Immunomforschung
Offener Zugang

Abstrakt

Bioinformatische Analyse von Brucella-Impfstoffen und Impfstoffzielen mit VIOLIN

Yongqun He, Zuoshuang Xiang

Hintergrund: Brucella spp. sind gramnegative, fakultativ intrazelluläre Bakterien, die Brucellose verursachen, eine der weltweit häufigsten Zoonosen, die bei Menschen und verschiedenen Tierarten auftritt. Während mehrere Impfstoffe für Tiere erhältlich sind, gibt es keinen wirksamen und sicheren Impfstoff zur Vorbeugung von Brucellose beim Menschen. VIOLIN (http://www.violinet.org) ist eine webbasierte Impfstoffdatenbank und ein Analysesystem, das veröffentlichte Daten zu kommerziell erhältlichen Impfstoffen sowie zu Impfstoffen in klinischen Studien oder in der Forschung verwaltet, speichert und analysiert. VIOLIN enthält Informationen zu 454 Impfstoffen oder Impfstoffkandidaten für 73 Krankheitserreger. VIOLIN enthält außerdem viele bioinformatische Tools zur Impfstoffdatenanalyse, Datenintegration und Vorhersage von Impfstoffzielen. Um die Anwendbarkeit von VIOLIN für die Impfstoffforschung zu demonstrieren, wurde VIOLIN für die bioinformatische Analyse bestehender Brucella-Impfstoffe und die Vorhersage neuer Brucella-Impfstoffziele verwendet.

Ergebnisse: VIOLIN enthält viele Literatur-Mining-Programme (z. B. Vaxmesh), die eine detaillierte Analyse der Literatur zu Brucella-Impfstoffen ermöglichen. Als Ergebnis der manuellen Literaturkuratierung enthält VIOLIN Informationen zu 38 Brucella-Impfstoffen oder Impfstoffkandidaten, 14 schützenden Brucella-Antigenen und 68 Wirtsreaktionsstudien auf Brucella-Impfstoffe aus 97 von Experten begutachteten Artikeln. Diese Brucella-Impfstoffe sind im Vaccine Ontology (VO)-System klassifiziert und werden für verschiedene ontologische Anwendungen verwendet. Das webbasierte VIOLIN-Impfstoffzielvorhersageprogramm Vaxign wurde verwendet, um neue Brucella-Impfstoffziele vorherzusagen. Vaxign identifizierte 14 äußere Membranproteine, die in sechs virulenten Stämmen von B. abortus, B. melitensis und B. suis konserviert sind, die für den Menschen pathogen sind. Von den 14 Membranproteinen sind zwei Proteine ​​(Omp2b und Omp31-1) in B. ovis, einer für den Menschen nicht pathogenen Brucella-Art, nicht vorhanden. In VIOLIN gespeicherte Brucella-Impfstoffdaten wurden mithilfe des VIOLIN-Abfragesystems verglichen und analysiert.

Schlussfolgerungen: Die bioinformatische Kuration und ontologische Darstellung von Brucella-Impfstoffen erleichtert die Klassifizierung und Analyse bestehender Brucella-Impfstoffe und Impfstoffkandidaten. Die computergestützte Vorhersage von Brucella-Impfstoffzielen liefert mehr Kandidaten für eine rationale Impfstoffentwicklung. Die Verwendung von VIOLIN bietet einen allgemeinen Ansatz, der für die Analyse von Impfstoffen gegen andere Krankheitserreger und Infektionskrankheiten angewendet werden kann.