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Uma nova abordagem para o desenvolvimento de vacinas

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"Querida, encolhi o livro de receitas" - Nova abordagem para o desenvolvimento de vacinas

Princípio funcional da ferramenta HOGVAX. Crédito: HHU/Sara Schulte

O desenvolvimento de vacinas visa proteger o maior número possível de pessoas contra infecções. Pequenos fragmentos de proteínas de patógenos, os chamados epítopos, são vistos como uma nova abordagem promissora para o desenvolvimento de vacinas.

No diário Sistemas Celulares, bioinformáticos da Universidade Heinrich Heine Düsseldorf (HHU) apresentam agora um método para identificar os epítopos que prometem imunização segura no mais amplo grupo populacional possível. Eles também calcularam vacinas candidatas contra o coronavírus SARS-CoV-2 usando sua ferramenta HOGVAX.

Durante a pandemia do coronavírus, as chamadas vacinas mRNA revelaram-se particularmente bem-sucedidas e flexíveis. Estas vacinas têm como alvo as chamadas proteínas spike – estruturas características na superfície do vírus. O mRNA contém a sequência da proteína spike, que é produzida no corpo após a vacinação e depois treina o sistema imunológico humano.

“Epítopos” – fragmentos curtos de proteínas patogênicas que são capazes de desencadear uma resposta imune – são vistos como um método alternativo ao mRNA e uma abordagem promissora para obter respostas imunes direcionadas de forma rápida, econômica e segura.

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Cada pessoa tem um sistema imunológico único: dependendo do seu histórico de infecção, ela é treinada para manusear e reagir a diferentes proteínas. “Este é um problema fundamental das vacinas baseadas em epítopos”, explica o professor Dr. Gunnar Klau, titular da Cátedra de Bioinformática Algorítmica do HHU. Ele considerou uma nova abordagem para o desenvolvimento de tais vacinas com seu doutorado. a estudante Sara Schulte e o professor Dr. Alexander Dilthey do Instituto de Microbiologia Médica e Higiene Hospitalar.

O professor Klau compara o problema com um chef que precisa criar um novo prato para um grande evento: “Alguns convidados têm alergias, enquanto outros não gostam de certos ingredientes, então o chef precisa selecionar ingredientes que o maior número possível de convidados possa coma e desfrute.”

"Querida, encolhi o livro de receitas" - Nova abordagem para o desenvolvimento de vacinas

Com a ferramenta HOGVAX, os chamados epítopos – pequenos fragmentos de proteínas de um patógeno que desencadeiam uma resposta imunológica – podem ser combinados para criar novas vacinas. O objectivo é maximizar a cobertura populacional. Crédito: HHU/Sara Schulte

Traduzido para o desenvolvimento de vacinas, isto significa que estão à procura de epítopos que desencadeiem uma boa resposta imunitária no maior número de pessoas possível. Isto é necessário porque é impossível empacotar um número ilimitado de fragmentos de proteínas numa vacina, de modo que os vários sistemas imunitários possam procurar as sequências adequadas para eles – o meio transportador simplesmente não tem capacidade suficiente.

A equipe de três pesquisadores adotou uma abordagem especial com sua ferramenta de bioinformática “HOGVAX”.

Sara Schulte diz: “Em vez de encadear os epítopos da vacina de ponta a ponta, usamos sequências idênticas no início e no final dos epítopos para que possamos sobrepô-los. A seção idêntica, conhecida como ‘sobreposição’, é portanto, representado apenas uma vez na vacina, o que nos permite economizar uma enorme quantidade de espaço”. Isto, por sua vez, permite que muitos mais epítopos sejam incluídos numa vacina.

Para gerenciar eficientemente os epítopos e suas sobreposições mais longas, os pesquisadores usam uma estrutura de dados conhecida como “gráfico de sobreposição hierárquica” (HOG).

Klau diz: “Para continuar com a analogia culinária: HOG corresponde a um livro de receitas comprimido ou encolhido, a partir do qual o chef pode agora selecionar as receitas adequadas para todos os convidados.”

O professor Dilthey diz: “Como teste, aplicamos o HOGVAX aos dados do vírus SARS-CoV-2 e fomos capazes de integrar significativamente mais epítopos do que outras ferramentas. De acordo com nossos cálculos, seríamos capazes de alcançar – e imunizar —mais de 98% da população mundial.”

Sara Schulte diz: “No futuro, trabalharemos na adaptação do HOGVAX para uso na terapia do câncer. O objetivo aqui é desenvolver agentes projetados especificamente para pacientes individuais que atacam as células tumorais de maneira direcionada”.

Mais Informações:
Sara C. Schulte et al, HOGVAX: Explorando sobreposições de epitopos para maximizar a cobertura populacional no projeto de vacinas com aplicação ao SARS-CoV-2, Sistemas Celulares (2023). DOI: 10.1016/j.cels.2023.11.001

Fornecido pela Universidade Heinrich-Heine de Düsseldorf

Citação: Explorando sobreposições de epítopos: uma nova abordagem para o desenvolvimento de vacinas (2023, 20 de dezembro) recuperado em 20 de dezembro de 2023 em https://medicalxpress.com/news/2023-12-exploiting-epitope-overlaps-approach-vaccine.html

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