SARS-CoV-2 Omicron and Delta variants conserve epitopes present in Abdala and Soberana Cuban anti-covid-19 vaccines

Authors

  • Orlando Rafael Serrano-Barrera Hospital General Docente “Dr. Ernesto Guevara de la Serna”. Las Tunas. Universidad de Ciencias Médicas de Las Tunas. Facultad de Ciencias Médicas “Dr. Zoilo Enrique Marinello Vidaurreta”. Las Tunas. https://orcid.org/0000-0002-2605-6999
  • María Mercedes Bello-Rodríguez Hospital General Docente “Dr. Ernesto Guevara de la Serna”. Las Tunas. Universidad de Ciencias Médicas de Las Tunas. Facultad de Ciencias Médicas “Dr. Zoilo Enrique Marinello Vidaurreta”. Las Tunas. https://orcid.org/0000-0001-8012-1213
  • Olga Lina Pupo-Rodríguez Hospital General Docente “Dr. Ernesto Guevara de la Serna”. Las Tunas. Universidad de Ciencias Médicas de Las Tunas. Facultad de Ciencias Médicas “Dr. Zoilo Enrique Marinello Vidaurreta”. Las Tunas. https://orcid.org/0000-0002-6473-8421
  • María de los Angeles Robinson-Agramonte Centro Internacional de Restauración Neurológica. La Habana. https://orcid.org/0000-0002-8879-3839
  • Oliver Pérez Universidad de Ciencias Médicas de La Habana. Instituto de Ciencias Básicas y Preclínicas “Victoria de Girón”. La Habana. https://orcid.org/0000-0002-8117-4939

Keywords:

GLYCOPROTEINS, SARS VIRUS, SARS-CoV-2, COVID-19, VACCINES, VACCINATION, IMMUNOGENICITY, VACCINE

Abstract

Background: a new SARS-CoV-2 variant, known as omicron, has been classified as “of concern” by the World Health Organization, due to the high number of mutations and its increased ability to disseminate worldwide.

Objective: to evaluate in silico the protection that the Cuban anti-covid-19 vaccines may offer against omicron variant, through the identification of shared epitopes.

Methods: with the use of bioinfomatic tools, T y B epitopes from the receptor-binding domain of SARS-CoV-2 S protein, were compared in primary sequences from Abdala and Soberana vaccines, as well as in variants alpha, beta, gamma, delta and omicron, all obtained from GenBank and aligned in the region between residues 319-541. The percent of identical epitopes, those with some change in the sequence and different were all calculated.

Results: conserved T epitopes were found between the vaccines and delta and omicron variants: FTNVYADSFVIRGDE (392-406), SFVIRGDEVRQIAPG (399-413), NLKPFERDI (460-468), ELLHAPATV (516-524) and STNLVKNKCVNFNFN (530-544). The region spanning from residues 522 and 540 included B epitopes identified by three algorithms, both in the vaccines and all the variants. Among several isolations of the omicron variant, a number of sequence changes occurs, leading to heterogeneous lines and potential modifications in their immunogenicity.

Conclusions: epitopes shared between Cuban vaccines and ómicron variant justify the usefulness of vaccination with the immunogens used in Cuba, as well as boosters that will lead to some partial protection.

Downloads

Download data is not yet available.

Author Biographies

Orlando Rafael Serrano-Barrera, Hospital General Docente “Dr. Ernesto Guevara de la Serna”. Las Tunas. Universidad de Ciencias Médicas de Las Tunas. Facultad de Ciencias Médicas “Dr. Zoilo Enrique Marinello Vidaurreta”. Las Tunas.

Especialista de Segundo Grado en Inmunología. Máster en Enfermedades Infecciosas. Investigador Auxiliar. Profesor Auxiliar

María Mercedes Bello-Rodríguez, Hospital General Docente “Dr. Ernesto Guevara de la Serna”. Las Tunas. Universidad de Ciencias Médicas de Las Tunas. Facultad de Ciencias Médicas “Dr. Zoilo Enrique Marinello Vidaurreta”. Las Tunas.

Especialista de Segundo Grado en Inmunología. Profesora Asistente

Olga Lina Pupo-Rodríguez, Hospital General Docente “Dr. Ernesto Guevara de la Serna”. Las Tunas. Universidad de Ciencias Médicas de Las Tunas. Facultad de Ciencias Médicas “Dr. Zoilo Enrique Marinello Vidaurreta”. Las Tunas.

Especialista de Segundo Grado en Inmunología. Máster en Enfermedades Infecciosas. Profesora Asistente

María de los Angeles Robinson-Agramonte, Centro Internacional de Restauración Neurológica. La Habana.

Doctora en Ciencias Médicas. Investigadora Titular. Profesora Titular

Oliver Pérez, Universidad de Ciencias Médicas de La Habana. Instituto de Ciencias Básicas y Preclínicas “Victoria de Girón”. La Habana.

Doctor en Ciencias Médicas. Investigador Titular. Profesor Titular

References

Mahase E. Covid-19: Do vaccines work against omicron—and other questions answered. BMJ [revista en internet]. 2021 [citado 26 de diciembre 2021]; 375: n3062. Disponible en: https://doi.org/10.1136/bmj.n3062.

European Centre for Disease Prevention and Control. Implications of the emergence and spread of the SARS-CoV-2 B.1.1.529 variant of concern (Omicron), for the EU/EEA. 26 November 2021. ECDC: Stockholm; 2021 [citado 26 de diciembre 2021]. Disponible en: https://www.ecdc.europa.eu/sites/default/files/documents/Implications-emergence-spread-SARS-CoV-2%20B.1.1.529-variant-concern-Omicron-for-the-EU-EEA-Nov2021.pdf.

Abdool Karim SS, Abdool Karim Q. Omicron SARS-CoV-2 variant: a new chapter in the COVID-19 pandemic. The Lancet [revista en internet]. 2021 [citado 26 de diciembre 2021]; 398(10317): 2126-2128. Disponible en: https://doi.org/10.1016/s0140-6736(21)02758-6.

Mengist HM, Kombe Kombe AJ, Mekonnen D, Abebaw A, Getachew M, Jin T. Mutations of SARS-CoV-2 spike protein: Implications on immune evasion and vaccine-induced immunity. Seminars in Immunology [revista en internet]. 2021 [citado 26 de diciembre 2021]; 55: 101533. Disponible en: https://doi.org/10.1016/j.smim.2021.101533.

Harvey WT, Carabelli AM, Jackson B, Gupta RK, Thomson EC6, Harrison EM, et al. SARS- CoV-2 variants, spike mutations and immune escape. Nature Reviews Microbiology [revista en internet]. July 2021 [citado 26 de diciembre 2021]; 19(7): 409-424. Disponible en: https://doi.org/10.1038/s41579-021-00573-0.

Valdes-Balbin Y, Santana-Mederos D, Paquet F, Climent Y, Chiodo F, Rodríguez L, et al. Molecular Aspects Concerning the Use of the SARS-CoV-2 Receptor Binding Domain as a Target for Preventive Vaccines. ACS Cent. Sci. [revista en internet]. 2021 [citado 26 de diciembre 2021]; 7(5): 757-767. Disponible en: https://doi.org/10.1021/acscentsci.1c00216.

Callaway E. Heavily mutated omicron variant puts scientists on alert. Nature [revista en internet]. 2021 [citado 26 de diciembre 2021]; 600(7887): 21. Disponible en: https://doi.org/10.1038/d41586-021-03552-w.

Forcelloni S, Benedetti A, Dilucca M, Giansanti A. Identification of conserved epitopes in SARS-CoV-2 spike and nucleocapsid protein. bioRxiv [revista en internet]. 2020 [citado 26 de diciembre 2021]. Disponible en: https://doi.org/10.1101/2020.05.14.095133.

Mohammad T, Choudhury A, Habib I, Asrani P, Mathur Y, Umair M, et al. Genomic Variations in the Structural Proteins of SARS-CoV-2 and Their Deleterious Impact on Pathogenesis: A Comparative Genomics Approach. Front. Cell. Infect. Microbiol. [revista en internet]. 2021 [citado 26 de diciembre 2021]; 11:765039. Disponible en: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC8548870/.

Chang-Monteagudo A, Ochoa-Azze R, Climent-Ruiz Y, Macías-Abraham C, Rodríguez-Noda L, Valenzuela-Silva C, et al. A single dose of SARS-CoV-2 FINLAY-FR-1A vaccine enhances neutralization response in COVID-19 convalescents, with a very good safety profile: An open-label phase 1 clinical trial. The Lancet Regional Health-Americas [revista en internet]. 2021 [citado 26 de diciembre 2021]; 4: 100079. Disponible en: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2667193X21000752.

Mengist HM, Kombe Kombe AJ, Mekonnen D, Abebaw A, Getachew M, Jin T. Mutations of SARS-CoV-2 spike protein: Implications on immune evasion and vaccine-induced immunity. Seminars in Immunology [revista en internet]. 2021 [citado 26 de diciembre 2021]; 55: 101533. Disponible en: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1044532321000646.

Valdes-Balbin Y, Santana-Mederos D, Quintero L, Fernández S, Rodríguez L, Sánchez Ramírez B, et al. SARS-CoV-2 RBD-Tetanus toxoid conjugate vaccine induces a strong neutralizing immunity in preclinical studies. bioRxiv [revista en internet]. 2021 [citado 26 de diciembre 2021]. Disponible en: https://doi.org/10.1101/2021.02.08.430146.

Espinosa LA, Ramos Y, Andújar I, Torres EO, Cabrera G, Martín A, et al. In-solution buffer-free digestion for the analysis of SARS-CoV-2 RBD proteins allows a full sequence coverage and detection of post-translational modifications in a single ESI-MS spectrum. Analytical and Bioanalytical Chemistry [revista en internet]. 2021 [citado 26 de diciembre 2021]; 413(30): 7559-7585. Disponible en: https://link.springer.com/article/10.1007/s00216-021-03721-w.

Limonta-Fernández M, Chinea-Santiago G, Martín-Dunn AM, González-Rochea D, Bequetero M, Márquez-Perera G, et al. The SARS-CoV-2 receptor-binding domain expressed in Pichia pastoris as a candidate vaccine antigen. MedRxiv [revista en internet]. 2021 [citado 26 de diciembre 2021] 2021(2021). Disponible en: https://doi.org/10.1101/2021.06.29.21259605.

Paradoa ML, Middleton D, Acosta A, Sarmiento ME, Leyva J. HLA genes in a sample of the Cuban population. Vaccimonitor [revista en internet]. 2000, Sep [citado 26 de diciembre 2021]; 9(3): 1-5. Disponible en: http://scielo.sld.cu/scielo.php?pid=S1025-028X2000000300001&script=sci_arttext&tlng=en.

Ferrer A, Nazábal M, Companioni O, de Cossío MEF, Camacho H, Cintado A, et al. HLA class I polymorphism in the Cuban population. Human Immunology [revista en internet]. 2007 [citado 26 de diciembre 2021]; 68(11): 918-927. Disponible en: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0198885907004363.

Zhang L, Li Q, Liang Z, Li T, Liu S, Cui Q, et al. The significant immune escape of pseudotyped SARS-CoV-2 Variant Omicron. Emerging Microbes & Infections [revista en internet]. 2021 [citado 26 de diciembre 2021]; 11(1). Disponible en: https://doi.org/10.1080/22221751.2021.2017757.

Fergie J, Srivastava A. Immunity to SARS-CoV-2: Lessons Learned. Front. Immunol. [revista en internet]. 2021 [citado 26 de diciembre 2021]; 12(2021): 654165. Disponible en: https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fimmu.2021.654165/full.

Mohammadi M, Shayestehpour M, Mirzaei H. The impact of spike mutated variants of SARS-CoV2 [Alpha, Beta, Gamma, Delta, and Lambda] on the efficacy of subunit recombinant vaccines. Braz. J. Infect Dis. [revista en internet]. 2021 [citado 26 de diciembre 2021]; 25(4): 101606. Disponible en: https://doi.org/10.1016/j.bjid.2021.101606.

Tarke A, Sidney J, Methot N, Dawen Yu E, Zhang Y, Dan JM, et al. Impact of SARS-CoV-2 variants on the total CD4+ and CD8+ T cell reactivity in infected or vaccinated individuals. Cell Reports Medicine [revista en internet]. 2021 [citado 26 de diciembre 2021]; 2(7): 100355. Disponible en: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2666379121002044.

Cameroni E, Bowen JE, Rosen LE, Saliba C, Zepeda SK, Culap K, et al. Broadly neutralizing antibodies overcome SARS-CoV-2 Omicron antigenic shift. Nature [revista en internet]. 2021 [citado 26 de diciembre 2021]. Disponible en: https://doi.org/10.1038/d41586-021-03825-4.

Planas D, Saunders N, Maes P, Guivel-Benhassine F, Planchais C, Buchrieser J, et al. Considerable escape of SARS-CoV-2 Omicron to antibody neutralization. Nature [revista en internet]. 2021 [citado 26 de diciembre 2021]. Disponible en: https://doi.org/10.1038/d41586-021-03827-2.

Liu L, Iketani S, Guo Y, Chan JFW, Wang M, Liu L, et al. Striking antibody evasion manifested by the Omicron variant of SARS-CoV-2. Nature [revista en internet]. 2021 [citado 26 de diciembre 2021]. Disponible en: https://doi.org/10.1038/d41586-021-03826-3.

Published

2022-01-06

How to Cite

1.
Serrano-Barrera OR, Bello-Rodríguez MM, Pupo-Rodríguez OL, Robinson-Agramonte M de los A, Pérez O. SARS-CoV-2 Omicron and Delta variants conserve epitopes present in Abdala and Soberana Cuban anti-covid-19 vaccines. Rev. electron. Zoilo [Internet]. 2022 Jan. 6 [cited 2025 Sep. 14];47(1):e2999. Available from: https://revzoilomarinello.sld.cu/index.php/zmv/article/view/2999

Issue

Section

Original articles