DESARROLLO Y EVALUACIÓN IN SILICO DE UN PROTOTIPO DE VACUNA CONTRA SARS-CoV-2 (COVID-19)

Abstract

"La pandemia de COVID-19 provocada por el virus SARS-CoV-2 ha causado millones de muertes. Las variantes emergentes del virus han reducido la eficacia de las vacunas por lo que se investigan nuevas alternativas. El SARS-CoV-2 posee proteínas estructurales (S, N, M y E) que han mostrado alta inmunogénicidad como antígenos candidatos para el diseño de vacunas. Mediante el uso de herramientas inmunoinformáticas se han generado propuestas de vacunas multiepitópicas basadas en estas proteínas. Por lo anterior, en el presente trabajo se planteó el diseño de vacunas mutiepitópicas contra SARS-CoV-2 basadas en las proteínas estructurales, que tuvieran una alta cobertura poblacional, fueran inmunogénicas y no presenten alta tasa de mutación. Con programas de predicción se predijeron y seleccionaron epítopos para células T CD8+ y T CD4+ de alta afinidad a los complejos principales de histocompatibilidad I y II (MHCI y II). Las regiones obtenidas fueron refinadas para mantener la mayor cobertura poblacional posible con epítopos antigénicos y que no contengan mutaciones de las variantes de interés y preocupación. La predicción de epítopos lineales para células B se realizó con 4 programas diferentes y se seleccionaron los sugeridos por 2 o más programas, que fueran antigénicos, tuvieran menos de 50% de residuos escondidos y que no contengan residuos en los que se hayan reportado mutaciones y sitios glicosilados. Las vacunas fueron diseñadas probando diferentes enlazadores y se mantuvieron los candidatos más antigénicos. Se adicionó el adyuvante PADRE, una etiqueta de histidinas, una señal de retención al retículo endoplásmico y un péptido señal. Las proteínas quiméricas se modelaron ab initio y posteriormente se refinaron. El factor general de calidad (ERRAT) y el porcentaje de residuos en regiones favorables de Ramachandran sirvieron para la selección y validación de los modelos tridimensionales. Se obtuvieron 4 diseños vacunales, cada uno basado en una proteína estructural. El diseño basado en la proteína S destacó por sobre los demás al obtener una cobertura poblacional completa con los epítopos utilizados. También, se incluyeron epítopos B lineales hacia regiones importantes de esta proteína como los dominios RBD y HR2. Para la proteína N se obtuvo una cobertura poblacional final casi completa para MHCI y >85% para MHCII. La proteína M tuvo una cobertura poblacional >80% con epítopos T CD8+, pero baja con epítopos T CD4+ (<60%). La proteína que tuvo menos cobertura poblacional para ambos MHC fue la proteína E, debido principalmente a su corta longitud. Las coberturas poblacionales finales se mantuvieron intactas en todos los casos al tomar en consideración las mutaciones de las nuevas variantes Ómicron (BA.2.12.2, BA.2.75, BQ.1 y XBB). Las propiedades fisicoquímicas y estructurales de los modelos tridimensionales sugirieron una buena calidad en las moléculas predichas para SARS2_E y SARS2_N y una calidad media para SARS2_M y SARS2_S. Los diseños multiepitópicos generados en esta investigación se predicen con una buena respuesta humoral y celular en la población mundial y tienen potencial de mantenerse vigentes ante el surgimiento de nuevas variantes del virus."