دانشگاه علوم پزشکی و خدمات بهداشتی-درمانی استان اصفهان مجله دانشکده پزشکی اصفهان 1027-7595 44 868 2026 07 23 Design of a Multi-Epitope Peptide Vaccine Against Glioblastoma Multiforme Targeting IL13Rα2 and EPHA2: An Immuno-Informatics Approach طراحی یک واکسن پپتیدی چنداپی‌توپی علیه گلیوبلاستومای چندشکلی با هدف‌گیری گیرنده زیرواحد آلفا۲ اینترلوکین-۱۳ و گیرنده افرین نوع A2: رویکرد ایمنی-‌ ‌محاسباتی 1124 1135 33499 10.48305/jims.v44.i868.1124 FA شهرزاد آهنگرزاده مرکز تحقیقات پزشکی بازساختی، دانشگاه علوم پزشکی اصفهان، اصفهان، ایران 0000-0002-2377-3319 ایلناز رحیم منش مرکز تحقیقات فیزیولوژی کاربردی، پژوهشکده قلب و عروق، دانشگاه علوم پزشکی اصفهان، اصفهان، ایران 0000-0003-3438-1959 Journal Article 2025 10 08 Introduction:Glioblastoma multiforme (GBM) is the most aggressive primary brain tumor and is highly resistant to conventional therapies. Designing multi-epitope peptide vaccines represents a promising strategy to elicit tumor antigen-specific immune responses. Methods:Using immunoinformatics tools, cytotoxic T lymphocyte (CTL) and B-cell epitopes were identified from the IL13Rα2 and EPHA2 tumor-associated antigens and filtered based on antigenicity, non-allergenicity, and non-toxicity. The final vaccine construct comprised 16 CTL epitopes and 6 B-cell epitopes. Physicochemical properties, structural features, and interactions of the vaccine with Toll-like receptors (TLRs) were evaluated. Results: The final vaccine consisted of 281 amino acids, with a molecular weight of 31,579.57 Da, pI = 8.98, and an instability index of 26.10, indicating high stability. A GRAVY value of −0.463 and a QuerySol score of 0.539 suggested favorable hydrophilicity and solubility. The refined 3D structure showed 93.6% of residues in favored regions of the Ramachandran plot, and a Z-score of −1.63 confirmed good structural quality. Molecular docking analyses revealed the strongest binding affinity toward TLR3 (ΔG = −11.1 kcal/mol; Kd ≈ 1.6×10⁻⁸ M). Immune simulation demonstrated robust induction of both humoral and cellular immune responses: rapid IgM production after the first immunization followed by isotype switching to IgG1/IgG2 in subsequent doses. In silico immune simulation with C-ImmSim suggested a potential for robust induction of both humoral and cellular immune responses. Conclusion: The designed multi-epitope vaccine exhibits favorable immunogenicity, stability, and strong interaction with TLR3, positioning it as a promising candidate for further preclinical development as a therapeutic vaccine against glioblastoma. مقدمه: گلیوبلاستومای چندشکلی، (Glioblastoma multiforme) GBM تهاجمی‌ترین تومور اولیه مغزی است و به درمان‌های متداول مقاوم می‌باشد. طراحی واکسن‌های پپتیدی چنداپی‌توپی می‌تواند رویکردی نوین برای تحریک پاسخ ایمنی اختصاصی علیه آنتی‌ژن‌های توموری باشد. روش‌ها: با استفاده از ابزارهای ایمنی‌ـ ‌محاسباتی، اپی‌توپ‌های مرتبط با سلول‌های لنفوسیت‌کشنده (CTLs) و B از آنتی ژن‌های IL13Rα2 و EPHA2 شناسایی و بر اساس آنتی‌ژن‌زایی، غیرآلرژن ‌بودن و غیرسمی‌بودن غربال شدند. توالی نهایی با ۱۶ اپی‌توپ لنفوسیت‌های کشنده و ۶ اپی‌توپ از سلول‌های لنفوسیت B طراحی شد. ویژگی‌های فیزیکوشیمیایی، ساختاری و برهم‌کنش واکسن با گیرنده‌های شبه Toll (TLR) مورد بررسی قرار گرفت. یافته‌ها: واکسن نهایی با طول ۲۸۱ اسیدآمینه، وزن مولکولی 31,579.57 دالتون، 98/8 = pI و شاخص ناپایداری 26/10، پایدار ارزیابی شد. مقدار 0/463 - = GRAVY و 0/539 = QuerySolنشان‌دهنده‌ی آب‌دوستی و حلالیت مطلوب بودند. ساختار سه‌بعدی پالایش‌شده 6/93 درصد باقی‌مانده‌ها را در نواحی مطلوب رامچاندران نشان داد و 1/63- = Z-score کیفیت ساختاری را تأیید کرد. آنالیزهای داکینگ نشان داد واکسن بالاترین میل پیوندی را به TLR3 دارد (kcal/mol 11/1- = ΔG، M 8- 10×1/6 Kd ≈). شبیه‌سازی ایمنی، القای قوی پاسخ‌های ایمنی هومورال و سلولی رابا تولید سریع IgM پس از اولین ایمن‌سازی و به دنبال آن تغییر ایزوتایپ به IgG1/IgG2 در دوزهای بعدی نشان داد. شبیه‌سازی ایمنی محاسباتی با C-ImmSim پتانسیل القای پاسخ‌های ایمنی هومورال و سلولی را نشان داد. نتیجه‌گیری: واکسن چنداپی‌توپی طراحی‌شده دارای ویژگی‌های ایمنی‌زایی، پایداری و تعامل مطلوب با TLR3 است و می‌تواند به‌عنوان نامزد بالقوه برای توسعه واکسن‌های ضد گلیوبلاستوما در مطالعات پیش‌بالینی آینده مطرح شود.

https://jims.mui.ac.ir/article_33499_5b9e3317e97a8e48fd98477d8d0f22e4.pdf