Analisi in silico delle proprietà antigeniche dell’emoagglutinina del Dolphin morbillivirus e interazione con i recettori SLAM e nectina-4 del capodoglio
Il Cetacean morbillivirus (CeMV) è il virus più patogeno per i mammiferi marini e ha causato epidemie letali negli ultimi 30 anni.
Introduzione
Le popolazioni isolate, come quelle del bacino del Mediterraneo, sono particolarmente minacciate dalla diffusione del ceppo Dolphin morbillivirus (DMV), che ha colpito diverse specie, incluso il capodoglio (Physeter macrocephalus).
Il DMV infetta le cellule immunitarie e le cellule epiteliali polarizzate attraverso il legame della sua emoagglutinina (H) con il recettore signaling lymphocyte activation molecule (SLAM) e con nectin-4. Ad oggi, la struttura della proteina H non è stata risolta, ma rappresenta un promettente bersaglio antivirale. In questo studio, viene descritto un modello di omologia della proteina H del DMV complessata con i recettori SLAM e nectin-4 del capodoglio, utilizzato per prevedere epitopi B-cellulari candidati per lo sviluppo di strumenti terapeutici e diagnostici.
Risultati
Sono stati costruiti modelli 3D di alta qualità della proteina H del DMV legata ai recettori SLAM e nectin-4 del capodoglio, con valori affidabili di Q-mean, RMSD e TM-score. Tra i 40 peptidi sovrapposti previsti, sono stati identificati 5 epitopi B-cellulari lineari e 2 conformazionali. Questi epitopi si trovano al di fuori dell’interfaccia tra H e i recettori, sono evolutivamente conservati tra i ceppi di CeMV e mostrano una bassa somiglianza locale (<40%) con omologhi del genere Morbillivirus.
Discussioni e conclusioni
L’identificazione degli epitopi antigenici è una delle fasi più critiche nei processi di immunodiagnostica, soprattutto in assenza di una struttura risolta della proteina bersaglio. Date le difficoltà tecniche e i costi elevati delle metodologie sperimentali, è essenziale l’uso di approcci bioinformatici affidabili che riducano gli sforzi e ottimizzino il design degli studi.
Il workflow presentato in questo studio si basa su predizioni multiple, filtraggio per consenso e mappatura visiva su un modello 3D di omologia altamente affidabile, consentendo così una rapida e conveniente identificazione di epitopi B-cellulari come candidati per diagnostica basata su anticorpi.
Ringraziamenti
Questo studio è stato possibile grazie al contributo del Centro di Educazione Ambientale e alla Sostenibilità Laguna di Nora e del suo presidente Giuseppe Ollano. Gli autori ringraziano tutti coloro che hanno collaborato alla raccolta dei dati, compresi pescatori locali, ricercatori e volontari del progetto SLED.
Materiali e metodi
Le sequenze amminoacidiche della proteina H del DMV, del recettore SLAM e di nectin-4 del capodoglio sono state scaricate da GenBank (NP_945029, XP_007124119 e XP_007112357). Il modello Hidden Markov (HMM) è stato utilizzato per interrogare (HHpred) la Protein Data Bank alla ricerca di template, valutati secondo criteri basati sulla conoscenza.
I template selezionati (PDB: 2ZB6, 3JZ7 e 4FOM) sono stati allineati mediante MUSCLE e modificati tramite ispezione visiva in base alla predizione della struttura secondaria con PSIPRED. I modelli 3D sono stati generati con MODELLER e affinati mediante minimizzazione energetica in MOLPROBITY. Il docking di SLAM e nectin-4 sulla superficie della proteina H del DMV è stato eseguito con AutoDock. I modelli 3D sono stati sovrapposti con TM-Align e Chimera ai complessi H del virus del morbillo con SLAM del tamarino edipo (Saguinus oedipus) (PDB: 3ALZ) e nectin-4 umano (PDB: 4GJT).
La metapredizione dell’antigenicità della proteina H del DMV è stata eseguita con BepiPred, ABCpred, LBtope, CBtope e Discotope, e poi filtrata iterativamente in base al grado di consenso e all’accessibilità ai solventi. Gli epitopi candidati evolutivamente conservati sono stati mappati sul complesso DMV H-SLAM-nectin-4.
