fa معرفی یک واکسن چند اپی‌توپی کارآمد در برابر سویه‌های مختلف SARS-CoV-2: واکسینولوژی معکوس بیوانفورماتیک Bioinformatics پژوهشي اصیل Original Article <div style="text-align: justify;"><span style="line-height:2;"><span style="font-size:12px;"><span style="font-family:Tahoma;"><span style="color:#000000;"><span style="direction:rtl"><span style="unicode-bidi:embed"><b><span lang="AR-SA">مقدمه:</span></b><span lang="AR-SA"> در سال‌های اخیر، </span><span dir="LTR">COVID-19</span><span lang="AR-SA"> به عنوان تهدیدی در زمینه‌ سلامت شناخته شده است. با وجود واکسیناسیون هنوز هم افراد به این بیماری مبتلا می‌شوند چراکه واریانت‌های به‌روزتر دارای جهش‌هایی در ژنوم خود هستند که در اتصال به گیرنده‌های میزبان و فرار از پاسخ‌های سیستم ایمنی نقش دارند. از این رو مهم‌ترین هدف این مطالعه معرفی یک واکسن سریع و کاربردی به کمک ابزارهای بیوانفورماتیکی برای مقابله با این جهش‌های متنوع در سویه‌های مختلف </span><span dir="LTR">SARS-CoV-2</span> <span lang="AR-SA">است.</span></span></span><br> <span style="direction:rtl"><span style="unicode-bidi:embed"><b><span lang="AR-SA">روش:</span></b> <span lang="FA">به‌منظور نقشه‌برداری اپی‌توپ‌ها، پروتئین‌ اسپایک 32 واریانت مختلف بازیابی شد. سپس از (</span><span dir="LTR">Immune</span> <span dir="LTR">Epitope</span> <span dir="LTR">Database</span><span lang="FA">)</span> <span dir="LTR">IEDB</span><span lang="FA">،</span><span lang="FA">‌</span><span dir="LTR">NetCTL</span><span dir="LTR">‌ </span>&nbsp;<span lang="FA">و </span><span dir="LTR">NetMHCIIpan</span> <span lang="FA">برای پیش‌بینی اپی‌توپ‌های سلول </span><span dir="LTR">T</span> <span lang="FA">و </span><span dir="LTR">B</span> <span lang="FA">استفاده شد. واکسن مبتنی ‌بر اپی‌توپ‌های حفاظت‌شده از نظر آنتی‌ژنی، حساسیت‌زایی، سمیت، حلالیت، خواص فیزیکوشیمیایی، پوشش جمعیتی و ساختار ثانویه‌‌ با سرورهای مربوطه بررسی شدند. مدل‌سازی به کمک </span><span dir="LTR">Robetta‌</span> <span lang="FA">و داکینگ با گیرنده‌ شبه (</span><span dir="LTR">TLR3</span><span lang="FA">) </span><span dir="LTR">Toll</span> <span lang="FA">، به ترتیب با استفاده از </span><span dir="LTR">Cluspro</span><span lang="FA">، </span><span dir="LTR">PatchDock</span> <span lang="FA">و </span><span dir="LTR">FireDock</span> <span lang="FA">انجام شد.</span></span></span><br> <span style="direction:rtl"><span style="unicode-bidi:embed"><b><span lang="AR-SA">نتایج:</span></b> <span lang="FA">پس از ارزیابی‌های دقیق، تمامی نتایج کیفیت مطلوب واکسن را تأیید‌ کردند. طبق بررسی‌های بیشتر این ساختار مشابه پروتئین بومی است و برهمکنشی پایدار و قوی بین واکسن و گیرنده وجود دارد. براساس شبیه‌سازی دینامیک مولکولی فشردگی ساختاری و پایداری در اتصال نیز مشاهد شد. علاوه بر این، شبیه‌سازی ایمنی نشان داد که واکسن می‌تواند پاسخ‌های ایمنی مشابه با شرایط واقعی را تحریک نماید. در نهایت، بهینه‌سازی کدون و شبیه‌سازی </span><span dir="LTR">in silico</span><span lang="FA"> بیان کارآمد در‌ </span><span dir="LTR">Escherichia coli</span><i> </i><span lang="FA">را تأیید کرد.</span><span dir="LTR" style="font-size:12.0pt"></span></span></span><br> <span style="direction:rtl"><span style="unicode-bidi:embed"><b><span lang="AR-SA">نتیجه‌گیری:</span></b> <span lang="FA">براساس نتایج به دست آمده واکسن‌ چند اپی‌توپی طراحی شده می‌تواند به عنوان یک کاندیدای پیشگیری کننده در برابر </span><span dir="LTR">SARS-CoV-2</span> <span lang="FA">عمل نماید.</span><span dir="LTR" style="font-size:12.0pt"></span></span></span></span></span></span><br> &nbsp;</span></div> <div style="text-align: justify;"><span style="line-height:2;"><span style="font-family:Tahoma;"><span style="font-size:12px;"><span style="color:#000000;"><b>Introduction:</b> In recent years, COVID-19 has been recognized as a health threat. Despite vaccination, people still get the disease because the new variants have mutations in their genomes that allow them to bind to host receptors and evade the immune system&rsquo;s responses. Therefore, the main aim of this study was to use bioinformatics tools to introduce a rapid and practical vaccine to fight against these diverse mutations in different SARS-CoV-2 strains.<br> <b>Method:</b> To epitopes mapping, 32 different spike protein variants were retrieved. We then used the Immune Epitope Database (IEDB), NetCTL, and NetMHCIIpan to predict T and B cell epitopes. The vaccine based on protected epitopes was evaluated in terms of antigenicity, allergenicity, toxicity, solubility, physicochemical properties, population coverage, and secondary structure with relevant servers. Modeling using Robetta and docking with Toll-like receptor (TLR3) were performed using Cluspro, PatchDock, and FireDock, respectively.<br> <b>Results:</b> After detailed evaluations, all the results confirmed the optimal quality of the vaccine. According to further investigations, this structure is similar to native proteins and there is a stable and strong interaction between the vaccine and the receptor. Based on molecular dynamics simulation, structural compactness and stability in binding were also observed. In addition, the immune simulation showed that the vaccine can stimulate immune responses similar to real conditions. Finally, codon optimization and in silico cloning confirmed efficient expression in <i>Escherichia coli</i>.<br> <b>Conclusion:</b> Based on the obtained results, the designed multi-epitope vaccine can serve as a prophylactic candidate against SARS-CoV-2.</span></span></span></span></div> شبیه‌سازی دینامیکی, ایمونوانفورماتیک, شبیه‌سازی ایمنی, داکینگ مولکولی, واکسن چند اپی‌توپی Dynamic Simulation, Immunoinformatics, Immune Simulation, Molecular Docking, Multi-epitope Vaccine 269 293 http://jhbmi.ir/browse.php?a_code=A-10-1027-1&slc_lang=fa&sid=1 Javad Sarvmeili جواد سرومیلی javadsarvmeili@yahoo.com 10031947532846009596 10031947532846009596 No PhD Student in Agricultural Biotechnology, Department of Plant Breeding and Biotechnology, Faculty of Agriculture, University of Tabriz, Tabriz, Iran دانشجوی دکتری بیوتکنولوژی کشاورزی، گروه به‌نژادی و بیوتکنولوژی گیاهی، دانشکده‌ کشاورزی، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران Bahram Baghban Kohnehrouz بهرام باغبان کهنه روز bahramrouz@yahoo.com 10031947532846009597 10031947532846009597 Yes PhD in Molecular Biology and Biotechnology, Associate Professor, Department of Plant Breeding and Biotechnology, Faculty of Agriculture, University of Tabriz, Tabriz, Iran دکتری بیولوژی مولکولی و بیوتکنولوژی، دانشیار، گروه به نژادی و بیوتکنولوژی گیاهی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران Ashraf Gholizadeh اشرف قلی زاده aghz_bioch@yahoo.co.in 10031947532846009598 10031947532846009598 No PhD in Biochmistry, Full Professor, Faculty of Natural Sciences and Research Center for Biosciences and Biotechnology (RCBB), University of Tabriz, Tabriz, Iran دکتری بیوشیمی، استاد، دانشکده علوم طبیعی و مرکز تحقیقات علوم و فناوری زیستی، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران Hamideh Ofoghi حمیده افقی ofoghi@irost.ir 10031947532846009599 10031947532846009599 No PhD in Biotechnology, Associate Professor, Department of Biotechnology, Iranian Research Organization for Science and Technology, Tehran, Iran دکتری بیوتکنولوژی، دانشیار، گروه بیوتکنولوژی، سازمان پژوهش‌های علمی و صنعتی ایران، تهران، ایران Dariush Shanehbandi داریوش شانه بندی dariush_shanehbandi@yahoo.com 10031947532846009600 10031947532846009600 No PhD in Immunology, Assistant Professor, Department of Immunology, Immunology Research Center, Tabriz University of Medical Sciences, Tabriz, Iran دکتری ایمونولوژی، استادیار گروه ایمونولوژی، مرکز تحقیقات ایمونولوژی، دانشگاه علوم پزشکی تبریز، تبریز، ایران