Journal of Rafsanjan University of Medical Sciences

fa طراحی ایمونوانفورماتیکی کاندید واکسن چند اپی‌توپی علیه ویروس آبله میمون از پروتئین پوکسین-شلافن Immunoinformatics Design of a Multi-Epitope Vaccine Candidate via Poxin-Schlafen Protein of Monkeypox Virus ايمونولوژي ايمونولوژي پژوهشي Research زمینه و هدف: ویروس آبله میمون، از خانواده Poxviridae، ویروسی با DNA دو رشته‌ای و عامل ایجاد آبله میمون در انسان است. ویروس‌های آبله یک نوکلئاز غیرمعمول به‌نام پوکسین دارند که دی‌نوکلئوتید حلقوی '3-'2-cGAMP به‌عنوان پیام‌رسان ثانویه مهم در مسیر سیگنال‌دهی cGAS-STING (Cyclic GMP-AMP Synthase-Stimulator of Interferon Genes) را می‌شکافد. با وجود داروها و واکسن‌های مختلف برای عفونت‌های ویروس‌های ارتوپاکس، شیوع آبله میمون نگرانی‌های جهانی را برانگیخته است. در مطالعه حاضر، پروتئین پوکسین-شلافن ویروس آبله میمون به‌عنوان هدف بالقوه برای ایجاد کاندید واکسن چند اپی‌توپی استفاده شد. مواد و روش‌ها: این تحقیق به‌صورت تحلیل داده‌های بیوانفورماتیکی انجام شد. اپی‌توپ‌های انتخاب شده از نظر حساسیت‌زایی، غیرسمی بودن و ظرفیت تحریک پاسخ سلول‌های T و B ارزیابی شدند. پس از ارزیابی برهم‌کنش بین واکسن و گیرنده شبه‌تول-4 (Toll-like receptor-4; TLR-4) توسط Cluspro، مجموعه داکینگ با استفاده از شبیه‌سازی‌های دینامیک مولکولی و ایمنی تأیید شد. یافته‌ها: کاندید واکسن طراحی‌شده بسیار آنتی‌ژنیک، غیرحساسیت‌زا، دارای خواص فیزیکوشیمیایی قابل قبول با قابلیت بیان به‌صورت محلول بود. ساختار سه‌بعدی واکسن و برهم‌کنش بالقوه آن با گیرنده TLR-4 تأیید شد. شبیه‌سازی دینامیک مولکولی پایداری مجموعه واکسن-TLR4 را تأیید کرد. طبق نتایج شبیه‌سازی ایمنی کاندید واکسن قادر به ایجاد پاسخ‌های ایمنی محافظتی در بدن انسان بود. نتیجه‌گیری: در مطالعه حاضر، مؤثرترین اپی‌توپ‌ها از پروتئین پوکسین-شلافن ویروس آبله میمون انتخاب شدند. نتایج این مطالعه تأثیر بالقوه کاندید واکسن در تحریک پاسخ‌های ایمنی را نشان داد. مطالعه حاضر می‌تواند نقطه عطفی در توسعه واکسن بر‌علیه ویروس آبله میمون باشد. با این‌حال، مطالعات in vitro و in vivo بیشتری نیاز است. <v:roundrect arcsize="0" id="Rounded_x0020_Rectangle_x0020_9" o:gfxdata="UEsDBBQABgAIAAAAIQC75UiUBQEAAB4CAAATAAAAW0NvbnRlbnRfVHlwZXNdLnhtbKSRvU7DMBSF dyTewfKKEqcMCKEmHfgZgaE8wMW+SSwc27JvS/v23KTJgkoXFsu+P+c7Ol5vDoMTe0zZBl/LVVlJ gV4HY31Xy4/tS3EvRSbwBlzwWMsjZrlprq/W22PELHjb51r2RPFBqax7HCCXIaLnThvSAMTP1KkI +gs6VLdVdad08ISeCho1ZLN+whZ2jsTzgcsnJwldluLxNDiyagkxOquB2Knae/OLUsyEkjenmdzb mG/YhlRnCWPnb8C898bRJGtQvEOiVxjYhtLOxs8AySiT4JuDystlVV4WPeM6tK3VaILeDZxIOSsu ti/jidNGNZ3/J08yC1dNv9v8AAAA//8DAFBLAwQUAAYACAAAACEArTA/8cEAAAAyAQAACwAAAF9y ZWxzLy5yZWxzhI/NCsIwEITvgu8Q9m7TehCRpr2I4FX0AdZk2wbbJGTj39ubi6AgeJtl2G9m6vYx jeJGka13CqqiBEFOe2Ndr+B03C3WIDihMzh6RwqexNA281l9oBFTfuLBBhaZ4ljBkFLYSMl6oAm5 8IFcdjofJ0z5jL0MqC/Yk1yW5UrGTwY0X0yxNwri3lQgjs+Qk/+zfddZTVuvrxO59CNCmoj3vCwj MfaUFOjRhrPHaN4Wv0VV5OYgm1p+LW1eAAAA//8DAFBLAwQUAAYACAAAACEAuXzi3GMCAABIBQAA HwAAAGNsaXBib2FyZC9kcmF3aW5ncy9kcmF3aW5nMS54bWysVNty0zAQfWeGf9DovXWcxrTx1OmU 0HSYKZBJ6AdsLPkCsmQk2XH4elay07iF6QPgl+xGu0dnz57R9U1XCdJybUolExqeTyjhMlWslHlC H7+uzq4oMRYkA6EkT+iBG3qzePvmGuJcQ12UKUEEaWJIaGFtHQeBSQtegTlXNZd4lildgcVU5wHT sEfkSgTTyeRdUEEp6eIE9QEskEaXfwElVPqdsyXIFgxCijQe/zNwFOm/I0Ms23tdb+u1dszTz+1a k5IlFJWTUKFENBgOhjJMgxdd+Qmgy3Tl6lWWkS6h83A2myDUIaGXV+FsPot6ON5ZkuJ5NL8Io4uI khQrosswwuL+vuLL6whpcfc6BpLsyWAwImhqR0+2v088P068UY1knJENT9EqueBk/iTCsc3UD7gi Q6RaFljDb7VW+4IDM2g7V423oph9udfr1IkK7/afFENxobHKW+b/6PY0M8S1Nvaeq4q4IKHazeQG 8rdB+2Cs0yFnw5aBfaMkqwT6vgVB/BYQbSjE6IjnuowSJVuVQvhE57ul0ATbErry3zD/szIhyR79 EE0jz+DZmRlDTPz3Jwg/g3eHE/pOMh9bKEUfI0shvfJmsLPttn7dtnuv2MGx3eEv6q8VaoK+xKcC g0Lpn5Ts8QFIqPnRgOaUiI8SV+n9S4n1ySy6nGKPHp/sxicgU4RKqKWkD5cWM2xpal3mBd4U+uGl usW9Z6XtfdJzcuyEsVt7ENwP5plzydagYYOcBfosoVyePW4HdbACZz4N1xi+rd2Se9x+eqxwng9e vCG+dXjz3EM1zhe/AAAA//8DAFBLAwQUAAYACAAAACEAtjsEIlQGAAALGgAAGgAAAGNsaXBib2Fy ZC90aGVtZS90aGVtZTEueG1s7FlLbxs3EL4X6H9Y7L2x3oqNyIGtR9zGToJISZEjpaV2GXOXC5Ky o1uRHAsUKJoWPTRAbz0UbQMkQC/pr3Gbok2B/IUOuQ+RElU7RgoYQSzA2J39Zjicmf2G5F65+iCm 3hHmgrCk41cvVXwPJxMWkCTs+HdGg48u+56QKAkQZQnu+HMs/KvbH35wBW1NKEnHDPFgFOEYe2Ao EVuo40dSplsbG2ICYiQusRQn8GzKeIwk3PJwI+DoGAaI6UatUmltxIgk/jZYlMpQn8K/RAolmFA+ VGawl6AYRr85nZIJ1tjgsKoQYi66lHtHiHZ8sBmw4xF+IH2PIiHhQcev6D9/Y/vKBtrKlahco2vo DfRfrpcrBIc1PSYPx+WgjUaz0dop7WsAlau4frvf6rdKexqAJhOYaeaLabO5u7nba+ZYA5RdOmz3 2r161cIb9usrPu801c/Ca1Bmv7GCHwy6EEULr0EZvrmCbzTatW7DwmtQhm+t4NuVnV6jbeE1KKIk OVxBV5qtereYbQmZMrrnhG82G4N2LTe+QEE1lNWlhpiyRK6rtRjdZ3wAAAWkSJLEk/MUT9EEarKL KBlz4u2TMILCS1HCBIgrtcqgUof/6tfQVzoiaAsjQ1v5BZ6IFZHyxxMTTlLZ8T8Bq74Bef3ip9cv nnknD5+fPPz15NGjk4e/ZIYsrT2UhKbWqx++/OfJZ97fz75/9fhrN16Y+D9+/vz3375yA2GmixC8 /Obpn8+fvvz2i79+fOyA73A0NuEjEmPh3cDH3m0Ww8R0CGzP8Zi/mcYoQsTU2ElCgRKkRnHY78vI Qt+YI4ocuF1sR/AuB4pxAa/N7lsODyM+k8Rh8XoUW8ADxugu484oXFdjGWEezZLQPTifmbjbCB25 xu6ixMpvf5YCtxKXyW6ELTdvUZRIFOIES089Y4cYO2Z3jxArrgdkwplgU+ndI94uIs6QjMjYqqaF 0h6JIS9zl4OQbys2B3e9XUZds+7hIxsJbwWiDudHmFphvIZmEsUukyMUUzPg+0hGLieHcz4xcX0h IdMhpszrB1gIl85NDvM1kn4d6MWd9gM6j20kl+TQZXMfMWYie+ywG6E4dWGHJIlM7MfiEEoUebeY dMEPmP2GqHvIA0rWpvsuwVa6T2eDO8CspkuLAlFPZtyRy2uYWfU7nNMpwppqgPgtPo9Jciq5L9F6 8/+ldSDSl989cczqohL6DifON2pvicbX4ZbJu8t4QC4+d/fQLLmF4XVZbWDvqfs9dfvvPHWve5/f PmEvOBroWy0Vs6W6XrjHa9ftU0LpUM4p3hd66S6gMwUDECo9vT/F5T4ujeBSvckwgIULOdI6Hmfy UyKjYYRSWN9XfWUkFLnpUHgpE7Ds12KnbYWns/iABdl2tVpVW9OMPASSC3mlWcphqyEzdKu92IKV 5rW3od4qFw4o3TdxwhjMdqLucKJdCFWQ9MYcguZwQs/srXix6fDisjJfpGrFC3CtzAosnTxYcHX8 ZgNUQAl2VIjiQOUpS3WRXZ3Mt5npdcG0KgDWEUUFLDK9qXxdOz01u6zUzpBpywmj3GwndGR0DxMR CnBenUp6FjfeNNebi5Ra7qlQ6PGgtBZutC//lxfnzTXoLXMDTUymoIl33PFb9SaUzASlHX8K2364 jFOoHaGWvIiGcGA2kTx74c/DLCkXsodElAVck07GBjGRmHuUxB1fTb9MA000h2jfqjUghAvr3CbQ ykVzDpJuJxlPp3gizbQbEhXp7BYYPuMK51Otfn6w0mQzSPcwCo69MZ3x2whKrNmuqgAGRMDpTzWL ZkDgOLMkskX9LTWmnHbN80RdQ5kc0TRCeUcxyTyDayov3dF3ZQyMu3zOEFAjJHkjHIeqwZpBtbpp 2TUyH9Z23dOVVOQM0lz0TItVVNd0s5g1QtEGlmJ5viZveFWEGDjN7PAZdS9T7mbBdUvrhLJLQMDL +Dm67hkaguHaYjDLNeXxKg0rzs6ldu8oJniKa2dpEgbrtwqzS3Ere4RzOBCeq/OD3nLVgmharCt1 pF2fJg5Q6o3DaseHzwNwPvEAruADgw+ympLVlAyu4KsBtIvsqL/j5xeFBJ5nkhJTLyT1AtMoJI1C 0iwkzULSKiQt39Nn4vAdRh2H+15x5A09LD8iz9cW9veb7X8BAAD//wMAUEsDBBQABgAIAAAAIQCc ZkZBuwAAACQBAAAqAAAAY2xpcGJvYXJkL2RyYXdpbmdzL19yZWxzL2RyYXdpbmcxLnhtbC5yZWxz hI/NCsIwEITvgu8Q9m7SehCRJr2I0KvUBwjJNi02PyRR7Nsb6EVB8LIws+w3s037sjN5YkyTdxxq WgFBp7yenOFw6y+7I5CUpdNy9g45LJigFdtNc8VZ5nKUxikkUigucRhzDifGkhrRykR9QFc2g49W 5iKjYUGquzTI9lV1YPGTAeKLSTrNIXa6BtIvoST/Z/thmBSevXpYdPlHBMulFxagjAYzB0pXZ501 LV2BiYZ9/SbeAAAA//8DAFBLAQItABQABgAIAAAAIQC75UiUBQEAAB4CAAATAAAAAAAAAAAAAAAA AAAAAABbQ29udGVudF9UeXBlc10ueG1sUEsBAi0AFAAGAAgAAAAhAK0wP/HBAAAAMgEAAAsAAAAA AAAAAAAAAAAANgEAAF9yZWxzLy5yZWxzUEsBAi0AFAAGAAgAAAAhALl84txjAgAASAUAAB8AAAAA AAAAAAAAAAAAIAIAAGNsaXBib2FyZC9kcmF3aW5ncy9kcmF3aW5nMS54bWxQSwECLQAUAAYACAAA ACEAtjsEIlQGAAALGgAAGgAAAAAAAAAAAAAAAADABAAAY2xpcGJvYXJkL3RoZW1lL3RoZW1lMS54 bWxQSwECLQAUAAYACAAAACEAnGZGQbsAAAAkAQAAKgAAAAAAAAAAAAAAAABMCwAAY2xpcGJvYXJk L2RyYXdpbmdzL19yZWxzL2RyYXdpbmcxLnhtbC5yZWxzUEsFBgAAAAAFAAUAZwEAAE8MAAAAAA== " style="position:absolute; left:0; text-align:left; margin-left:20px; margin-top:28px; width:467.05pt; height:45pt; z-index:-251652608; v-text-anchor:top"> <w:wrap anchorx="margin"> </w:wrap></v:roundrect>واژه‌های کلیدی: آبله میمون، ایمونوانفورماتیک، پوکسین-شلافن، کاندید واکسن   <a name="_Hlk114425361">Background and Objectives: </a>Monkeypox virus, a DNA-enveloped virus of the orthopoxvirus family, causes monkeypox infection in humans. Poxviruses have a distinctive nuclease called poxin, which cleaves cyclic dinucleotide 2'-3'-cGAMP, a crucial secondary messenger in the cGAS-STING (Cyclic GMP-AMP Synthase-Stimulator of Interferon Genes) signaling pathway. Despite existing drugs and vaccines for orthopoxvirus infections, the recent spread of monkeypox has raised global concerns. This study investigated the poxin-schlafen protein of monkeypox virus as a potential target for a novel multi-epitope vaccine. Materials and Methods: This study was conducted using bioinformatic data analysis. Epitopes of this protein were evaluated for non-allergenicity, non-toxicity, and the ability to elicit T and B cell responses. The interaction between the vaccine and toll-like receptor-4 (TLR-4) was assessed using Cluspro 2.0. Immune, and MD simulations were performed to confirm the reliability of the docked complexes. Results: The designed vaccine candidate was highly antigenic, non-allergenic, soluble, and had acceptable physicochemical properties. The three-dimensional structure of the vaccine and its interaction with TLR-4 were elucidated. Molecular dynamics simulations corroborated the high stability of the vaccine-TLR-4 complex. Immune simulation indicated that the vaccine candidate effectively elicited robust protective immune responses in the human body. Conclusion: This study identified the most efficacious epitopes from the poxin-schlafen protein of the monkeypox virus. These findings demonstrate the potential efficacy of this vaccine candidate in eliciting immune responses. This study could significantly advance the development of an antiviral vaccine against monkeypox viruses. However, further in vitro and in vivo studies are required. Keywords: Monkeypox, Immunoinformatic, Poxin-schlafen, Vaccine candidate Funding: The study was funded by Tabriz University, Tabriz, Iran. Conflict interest: None declared. Ethical considerations: Not applicable. Authors’ contributions: -Conceptualization: Bahram Baghban Kohnehrouz -Methodology: Bahram Baghban Kohnehrouz, Maryam Ehsasatvatan - Data collection: Maryam Ehsasatvatan, Fedra Nejad Iran Nejad -Formal analysis: Maryam Ehsasatvatan -Supervision: Bahram Baghban Kohnehrouz -Project administration: Bahram Baghban Kohnehrouz -Writing - original draft: Maryam Ehsasatvatan -Writing - review & editing: Bahram Baghban Kohnehrouz   آبله میمون, ایمونوانفورماتیک, پوکسین-شلافن, کاندید واکسن Monkeypox, Immunoinformatic, Poxin-schlafen, Vaccine candidate 19 46 http://journal.rums.ac.ir/browse.php?a_code=A-10-6946-1&slc_lang=fa&sid=1 Maryam Ehsasatvatan مریم احساسات وطن m.ehsasatvatan@yahoo.com 6900319475328460060214 6900319475328460060214 No University of Tabriz دانشگاه تبریز Bahram Baghban Kohnehrouz بهرام باغبان کهنه‌روز bahramrouz@yahoo.com 6900319475328460060215 6900319475328460060215 Yes University of Tabriz دانشگاه تبریز Fedra Nejad Iran Nejad فدرا نژاد ایران نژاد nejadiran.f@gmail.com 6900319475328460060216 0009-0003-5258-1011 No University of Tabriz دانشگاه تبریز