Genetic Engineering and Biosafety Journal

en طراحی درون رایانه ای و اعتبارسنجی ساختاری یک واکسن چنداپی‌توپیِ لنفوسیت T سیتوتوکسیک با هدف‌گیری پروتئین‌های غشایی در سرطان معده In Silico Design and Structural Validation of a Multi-Epitope Cytotoxic T Lymphocyte Vaccine Candidate Targeting Membrane-Associated Proteins in Gastric Cancer مهندسی ژنتیک جانوری Animal پژوهشي Research <div style="text-align: justify;">سرطان معده همچنان یکی از علل اصلی مرگ‌ومیر ناشی از سرطان در جهان است. ایمنی‌درمانی، به‌ویژه در قالب واکسن‌های لنفوسیت T سیتوتوکسیک (CTL) علیه آنتی‌ژن‌های اختصاصی تومور، رویکرد درمانی امیدبخشی محسوب می‌شود. با این حال، طراحی مؤثر واکسن‌های چنداپی‌توپی با ایمن‌زایی بالا، اختصاصیت توموری و پایداری ساختاری مناسب، فرایندی پیچیده است. این مطالعه با هدف توسعه و اعتبارسنجی ساختاری یک کاندید واکسن CTL چنداپی‌توپی علیه پروتئین‌های غشایی بیش‌بیان‌شده در GC، با استفاده از رویکردهای یکپارچه ایمونوانفورماتیک و واکسن‌شناسی ساختاری انجام شد. اپی‌توپ‌های 9 ‌اسیدآمینه‌ایCTL  که به‌طور تجربی تأیید شده بودند، از پنج پروتئین غشایی مرتبط با GC انتخاب شدند. برای افزایش ایمن‌زایی و تسهیل پردازش آنتی‌ژن، ادجوانت بتا دفنسین ۳ و رابط های مناسب به سازه واکسن افزوده شد. تحلیل ویژگی‌های فیزیکوشیمیایی، پیش‌بینی آلرژی‌زایی و سمیت، مدل‌سازی ساختار سه‌بعدی، اعتبارسنجی با نمودار راماچاندران و داکینگ مولکولی با HLA-A*0201 انجام گرفت. واکسن طراحی‌شده دارای پایداری بالا و فاقد آلرژی‌زایی و سمیت بود. نتایج ساختاری نشان داد 8/87٪ از آمینواسید‌ها در نواحی مطلوب قرار دارند. داکینگ مولکولی تمایل اتصال قوی (2/874- کیلوکالری بر مول) با HLA-A*0201  را نشان داد که بیانگر ارائه کارآمد توسط MHC-I و توان القای پاسخ CTL مناسب است. واکسن CTL چنداپی‌توپی طراحی‌شده، ویژگی‌های ایمن‌زایی و ساختاری مطلوبی به‌عنوان یک گزینه ایمنی‌درمانی شخصی‌سازی‌شده برای GC دارد. مطالعات تکمیلی برای تأیید کارایی و ایمنی ضروری است.</div> <div style="text-align: justify;">Gastric cancer (GC) is still among the top causes of death from cancer globally. Immunotherapy, in the form of cytotoxic T lymphocyte (CTL) vaccines against tumor-specific antigens, is a promising therapeutic approach. The effective design of multi-epitope vaccines with high immunogenicity, tumor specificity, and structural stability, however, is not straightforward. The study aimed to develop and structurally validate a multi-epitope CTL vaccine targeting membrane-associated proteins overexpressed in GC, utilizing integrated immunoinformatics and structural vaccinology approaches. Experimentally verified 9-mer CTL epitopes were selected from five GC membrane proteins. Immunogenicity was enhanced and antigen processing facilitated by the addition of β-defensin 3 adjuvant and suitable linkers. Vaccine construct physicochemical property analysis, prediction of allergenicity and toxicity, three-dimensional structure modeling, Ramachandran plot validation, and molecular docking into HLA-A*0201 molecules were done. The vaccine developed possessed the desirable physicochemical characteristics of high stability, non-allergenicity, and non-toxicity. Confirmation of structure revealed 87.8% residues in favorable spaces, ascertaining correct folding and structural integrity. Molecular docking analysis revealed strong binding affinity (−874.2 kcal/mol) with HLA-A*0201, indicating efficient MHC-I presentation and the capacity to generate a good CTL response. The in silico rationalized multi-epitope CTL vaccine possesses promising immunogenic and structural characteristics as a personalized GC immunotherapeutic lead. Further studies, including molecular dynamics simulations, broader HLA allele coverage, and experimental validation, are warranted to confirm efficacy and safety and facilitate clinical translation.</div> سرطان معده, واکسن CTL, اپی‌توپ, ایمونوانفورماتیک, داکینگ Gastric cancer, CTL vaccine, Epitope, Immunoinformatics, Docking 0 0 http://gebsj.ir/browse.php?a_code=A-10-547-1&slc_lang=en&sid=1 Kianoush Mohammadi کیانوش محمدی Kianoush.mohammadi@tabrizu.ac.ir 10031947532846006065 0009-0002-7169-4903 No Department of Animal Biology, Faculty of Natural Sciences, University of Tabriz, Tabriz, Iran. گروه زیست‌شناسی جانوری، دانشکده علوم طبیعی، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران، Seyedeh Zahra Bakhti سیده زهرا بختی sz.bakhti@tabrizu.ac.ir 10031947532846006066 10031947532846006066 Yes Department of Plant, Cell and Molecular Biology, Faculty of Natural Sciences, University of Tabriz, Tabriz, Iran. گروه زیست‌شناسی گیاهی و سلولی و مولکولی، دانشکده علوم طبیعی، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران