بررسی سمیت پروتئین نوترکیب آنتی ژن حفاظتی باسیلوس آنتراسیس به شکل آزاد و کپسوله شده توسط کوپلیمرهای دوبلوکه PLA-PEG و PCL-PEG بر روی رده سلولی Vero

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 تهرانپارس- انتهای اتوبان شهید بابایی- خیابان شهید چمن آرا- جنب دانشگاه آزاد تهران شمال- خوابگاه دانشجویی حضرت ولیعصر عج

2 کارشناس ارشد ژنتیک مولکولی مرکز علم و فناوری زیست شناسی، دانشکده علوم پایه، دانشگاه جامع امام حسین (ع)، تهران، ایران.

3 عضو هیات علمی دانشکده فن آوری های برتر، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران.

4 موسسه تحقیقات واکسن و سرم سازی رازی، بخش واکسن های پزشکی، موسسه تحقیقات واکسن و سرم سازی رازی، کرج، ایران

10.22118/jsmj.2018.138145.1409

چکیده

سابقه و اهداف: باسیلوس آنتراسیس عامل بیماری مهلک سیاه زخم است. استفاده از واکسن یکی از راه-های موثر مقابله با سیاه زخم می باشد. واکسن‌های ساخته شده مورد پذیرش باید زیست سازگار و بدون سمیت باشند. هدف این پژوهش بررسی اثر سمیت سلولی پروتئین نوترکیب آنتی ژن حفاظتی باسیلوس آنتراسیس به شکل آزاد و کپسوله شده توسط کوپلیمرهای دوبلوکه PLA-PEG و PCL-PEG بر روی رده سلولی اپی‌تلیال کلیه میمون سبز آفریقایی (Vero) به منظور به دست آوردن میزان تاثیر مخرب این کاندید واکسن می باشد.
روش بررسی: در این مطالعه تجربی پروتئین نوترکیب آنتی‌ژن حفاظتی باسیلوس آنتراسیس (PA63) در باکتری اکولای بیان و توسط کروماتوگرافی تمایلی ستون نیکل تخلیص شد. در ادامه PA63 توسط کوپلیمرهای دوبلوکه PLA-PEG و PCL-PEG با استفاده از روش تبخیر حلال کپسوله شد. در نهایت آزمون سمیت سلولی PA63 و نانوذرات به دست آمده با استفاده از آزمون استاندارد MTT بر روی رده سلولی Vero انجام گردید.
یافته‌ها: نتایج حاصل از آزمون MTT عدم سمیت کاندید واکسن مورد نظر را نشان داد. همچنین میزان مرگ و میر سلول‌های مورد آزمون در مقابل آنتی ژن کپسوله شده در نانوذرات کمتر از آنتی ژن آزاد بوده است.
نتیجه: با توجه به نتایج به دست آمده می‌توان از فرمولاسیون نانو واکسن تهیه شده برای کاهش اثر سمیت سلولی آنتی ژن تهیه شده در محیط زنده استفاده کرد و در نهایت به واکسن اثرگذار و زیست سازگار مهندسی شده نوترکیب دست یافت.

کلیدواژه‌ها


1-Ahmadi A H HH, Ebrahim Minaei M. Cloning, fusion and expression of domain a-1 protective antigen (PA20) of Bacillus anthracis and N-Terminal ipaD gene of Shigella in E. coli. . Qom Univ Med Sci. 2015;9(4): 20-9

2-Schmidt TR, Scott EJ, Dyer DW. Whole-genome phylogenies of the family Bacillaceae and expansion of the sigma factor gene family in the Bacillus cereus species-group. J BMC genomics. 2011;12(1):430.

3-Okinaka R, Cloud K, Hampton O, Hoffmaster A, Hill K, Keim P, et al. Sequence, assembly and analysis of pX01 and pX02. J Journal of Applied Microbiology. 1999;87(2):261-2.

4-Gupta P, Waheed S, Bhatnagar R. Expression and purification of the recombinant protective antigen of Bacillus anthracis. Protein expression purification. 1999;16(3):369-76.

5-Singh Y, Ivins BE, Leppla SH. Study of immunization against anthrax with the purified recombinant protective antigen of Bacillus anthracis. J Infection immunity. 1998;66(7):3447-8.

6- D. GJ. Vaccines: countering antrax: vaccines and immunoglobulins.  . Clin Infect Dis 2008;46: 129–36.

7- Wagner L, Verma A, Meade BD, Reiter K, Narum DL, Brady RA, et al. Structural and immunological analysis of anthrax recombinant protective antigen adsorbed to aluminum hydroxide adjuvant. J Clinical Vaccine Immunology. 2012:CVI. 00174-12.

8- Manish M, Rahi A, Kaur M, Bhatnagar R, Singh S. A single-dose PLGA encapsulated protective antigen domain 4 nanoformulation protects mice against Bacillus anthracis spore challenge. J PloS one. 2013;8(4):e61885.

9-Lassalle V, Ferreira ML. PLA nano‐and microparticles for drug delivery: an overview of the methods of preparation. Macromolecular bioscience. 2007;7(6):767-83.

10- Venkatraman SS, Jie P, Min F, Freddy BYC, Leong-Huat G. Micelle-like nanoparticles of PLA–PEG–PLA triblock copolymer as chemotherapeutic carrier. J International journal of pharmaceutics. 2005;298(1):219-32.

11- Brannon-Peppas L, Blanchette JO. Nanoparticle and targeted systems for cancer therapy. Advanced drug delivery reviews. 2012;64:206-12.

12-Akagi T, Baba M, Akashi M. Biodegradable nanoparticles as vaccine adjuvants and delivery systems: regulation of immune responses by nanoparticle-based vaccine.  Polymers in nanomedicine: Springer; 2011. p. 31-64.

13-Anderson JMS, M S, . Biodegradation and biocompatibility of PLA and PLGA microspheres. Advanced drug delivery reviews. 1997;28(1):5-24.

14-Makadia HK, Siegel SJ. Poly lactic-co-glycolic acid (PLGA) as biodegradable controlled drug delivery carrier. J Polymers. 2011;3(3):1377-97.

15-Haji Noor Mohammadi A KM, Kamyab A R, Zargan J. Effect of 1% Oxygen Concentration on Conexin 43 Gene Expression in Mouse Bone Marrow-derived Mesenchymal Stem Cells C57 (BL / 6). Journal of the Medical Council of the Islamic Republic of Iran. 2016;33:205-11.

16-E'temad Aubi S M HH. Cloning and Recombinant Expression modified protective antigen from Bacillus anthracis In E. coil. . Journal of Sabzevar University of Medical Sciences. 2016; 23.

17- Uhrich KE, Cannizzaro SM, Langer RS, Shakesheff KM. Polymeric systems for controlled drug release. J Chemical reviews. 1999;99(11):3181-98.

18- E'temad aubi S M HH, Baqeri H, Nofeli B. Evaluation of PLA-PEG nanoparticles as vaccine delivery system for modified protective antigen of Bacillus anthracis. . Unpublished data 2018.

19-Mosmann T. Rapid colorimetric assay for cellular growth and survival: application to proliferation and cytotoxicity assays. Journal of immunological methods. 1983;65(1-2):55-63.

20-Shokrzadeh M EP, Omidi M, Shadburestan A, Zal Zar Z. Investigation of the toxicity of Docetaxel nanoparticles using HepG2 Cancer Cells. J Mazandaran University of Medical Sciences 2012; 22:2-10.

21-Hayon T DA, Spielberg O, Nathan I. Appraisal of the MTT-based assay as a useful tool for predicting drug chemo sensitivity in leukemia. Leuk Lymphoma 2003;44(11):1957-62.

22-Honari H MH, Saadati M, Minaie ME. Production of polycolonal antibody against domain 2-4 of protective antigen of Bacillus anthracis in laboratory animal. J ShahrekordUni Med Sci 2014;15(6 ):35-43.

23-P T. anthrax vaccines: past, present and future. Vaccine 1991;9: 533-9.

24-Nazarian S GS, Rasooli I, Hasannia S, Pirooznia N. . A PLGA-encapsulated chimeric protein protects against adherence and toxicity of enterotoxigenic Escherichia coli. . Microbiol Res  2014;169((2-3)):205-12.

25-Arvind K. Jain ea. Synthesis, characterization and evaluation of novel triblock copolymer based nanoparticles for vaccine delivery against hepatitis B. Journal of Controlled Release 2009:161–9.

26-Dong Y FSS. Nanoparticles of poly (D, L‐lactide)/methoxy poly (ethylene glycol)‐poly (D, L‐lactide) blends for controlled release of paclitaxel. Journal of Biomedical Materials Research Part A. 2006 78(1):12-9.

27-Stolnik S DSE, Garnett M C, Davies M C, Coombes A G, Taylor D C, Illum L. Surface modification of poly (lactide-co-glycolide) nanospheres by biodegradable poly (lactide)-poly (ethylene glycol) copolymers. Pharmaceutical research. 1994;11(12):1800-8.

28-E. A. The study of the effect of cytotoxicity of artemisinin nanosilver on breast cancer cells. Journal of Breast Disease 2013;5 (4): 7-12.

29- Ignatius AA CL. In vitro biocompatibility of bioresorbable polymers: poly (L, DL-lactide) and poly (L-lactide-co-glycolide). . Biomaterials. 1996;17(8):831-9.

30- Xiao R Z ZZW, Zhou L, Wang J J, Li F Z, Wang A. M. Recent advances in PEG–PLA block copolymer nanoparticles. International journal of nanomedicine. 2010;5:1057.