Proteômica subtrativa integrativa baseada no genoma e vacinologia reversa identificam potenciais candidatos a vacinas contra Klebsiella oxytoca
| dc.contributor.advisor1 | Pranchevicius, Maria. Cristina da Silva | |
| dc.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/4772148921558977 | |
| dc.contributor.advisor1orcid | https://orcid.org/0000-0002-0416-7401 | |
| dc.contributor.author | Sarcinelli, Maria Carolina Francalassi | |
| dc.contributor.authorlattes | https://lattes.cnpq.br/6400144868422043 | |
| dc.date.accessioned | 2026-08-13T18:23:59Z | |
| dc.date.issued | 2026-06-30 | |
| dc.description.abstract | Antimicrobial resistance in Klebsiella oxytoca compromises the therapeutic efficacy of available antibiotics and limits treatment options, highlighting the urgent need for effective preventive strategies. This study describes the in silico development of a multi-epitope vaccine against K. oxytoca through an integrated approach combining reverse vaccinology and subtractive proteomics. Analysis of the pan-genome of 34 strains associated with human hosts identified a core proteome composed of 4.201 conserved proteins. The application of criteria related to essentiality, virulence, antimicrobial resistance, and the absence of homology with human and gut microbiota proteins allowed for the identification of 10 surface proteins with high antigenic potential. These proteins were then subjected to immunogenic epitope prediction, resulting in the identification of 11 MHC class I epitopes, five MHC class II epitopes, and five B-cell epitopes. The selected epitopes were subsequently organized into five multi-epitope vaccine constructs (KOV1–KOV5), containing different adjuvants and the PADRE sequence. All constructs exhibited a favorable antigenic profile, absence of allergenic potential, and adequate solubility. Among them, the KOV4 construct, associated with the L7/L12 ribosomal protein adjuvant, stood out for its superior structural parameters and higher binding affinity for the TLR4-MD2 and TLR1-TLR2 complexes in molecular docking analyses. The stability of these complexes was corroborated by normal mode analysis. Furthermore, immunological simulations indicated the induction of robust humoral and cellular responses, characterized by class switching to IgG, expansion of memory B cells, and cytokine production with a predominantly Th1 profile. Codon adaptation demonstrated potential for efficient expression of the KOV4 vaccine in Escherichia coli, with a CAI index of 0.82 and a GC content of 58.69%. Taken together, these findings highlight KOV4 as a promising vaccine candidate against K. oxytoca, although in vivo and in vitro experimental studies will be necessary to validate its immunogenicity, protective efficacy, and biological safety. | eng |
| dc.description.resumo | A resistência antimicrobiana em Klebsiella oxytoca compromete a eficácia terapêutica dos antibióticos disponíveis e limita as opções de tratamento, evidenciando a necessidade urgente de estratégias preventivas eficazes. Este estudo relata o design in silico de uma vacina multi-epítopos contra K. oxytoca por meio de um arcabouço integrado de vacinologia reversa e proteômica subtrativa. A análise do pan-genoma de 34 cepas associadas a hospedeiros humanos identificou um proteoma core composto por 4.201 proteínas conservadas. A aplicação de critérios relacionados à essencialidade, virulência, resistência antimicrobiana e ausência de homologia com proteínas humanas e da microbiota intestinal permitiu a identificação de 10 proteínas de superfície com elevado potencial antigênico. Essas proteínas foram então submetidas à predição de epítopos imunogênicos, resultando na identificação de 11 epítopos de MHC classe I, cinco de MHC classe II e cinco epítopos de células B. Os epítopos selecionados foram subsequentemente organizados em cinco construtos vacinais multi-epítopo (KOV1-KOV5), contendo diferentes adjuvantes e a sequência PADRE. Todos os construtos apresentaram perfil antigênico favorável, ausência de potencial alergênico e adequada solubilidade. Dentre eles, o construto KOV4, associado ao adjuvante da proteína ribossomal L7/L12, destacou-se pelos melhores parâmetros estruturais e maior afinidade de interação com os complexos TLR4-MD2 e TLR1-TLR2 nas análises de docking molecular. A estabilidade desses complexos foi corroborada por análise de modos normais. Além disso, as simulações imunológicas indicaram indução de respostas humorais e celulares robustas, caracterizadas por mudança de classe para IgG, expansão de células B de memória e produção de citocinas com perfil predominantemente Th1. A adaptação de códons evidenciou potencial para expressão eficiente da vacina KOV4 em Escherichia coli, com índice CAI de 0,82 e conteúdo GC de 58.69%. Em conjunto, esses achados destacam o KOV4 como um promissor candidato vacinal contra K. oxytoca, embora estudos experimentais in vivo e in vitro serão necessários para validação de sua imunogenicidade, eficácia protetora e segurança biológica. | por |
| dc.description.sponsorship | Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) | |
| dc.description.sponsorshipId | 2024/17084-7 | |
| dc.identifier.citation | SARCINELLI, Maria Carolina Francalassi. Proteômica subtrativa integrativa baseada no genoma e vacinologia reversa identificam potenciais candidatos a vacinas contra Klebsiella oxytoca. 2026. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Biotecnologia) – Universidade Federal de São Carlos, Campus São Carlos, 2026. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/24528. | * |
| dc.identifier.uri | https://hdl.handle.net/20.500.14289/24528 | |
| dc.language.iso | por | |
| dc.publisher | Universidade Federal de São Carlos | |
| dc.publisher.address | Campus São Carlos | |
| dc.publisher.center | Centro de Ciências Biológicas e da Saúde - CCBS | |
| dc.publisher.course | Biotecnologia - Biotec | |
| dc.publisher.initials | UFSCar | |
| dc.rights.uri | https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/ | |
| dc.subject | Klebsiella oxytoca | por |
| dc.subject | Resistência antimicrobiana | por |
| dc.subject | Vacina multi-epítopo | por |
| dc.subject | Vacinologia reversa | por |
| dc.subject | Proteômica subtrativa | por |
| dc.subject | Imunoinformática | por |
| dc.subject | Design vacinal in silico | eng |
| dc.subject | Antimicrobial resistance | eng |
| dc.subject | Multi-epitope vaccine | eng |
| dc.subject | Reverse vaccinology | eng |
| dc.subject | Subtractive proteomics | eng |
| dc.subject | Immunoinformatics | eng |
| dc.subject | In silico vaccine design | eng |
| dc.subject.cnpq | CIENCIAS BIOLOGICAS::IMUNOLOGIA | |
| dc.subject.cnpq | CIENCIAS DA SAUDE | |
| dc.subject.cnpq | CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO | |
| dc.subject.ods | 3. Saúde e Bem-Estar | |
| dc.title | Proteômica subtrativa integrativa baseada no genoma e vacinologia reversa identificam potenciais candidatos a vacinas contra Klebsiella oxytoca | por |
| dc.title.alternative | Integrative genome-based subtractive proteomics and reverse vaccinology identify putative vaccine candidates in Klebsiella oxytoca | eng |
| dc.type | TCC |
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