The COVID-19 pandemic changes a lot various fields of work and research. The study of viruses sees an exponential increase during this period, due to the need to quickly find a solution to this huge issue that concerns all of us. The analysis of epitopes, the part of antigen that is recognized by the immune system, is fundamental to better understand the viruses and how to treat them, especially focusing on vaccines. In fact, knowing the variants inside this critical part can allow us to know if a certain vaccine could still be effective or not. A deep knowledge about epitopes could also be important for the development of new vaccines, as we can see which ones of them are more stable and less variable. EpiSurf is a web application that allows specialized users to access to almost all the information they need about epitopes and to analyze these data. The information are related to already known epitopes taken from Immune Epitope Database and Analysis Resource (IEDB), a freely available resource founded by National Institute of Allergy and Infectious Diseases (NIAID) that catalogs experimental data, or to new epitope that the user can customize. EpiSurf is also strictly connected to other web pages. ViruSurf and VirusViz are tools created by the GeCo Team, a research group of the Politecnico di Milano. ViruSurf allows specialized users to access and analyze information about viruses genomes. Instead, VirusViz is the visualization tool that make it possible to see all the data in a more simple way, through graphs and tables. All the EpiSurf data are contained in a PostgreSQL database. These information are accessed through a server written in Python. Instead, the interface of the tool is written with three different languages: HTML, CSS and JavaScript. EpiSurf is subdivided in three main parts. The first is the Metadata Search part that allows the user to select different parameters to filter the sequences genomes. The second and third parts are the Use IEDB epitopes part and the Custom epitopes part. These two sections are mutually exclusive, in fact it is not possible to visualize both the two features at the same time. The Use IEDB epitopes allows the user to analyze pre-existing epitopes that are present in the IEDB database. The operator can filter the epitopes through some drop down menus and also add an amino acid mutation. The results are shown in a table. The Custom epitopes allows the user to create and study a completely new epitope. The operator can add specific information and a specific amino acid mutation. All the customized epitopes are shown in a table, with all the related data.
La pandemia da COVID-19 ha cambiato radicalmente molti aspetti riguardanti il mondo del lavoro e della ricerca. Lo studio dei virus ha visto una crescita esponenziale durante questo periodo, dovuta al bisogno di trovare rapidamente una soluzione a questo enorme problema che riguarda tutti noi. L’analisi degli epitopi, la parte di antigene che ́e riconosciuta dal sistema immunitario, è fondamentale per conoscere meglio i virus e come trattarli, specialmente per quanto concerne i vaccini. Infatti, studiare le mutazioni all’interno di queste importanti parti del genoma dei virus può aiutare a sapere se un determinato vaccino possa essere efficace o meno. Una profonda conoscenza degli epitopi, incentrata sul sapere quali siano più stabili e meno variabili, è importante inoltre per lo sviluppo di nuovi vaccini. EpiSurf è una web application che permette a utenti specializzati di accedere a tutte le informazioni necessarie riguardanti gli epitopi e di analizzarle. I dati che concernono epitopi già conosciuti in letteratura sono presi da Immune Epitope Database and Analysis Resource (IEDB), una risorsa gratuitamente disponibile fondata da National Institute of Allergy and Infectious Diseases (NIAID) che cataloga dati sperimentali. Oppure le informazioni possono riguardare nuovi epitopi che l’utente può personalizzare. Episurf è strettamente connesso ad altre web applications. ViruSurf e VirusViz sono strumenti creati dal Team GeCo, un gruppo di ricerca del Politecnico di Milano. ViruSurf permette a utenti specializzati di accedere e analizzare informazioni riguardanti il genoma dei virus. Invece, VirusViz è uno strumento di visualizzazione che consente di rappresentare i dati in un modo più intuitivo, attraverso grafici e tabelle. I dati di EpiSurf sono contenuti in un database PostgreSQL. L’ accesso alle informazioni avviene tramite un server Python. Invece, l’ interfaccia del sito è stata sviluppata tramite l’utilizzo di tre linguaggi differenti: HTML, CSS e JavaScript. EpiSurf è suddiviso in tre parti principali. La prima è la parte chiamata Metadata Search che permette all’utente di selezionare diversi parametri per filtrare le sequenze genomiche dei virus. La seconda e la terza parte sono chiamate rispettivamente Use IEDB epitopes e Custom epitopes. Queste due sezioni sono mutualmente esclusive, non è infatti possibile visualizzare entrambe nello stesso momento. La parte nominata Use IEDB epitopes consente all’utilizzatore di analizzare epitopi già esistenti, presenti nel database IEDB. L’utente può facilmente filtrare gli epitopi attraverso diversi menù a tendina e può inoltre aggiungere una particolare mutazione di un amminoacido. I risultati vengono successivamente mostrati attraverso una tabella. La parte chiamata Custom epitopes permette all’utilizzatore di creare e studiare un epitopo completamente nuovo. L’utente può aggiungere, oltre ad informazioni specifiche, anche una particolare mutazione di un amminoacido. Tutti gli epitopi personalizzati vengono poi presentati in una tabella.
EpiSurf : epitope search system based on virus metadata
Cilibrasi, Luca
2020/2021
Abstract
The COVID-19 pandemic changes a lot various fields of work and research. The study of viruses sees an exponential increase during this period, due to the need to quickly find a solution to this huge issue that concerns all of us. The analysis of epitopes, the part of antigen that is recognized by the immune system, is fundamental to better understand the viruses and how to treat them, especially focusing on vaccines. In fact, knowing the variants inside this critical part can allow us to know if a certain vaccine could still be effective or not. A deep knowledge about epitopes could also be important for the development of new vaccines, as we can see which ones of them are more stable and less variable. EpiSurf is a web application that allows specialized users to access to almost all the information they need about epitopes and to analyze these data. The information are related to already known epitopes taken from Immune Epitope Database and Analysis Resource (IEDB), a freely available resource founded by National Institute of Allergy and Infectious Diseases (NIAID) that catalogs experimental data, or to new epitope that the user can customize. EpiSurf is also strictly connected to other web pages. ViruSurf and VirusViz are tools created by the GeCo Team, a research group of the Politecnico di Milano. ViruSurf allows specialized users to access and analyze information about viruses genomes. Instead, VirusViz is the visualization tool that make it possible to see all the data in a more simple way, through graphs and tables. All the EpiSurf data are contained in a PostgreSQL database. These information are accessed through a server written in Python. Instead, the interface of the tool is written with three different languages: HTML, CSS and JavaScript. EpiSurf is subdivided in three main parts. The first is the Metadata Search part that allows the user to select different parameters to filter the sequences genomes. The second and third parts are the Use IEDB epitopes part and the Custom epitopes part. These two sections are mutually exclusive, in fact it is not possible to visualize both the two features at the same time. The Use IEDB epitopes allows the user to analyze pre-existing epitopes that are present in the IEDB database. The operator can filter the epitopes through some drop down menus and also add an amino acid mutation. The results are shown in a table. The Custom epitopes allows the user to create and study a completely new epitope. The operator can add specific information and a specific amino acid mutation. All the customized epitopes are shown in a table, with all the related data.| File | Dimensione | Formato | |
|---|---|---|---|
|
2021_04_Cilibrasi.pdf
non accessibile
Descrizione: Tesi
Dimensione
3.98 MB
Formato
Adobe PDF
|
3.98 MB | Adobe PDF | Visualizza/Apri |
I documenti in POLITesi sono protetti da copyright e tutti i diritti sono riservati, salvo diversa indicazione.
https://hdl.handle.net/10589/174060