Qiangde Duan, Kuo Hao Lee, Rahul M Nandre, Carolina García, Jianhan Chen y Weiping Zhang
El desarrollo de vacunas a menudo se enfrenta al desafío de la heterogeneidad de la virulencia. Las bacterias Escherichia coli enterotoxigénica (ETEC) que producen factores de virulencia inmunológicamente heterogéneos son una de las principales causas de diarrea infantil y diarrea del viajero. Actualmente, no tenemos vacunas autorizadas contra las bacterias ETEC. Si bien los métodos convencionales continúan avanzando pero enfrentan desafíos, se exploran nuevos enfoques computacionales y basados en la estructura para acelerar el desarrollo de vacunas ETEC. En este estudio, aplicamos un concepto de vaccinología estructural para construir un antígeno de fusión multiepítopo basado en la estructura (MEFA) para transportar epítopos representativos de las siete adhesinas ETEC más importantes [CFA/I, CFA/II (CS1-CS3), CFA/IV (CS4-CS6)], simulamos la estructura antigénica del MEFA CFA/I/II/IV con modelado y simulación atomísticos computacionales, caracterizamos la inmunogenicidad en la inmunización de ratones y examinamos el potencial del diseño de vacunas basado en la estructura para el desarrollo de vacunas ETEC. Se expresó y extrajo eficazmente una proteína MEFA recombinante sin etiqueta (CFA/I/II/IV MEFA). Las simulaciones de dinámica molecular indicaron que este inmunógeno MEFA mantuvo una estructura secundaria estable y presentó epítopos en la superficie de la proteína. Los datos empíricos mostraron que los ratones inmunizados con CFA/I/II/IV MEFA sin etiqueta desarrollaron fuertes respuestas de anticuerpos específicos de antígeno, y los anticuerpos séricos de ratón inhibieron significativamente la adherencia in vitro de bacterias que expresaban estas siete adhesinas. Estos resultados revelaron la congruencia de la inmunogenicidad del antígeno entre la simulación computacional y la inmunización empírica del ratón e indicaron que esta CFA/I/II/IV MEFA sin etiqueta podría ser un antígeno para una vacuna contra ETEC ampliamente protectora, lo que sugiere una posible aplicación de la vaccinología estructural basada en MEFA para el diseño de vacunas contra ETEC y probablemente otros patógenos.