسام المضادة المعادلة والمناعة بوساطة الخلايا. ومع ذلك، لا يوجد لقاح حاليًا لـ DF. يوفر اللقاح متعدد النوبات استراتيجية واعدة للوقاية من مثل هذه العدوى. الهدف: إنشاء لقاح مضاد لفيروس حمى الضنك من سلالة 2 يكون آمنًا وغير مثير للحساسية ويحفز استجابة مناعية قوية. الطرق: بالاستفادة من أدوات السيليكو، استرجعنا وحللنا تسلسل بروتين فيروس حمى الضنك 2، وتحديد مولد الضد باستخدام VaxiJen الإصدار 2.0 وتقييم الحساسية باستخدام AllerTop. تم تحديد حواتم الخلايا التائية عبر خادم قاعدة بيانات الحاتمة المناعية (IEBD) لمجمع التوافق النسيجي الرئيسي الأول (MHC - I) وربط مجمع التوافق النسيجي الرئيسي الثاني (MHC - II) وحاتمات الخلايا البائية من خلال أداة التنبؤ بالحاتمة الخطية IEBD الإصدار 2.0. قدر تحليل التغطية السكانية انتشار أليلات MHC التي تتفاعل مع الحواتم المحددة. لقاح متعدد القمم يبني مواد مساعدة متكاملة، وروابط عالمية، وقمم لاصقة، يتم تقييمها للخصائص الفيزيائية والكيميائية، والسمية، والهياكل الثانوية، والثالثية. النتائج: حدد تحليل المستضدات تسلسل بروتين فيروس حمى الضنك -2 عالي المستضد مع حساسية منخفضة. كشفت حواتم الخلايا التائية عن حواتم متعددة ذات تقارب متنوع بين MHC - I و MHC - II، بما في ذلك المناطق المحفوظة لتطوير لقاح عالمي محتمل. تم تحديد تسعة قمم لاصقة غير سامة وغير مسببة للحساسية للخلايا البائية. أظهر تحليل التغطية السكانية أكثر من 71 ٪ من انتشار مراكز الصحة العقلية الملزمة بقمم محددة عبر مجموعات سكانية متنوعة. كشفت التقييمات الفيزيائية الكيميائية عن خصائص مواتية، بما في ذلك المناعة والاستقرار. يوضح التنبؤ بالبنية الثلاثية الترتيب ثلاثي الأبعاد للقاح، والذي تم التحقق من صحته من خلال مخططات راماشاندران، مما أظهر بنية بروتينية عالية الجودة. الاستنتاجات: هذا اللقاح القائم على المنظار المتعدد هو أكثر مناعة ولكن هناك حاجة إلى مزيد من الدراسة في المختبر وفي الجسم الحي لاستخدامه السريري

Translated Description (French)

La dengue est une maladie virale transmise par les moustiques et constitue une préoccupation mondiale. Un vaccin efficace contre la dengue devrait induire à la fois des anticorps neutralisants et une immunité à médiation cellulaire. Cependant, il n'existe actuellement aucun vaccin contre l'IC. Un vaccin multi-épitopes offre une stratégie prometteuse pour prévenir de telles infections. Objectif : Créer un vaccin multi-épitopes contre le virus de la dengue-2 qui est sûr, non allergique et stimule une forte réponse immunitaire. Méthodes : En utilisant des outils in silico, nous avons récupéré et analysé les séquences de protéines du virus de la dengue 2, en déterminant l'antigénicité à l'aide de VaxiJen version 2.0 et en évaluant l'allergénicité à l'aide d'AllerTop. Les épitopes des lymphocytes T ont été identifiés via le serveur de la base de données des épitopes immunitaires (IEBD) pour la liaison du complexe majeur d'histocompatibilité -I (CMH-I) et du complexe majeur d'histocompatibilité -II (CMH-II) et les épitopes des lymphocytes B ont été anticipés via l'outil de prédiction des épitopes linéaires IEBD v2.0. L'analyse de la couverture de la population a estimé la prévalence des allèles du CMH interagissant avec les épitopes identifiés. Un vaccin multi-épitopes construit des adjuvants intégrés, des linkers universels et des épitopes, évalués pour leurs propriétés physico-chimiques, leur toxicité, leurs structures secondaires et tertiaires. Résultats : L'analyse de l'antigénicité a identifié des séquences de protéines du virus de la dengue 2 hautement antigéniques avec une faible allergénicité. Les épitopes des lymphocytes T ont révélé de multiples épitopes ayant diverses affinités avec le CMH-I et le CMH-II, englobant des régions conservées pour le développement potentiel d'un vaccin universel. Neuf épitopes de lymphocytes B non toxiques et non allergènes ont été identifiés. L'analyse de la couverture de la population a démontré une prévalence de plus de 71 % de la liaison des CMH aux épitopes identifiés dans diverses populations. Les évaluations physico-chimiques ont révélé des caractéristiques favorables, notamment l'immunogénicité et la stabilité. La prédiction de la structure tertiaire a illustré l'arrangement 3D du vaccin, validé par des parcelles de Ramachandran, présentant une structure protéique de haute qualité. Conclusions : Ce vaccin à base de multieiptopes est plus immunogène, mais d'autres études in vitro et in vivo sont nécessaires pour son utilisation clinique

Translated Description (Spanish)

La fiebre del dengue (FD) es una enfermedad viral transmitida por mosquitos y es una preocupación mundial. Una vacuna exitosa para el dengue debería inducir tanto anticuerpos neutralizantes como inmunidad mediada por células. Sin embargo, actualmente no existe una vacuna para el FD. Una vacuna multiepitópica ofrece una estrategia prometedora para prevenir tales infecciones. Objetivo: Crear una vacuna multiepitópica de la cepa 2 del virus del dengue que sea segura, no alérgica y estimule una respuesta inmune fuerte. Métodos: Aprovechando las herramientas in silico, recuperamos y analizamos las secuencias de la proteína del virus del Dengue-2, determinando la antigenicidad utilizando VaxiJen versión 2.0 y evaluando la alergenicidad utilizando AllerTop. Los epítopos de células T se identificaron a través del servidor de la Base de Datos de Epítopos Inmunes (IEBD) para la unión del Complejo Mayor de Histocompatibilidad -I (MHC-I) y el Complejo Mayor de Histocompatibilidad -II (MHC-II) y los epítopos de células B se anticiparon a través de la Herramienta de Predicción de Epítopos Lineales IEBD v2.0. El análisis de la cobertura de la población estimó la prevalencia de alelos del CMH que interactúan con los epítopos identificados. Una construcción de vacuna multiepitópica integró adyuvantes, enlazadores universales y epítopos, evaluados para propiedades fisicoquímicas, toxicidad, estructuras secundarias y terciarias. Resultados: El análisis de antigenicidad identificó secuencias de proteínas del virus del Dengue-2 altamente antigénicas con baja alergenicidad. Los epítopos de células T revelaron múltiples epítopos con afinidad diversa por MHC-I y MHC-II, que abarcan regiones conservadas para el posible desarrollo universal de vacunas. Se identificaron nueve epítopos de células B no tóxicos y no alergénicos. El análisis de cobertura poblacional demostró una prevalencia de más del 71% de unión de MHC a epítopos identificados en diversas poblaciones. Las evaluaciones fisicoquímicas revelaron características favorables, incluida la inmunogenicidad y la estabilidad. La predicción de la estructura terciaria ilustró la disposición 3D de la vacuna, validada a través de parcelas de Ramachandran, mostrando una estructura proteica de alta calidad. Conclusiones: Esta vacuna basada en multiepítopos es más inmunogénica, pero se requiere más estudio in vitro e in vivo para su uso clínico

Files

805.pdf

Files (1.3 MB)

⚠️ 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:cec978353d80a1c35fc4540f40de8760
1.3 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
مناهج حسابية لتصميم لقاح قائم على حواتم متعددة تصميم فيروس حمى الضنك -2 البروتين المغلف لفيروس حمى الضنك
Translated title (French)
Approches informatiques pour la conception de vaccins à base d'épitopes multiples Conception de protéines enveloppées dans le virus de la dengue -2 pour le virus de la dengue
Translated title (Spanish)
Enfoques computacionales para diseñar vacunas basadas en epítopos múltiples Diseño de la proteína envuelta del virus del dengue -2 para el virus del dengue

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4393393564
DOI
10.54393/pjhs.v5i03.1341

Is supplement to
https://openalex.org/W4309602740 (Other)
https://openalex.org/W4302071348 (Other)
https://openalex.org/W4299784416 (Other)
https://openalex.org/W2775372485 (Other)
https://openalex.org/W2735874451 (Other)
https://openalex.org/W2499127393 (Other)
https://openalex.org/W2399399246 (Other)
https://openalex.org/W2345187585 (Other)
https://openalex.org/W2000594899 (Other)
https://openalex.org/W1585158025 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Pakistan

References

  • https://openalex.org/W2038949738
  • https://openalex.org/W2131222241
  • https://openalex.org/W2157339376
  • https://openalex.org/W2277502045
  • https://openalex.org/W2324441156
  • https://openalex.org/W2414031100
  • https://openalex.org/W2553340100
  • https://openalex.org/W2748834817
  • https://openalex.org/W2754460646
  • https://openalex.org/W2782788794
  • https://openalex.org/W2888044020
  • https://openalex.org/W2896955534
  • https://openalex.org/W2899156253
  • https://openalex.org/W2912996160
  • https://openalex.org/W2945153532
  • https://openalex.org/W2979824923
  • https://openalex.org/W3012739186
  • https://openalex.org/W3016900702
  • https://openalex.org/W3022046133
  • https://openalex.org/W3036197093
  • https://openalex.org/W3036954026
  • https://openalex.org/W3039821298
  • https://openalex.org/W3045549446
  • https://openalex.org/W3045772947
  • https://openalex.org/W3090321814
  • https://openalex.org/W3099616396
  • https://openalex.org/W3120210958
  • https://openalex.org/W3124382463
  • https://openalex.org/W3204868409
  • https://openalex.org/W4223950964
  • https://openalex.org/W4235227538
  • https://openalex.org/W4379645455