Desenvolvimento de vacina contra o patógeno emergente Serratia marcescens utilizando análises bioinformáticas de vacinologia reversa
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Data de Publicação: | 2022 |
Tipo de documento: | Trabalho de conclusão de curso |
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Título da fonte: | Repositório Institucional da UFSCAR |
Texto Completo: | https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/16746 |
Resumo: | Serratia marcescens is a nosocomial opportunistic gram-negative bacterium with intrinsic and acquired resistance to several antibiotic classes. Vaccines are an efficient, fast way to improve public health with a great cost-benefit. Reverse Vaccinology allows the identification of potential vaccine targets through computational analysis, reducing time and money spent in vaccine development. In this study, Reverse Vaccinology and Subtractive Proteomics were utilized to identify potential vaccine targets of 49 S. marcescens proteomes recovered from NCBI. Five proteins were conserved between strains and were associated with essential, resistance or virulence functions. Those proteins were present in the extracellular environment and were antigenic. A total of 7, 16 and 12 MHC-I, MHC-II and B cell epitopes, respectively, were identified from those 5 proteins. These epitopes were antigenic, immunogenic, conserved, hydrophilic, nontoxic, and non-allergenic. The MHC-I epitopes, 12 MHC-II epitopes and 12 B cell epitopes were conjugated among themselves and with adjuvants with the help of linkers, creating four vaccine constructs. The secondary and tertiary structure of the vaccine constructs were analyzed, along with their antigenicity, toxicity, allergenicity and hydropathicity. All the four models were docked Against TLR4-MD2 complex and the SMV4 model, which had the 50s ribosomal protein L7/L12 had the better binding affinity. The protein was in silico reverse-translated and was codon adapted to E. coli K12. The protein was also in silico cloned in the vector pET-28a (+). Although SMV4 is a promising vaccine candidate, further experimental validation is necessary to confirm its safety and efficacy. |
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Damas, Marcelo Silva FolhasPranchevicius, Maria Cristina da Silvahttp://lattes.cnpq.br/4772148921558977http://lattes.cnpq.br/8874029143065410f855cb8b-51d7-4139-80db-d89da134e0122022-09-29T19:26:30Z2022-09-29T19:26:30Z2022-09-02DAMAS, Marcelo Silva Folhas. Desenvolvimento de vacina contra o patógeno emergente Serratia marcescens utilizando análises bioinformáticas de vacinologia reversa. 2022. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Biotecnologia) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2022. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/16746.https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/16746Serratia marcescens is a nosocomial opportunistic gram-negative bacterium with intrinsic and acquired resistance to several antibiotic classes. Vaccines are an efficient, fast way to improve public health with a great cost-benefit. Reverse Vaccinology allows the identification of potential vaccine targets through computational analysis, reducing time and money spent in vaccine development. In this study, Reverse Vaccinology and Subtractive Proteomics were utilized to identify potential vaccine targets of 49 S. marcescens proteomes recovered from NCBI. Five proteins were conserved between strains and were associated with essential, resistance or virulence functions. Those proteins were present in the extracellular environment and were antigenic. A total of 7, 16 and 12 MHC-I, MHC-II and B cell epitopes, respectively, were identified from those 5 proteins. These epitopes were antigenic, immunogenic, conserved, hydrophilic, nontoxic, and non-allergenic. The MHC-I epitopes, 12 MHC-II epitopes and 12 B cell epitopes were conjugated among themselves and with adjuvants with the help of linkers, creating four vaccine constructs. The secondary and tertiary structure of the vaccine constructs were analyzed, along with their antigenicity, toxicity, allergenicity and hydropathicity. All the four models were docked Against TLR4-MD2 complex and the SMV4 model, which had the 50s ribosomal protein L7/L12 had the better binding affinity. The protein was in silico reverse-translated and was codon adapted to E. coli K12. The protein was also in silico cloned in the vector pET-28a (+). Although SMV4 is a promising vaccine candidate, further experimental validation is necessary to confirm its safety and efficacy.Reverse vaccinologySerratia marcescens é uma bactéria gram-negativa patogênica nosocomial oportunista com resistência intrínseca e adquirida a diversas classes de antibióticos. Vacinas são um meio eficiente, rápido e com o melhor custo-benefício para proteger de uma variedade de doenças graves e de suas complicações. A abordagem de Vacinologia Reversa permite a identificação de potenciais alvos de vacina através de análises computacionais, reduzindo o tempo e dinheiro gastos em relação às abordagens tradicionais. Neste estudo, a abordagem de vacinologia reversa e subtração proteômica foi realizada contra 49 proteomas de S. marcescens depositados no NCBI para a identificação de potenciais alvos de vacina. Um total de 5 proteínas eram conservadas entre as cepas, tinham perfil de essencialidade, resistência ou virulência e se encontravam na porção extracelular da bactéria, além de serem antigênicas. Destas proteínas, foram identificados 7, 16 e 12 epítopos de MHC-I, MHC-II e células B, respectivamente, considerados antigênicos, imunogênicos, conservados, hidrofílicos, não tóxicos e não alergênicos. Esses epítopos de MHC-I, MHC-II e de células B foram selecionados e ligados através de linkers entre si e com adjuvantes, compondo 4 modelos de vacina, denominados SMV1, SMV2, SMV3 e SMV4. A estrutura secundária e terciária dos modelos de vacina foram analisadas, assim como sua antigenicidade, toxicidade, alergenicidade e hidrofilicidade. Os modelos foram dockados com o complexo TLR4-MD2. O modelo SMV4, que possuía o adjuvante de proteína ribossomal 50s L7/L12 apresentou a melhor afinidade de ligação. Em seguida, a vacina SMV4 foi analisada para a identificação de epítopos conformacionais de linfócitos B e utilizada em duas simulações: uma simulação molecular de dinâmica e uma simulação imune. Análises in silico de tradução reversa, adaptação de códons e clonagem através do vetor pET-28a (+) foram realizadas, e a construção mostrou-se estável para futuras análises de expressão em E. coli K12. Embora, a vacina SMV4 se mostra como um candidato promissor, mais estudos laboratoriais para definir sua real segurança e eficácia são necessários.Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)2018/24213-7porUniversidade Federal de São CarlosCâmpus São CarlosBiotecnologia - BiotecUFSCarAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessSerratia marcescensVacinologia reversaResistência antimicrobianaAntimicrobial resistanceCIENCIAS BIOLOGICAS::IMUNOLOGIA::IMUNOLOGIA APLICADADesenvolvimento de vacina contra o patógeno emergente Serratia marcescens utilizando análises bioinformáticas de vacinologia reversaVaccine design against emerging pathogen Serratia marcescens utilizing reverse vaccinology and bioinformatics analysisinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/bachelorThesis600600e3562ea5-a37d-4363-86a4-8b169b388e13reponame:Repositório Institucional da UFSCARinstname:Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)instacron:UFSCARCC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-8811https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/16746/2/license_rdfe39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34MD52ORIGINALTCC Desenvolvimento de vacina contra o patógeno emergente Serratia marcescens utilizando análises bioinformáticas de vacinologia reversa.pdfTCC Desenvolvimento de vacina contra o patógeno emergente Serratia marcescens utilizando análises bioinformáticas de vacinologia reversa.pdfapplication/pdf8598072https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/16746/1/TCC%20Desenvolvimento%20de%20vacina%20contra%20o%20pato%cc%81geno%20emergente%20Serratia%20marcescens%20utilizando%20ana%cc%81lises%20bioinforma%cc%81ticas%20de%20vacinologia%20reversa.pdf3adc32e292c10c2729bd08cb4bada8e1MD51TEXTTCC Desenvolvimento de vacina contra o patógeno emergente Serratia marcescens utilizando análises bioinformáticas de vacinologia reversa.pdf.txtTCC Desenvolvimento de vacina contra o patógeno emergente Serratia marcescens utilizando análises bioinformáticas de vacinologia reversa.pdf.txtExtracted texttext/plain118566https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/16746/3/TCC%20Desenvolvimento%20de%20vacina%20contra%20o%20pato%cc%81geno%20emergente%20Serratia%20marcescens%20utilizando%20ana%cc%81lises%20bioinforma%cc%81ticas%20de%20vacinologia%20reversa.pdf.txt0d93341d75f1961a1cb1bc54ce038b48MD53THUMBNAILTCC Desenvolvimento de vacina contra o patógeno emergente Serratia marcescens utilizando análises bioinformáticas de vacinologia reversa.pdf.jpgTCC Desenvolvimento de vacina contra o patógeno emergente Serratia marcescens utilizando análises bioinformáticas de vacinologia reversa.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg6057https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/16746/4/TCC%20Desenvolvimento%20de%20vacina%20contra%20o%20pato%cc%81geno%20emergente%20Serratia%20marcescens%20utilizando%20ana%cc%81lises%20bioinforma%cc%81ticas%20de%20vacinologia%20reversa.pdf.jpg5046a102dea726d477e224117e68ea0dMD54ufscar/167462023-09-18 18:32:30.218oai:repositorio.ufscar.br:ufscar/16746Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufscar.br/oai/requestopendoar:43222023-09-18T18:32:30Repositório Institucional da UFSCAR - Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)false |
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