Evaluación in silico y citotoxicidad de péptidos vs. el Virus Sincicial Respiratorio y diseño de una proteína antigénica multiepítopo vs. SARS-CoV-2.

Abstract

"Las enfermedades respiratorias causadas por virus, como el Sincicial Respiratorio (VSR) y el SARS-CoV-2, son las principales responsables de la mortalidad en niños menores de 3 años y en adultos con comorbilidades. El objetivo del presente trabajo fue analizar el potencial inhibitorio in silico, de dos péptidos (HRA y PK-2) contra la proteína de fusión F del VSR, mediante ensayos de acoplamiento molecular. Nuestro grupo de trabajo demostró previamente que el péptido HRA diseñado contra la proteína de fusión del metapneumovirus humano funcionó frente a otros virus, y contábamos con el péptido PK-2 diseñado vs. el tallo de la proteína S de SARS-CoV-2, por lo que se probaron contra la entrada del virus VSR a células HEp-2. Se analizaron los acoplamientos moleculares usando el software Discovery Studio para encontrar los aminoácidos que interaccionaban entre la unión péptido-proteína. Posteriormente, se analizó la citotoxicidad por medio de ensayos de MTT de los péptidos a distintas concentraciones, en la línea celular HEp-2. Por otra parte, se analizaron las secuencias de las distintas variantes de preocupación y de interés del SARS-CoV-2, en busca de regiones conservadas que al mismo tiempo tuvieran potencial inmunogénico, realizando los análisis en herramientas como MEGA y en servidores como BepiPred 2.0, con lo que se diseñó la proteína quimérica que contuviera los epítopos seleccionados unidos por espaciadores de glicina y prolina que permitieran la presentación individual de cada epítopo al complejo mayor de histocompatibilidad. También se agregó una región de balance de la respuesta inmune Th1/Th2 y un péptido potenciador de la respuesta inmunológica en tándem. Se obtuvieron resultados prometedores in silico en cuanto al potencial inhibitorio de los péptidos al encontrar fuertes uniones entre ellos y las distintas conformaciones de la proteína de fusión F de VSR, y también se vio que los péptidos no causan citotoxicidad en ninguna de las concentraciones probadas en células HEp-2. En cuando a la proteína quimérica multiepítopo, se encontraron varios sitios conservados putativamente antigénicos, y se obtuvo una proteína de un total de 385 aminoácidos, la cual está en proceso de ser expresada y purificada para probarla en ensayos de inmunización en ratones.2

"Respiratory diseases caused by viruses such as Respiratory Syncytial Virus (RSV) and SARS-CoV-2, are the leading cause of mortality in children under 3 years old and adults with comorbidities. The aim of this study was to perform the inhibitory potential analysis in silico, of two designed peptides (HRA y PK-2), against the F fusion protein of RSV through molecular docking assays. Our research group previously demonstrated that HRA peptide designed against the Metapneumovirus fusion protein, worked vs. other viruses, and we also had the PK-2 peptide, designed against the S protein of SARS-CoV-2, then we tested against the RSV entry into HEp-2 cells. The individual molecular docking assays were performed in Discovery Studio software to find the amino acids that interacted between peptide-protein binding. Subsequently, peptide cytotoxicity was analyzed at different concentrations in the HEp-2 cell line using MTT assays. On the other hand, sequences of different variants of concern and interest of SARS CoV-2 were analyzed, in search of conserved regions that also had immunogenic potential, conducting the analysis in tools such as MEGA and servers such as BepiPred 2.0, designing the chimeric protein to containing the selected epitopes linked by glycine and proline linkers, which allowed for the individual presentation of each epitope to the major histocompatibility complex. Also was added a Th1/Th2 immunogenic balance region and an enhancer peptide of the immune response in tandem. Promising results were obtained in silico analysis regarding the inhibitory potential of the peptides by finding strong bindings between them and the different conformations of the RSV F fusion protein. Also, it was found that the peptides did not cause cytotoxicity at any of the tested concentrations in HEp-2 cells. Regarding the multi-epitope chimeric protein, several putatively antigenic conserved sites were found, resulting in a total of 385 amino acid protein which is in process of expression and purification to be tested in mice immunization assays."