計算科学的手法を用いた動物性トリパノソーマ症に対するエピトープベースのワクチンアンサンブルの設計

Design of an Epitope-Based Vaccine Ensemble for Animal Trypanosomiasis by Computational Methods.

• Lucas Michel-Todó
• Pascal Bigey
• Pedro A Reche
• María-Jesus Pinazo
• Joaquim Gascón
• Julio Alonso-Padilla

抄録

アフリカ動物トリパノソーマ症は、トリパノソーマ属に属する寄生虫が媒介することで発症し、アフリカ、アメリカ、アジアで優勢である。それらに共通している細胞外生活様式およびベクターが流行している地域で巨大な経済的損失を引き起こす家畜の熱帯性があります。この感染症を治療するための認可された薬剤がありますが、治療へのアドヒアランスは悪く、抵抗性の出現が一般的です。したがって、予防ワクチンの利用可能性は、この病気の管理と制御のための大きな突破口となるでしょう。ワクチン開発のための最適な抗原の選択は、特に限られた資源を考慮すると、ボトルネックとなるステップである。ここでは、寄生虫の生物学的複雑性に対抗するために、複数の抗原からの複数のエピトープに基づいたワクチン戦略を提案します。エピトープは、配列保存基準、抗原のアノテーションと細胞内局在性、抗原提示分子への高い結合親和性、牛や他の繁殖種におけるタンパク質との交差反応性の欠如などを考慮して、コンピュータ支援によるゲノムワイドなスクリーニングによって同定した。最終的には、アフリカ動物トリパノソーマ症の原因となっている4種のトリパノソーマに対する遺伝的アンサンブルワクチンの設計のために、30の異なる抗原から31のB細胞、8のCD4 T細胞、15のCD8 T細胞エピトープ配列を提供する。

African animal trypanosomiasis is caused by vector-transmitted parasites of the genus . and are predominant in Africa; and in America and Asia. They have in common an extracellular lifestyle and livestock tropism, which provokes huge economic losses in regions where vectors are endemic. There are licensed drugs to treat the infections, but adherence to treatment is poor and appearance of resistances common. Therefore, the availability of a prophylactic vaccine would represent a major breakthrough towards the management and control of the disease. Selection of the most appropriate antigens for its development is a bottleneck step, especially considering the limited resources allocated. Herein we propose a vaccine strategy based on multiple epitopes from multiple antigens to counteract the parasites´ biological complexity. Epitopes were identified by computer-assisted genome-wide screenings, considering sequence conservation criteria, antigens annotation and sub-cellular localization, high binding affinity to antigen presenting molecules, and lack of cross-reactivity to proteins in cattle and other breeding species. We ultimately provide 31 B-cell, 8 CD4 T-cell, and 15 CD8 T-cell epitope sequences from 30 distinct antigens for the prospective design of a genetic ensemble vaccine against the four trypanosome species responsible for African animal trypanosomiasis.