Цянде Дуань, Куо Хао Ли, Рахул М. Нандре, Каролина Гарсия, Цзяньхан Чен и Вэйпин Чжан
Разработка вакцин часто сталкивается с проблемой гетерогенности вирулентности. Энтеротоксигенные бактерии Escherichia coli (ETEC), продуцирующие иммунологически гетерогенные факторы вирулентности, являются основной причиной диареи у детей и диареи путешественников. В настоящее время у нас нет лицензированных вакцин против бактерий ETEC. В то время как традиционные методы продолжают развиваться, но сталкиваются с трудностями, изучаются новые вычислительные и структурные подходы для ускорения разработки вакцины ETEC. В этом исследовании мы применили концепцию структурной вакцинологии для построения структурно-ориентированного мультиэпитопного слитого антигена (MEFA) для переноса репрезентативных эпитопов семи наиболее важных адгезинов ETEC [CFA/I, CFA/II (CS1-CS3), CFA/IV (CS4-CS6)], смоделировали антигенную структуру MEFA CFA/I/II/IV с помощью вычислительного атомистического моделирования и имитации, охарактеризовали иммуногенность при иммунизации мышей и изучили потенциал разработки вакцины с учетом структуры для разработки вакцины ETEC. Рекомбинантный белок MEFA без тегов (CFA/I/II/IV MEFA) был эффективно экспрессирован и извлечен. Молекулярно-динамическое моделирование показало, что этот иммуноген MEFA сохранял стабильную вторичную структуру и представлял эпитопы на поверхности белка. Эмпирические данные показали, что мыши, иммунизированные CFA/I/II/IV MEFA без тегов, развивали сильные антигенспецифические реакции антител, а мышиные сывороточные антитела значительно ингибировали in vitro адгезию бактерий, экспрессирующих эти семь адгезинов. Эти результаты выявили соответствие иммуногенности антигена между компьютерным моделированием и эмпирической иммунизацией мышей и указали на то, что этот CFA/I/II/IV MEFA без тегов потенциально является антигеном для вакцины ETEC с широким защитным эффектом, что предполагает потенциальное применение структурной вакцинологии на основе MEFA для разработки вакцин против ETEC и, вероятно, других патогенов.