تازه ها در میکروب شناسی دامپزشکی

تازه ها در میکروب شناسی دامپزشکی

ارزیابی ایمنی‌زایی نانوواکسن مبتنی بر PLGA توکسین بتای کلستریدیوم پرفرنژنس در مدل موشی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 دانشجوی دکتری تخصصی، گروه پاتولوژی، دانشکده دامپزشکی، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران
2 استاد، گروه میکروبیولوژی و ایمنولوژی، دانشکده دامپزشکی، دانشگاه تهران، تهران، ایران
3 دانشیار، بخش ایمنی‌شناسی، مؤسسه تحقیقات واکسن و سرم‌سازی رازی، سازمان تحقیقات و ترویج کشاورزی، کرج، ایران
4 استادیار، بخش تولید واکسن‌های بی‌هوازی دامپزشکی، مؤسسه تحقیقات واکسن و سرم‌سازی راز، ,سازمان تحقیقات و ترویج کشاورزی، کرج، ایران
5 استادیار، گروه میکروبیولوژی و ایمنولوژی، دانشکده دامپزشکی، دانشگاه تهران، تهران، ایران
چکیده
در سال‌های اخیر، استفاده از نانوذرات به‌عنوان یک استراتژی جدید در تقویت پاسخ ایمنی مورد توجه قرار گرفته است. از توکسین‌های پروتئینی غیر دناتوره می‌توان برای ایجاد یک پاسخ ایمنی قوی استفاده کرد. هنگامی که این توکسین‌ها با نانوذرات واکنش می‌دهند، خاصیت سمی خود را از دست می‌دهند، زیرا نمی‌توانند به لیگاندهای خود در سطح سلول متصل شوند. مطالعات نشان می‌دهد که کمپلکس‌های تشکیل ‌شده از نانوذرات و توکسین‌ها می‌توانند فرآیند رهاسازی داخلی توکسین را تسهیل کنند. یکی از مهم‌ترین بیماری‌هایی که توسط این توکسین‌ها ایجاد می‌شود، اسهال خونی در بره‌های نوزاد است. نانوذره استفاده شده در این تحقیق پلی‌لاکتیک کوگلیکولیک اسید(PLGA)  می‌باشد که یکی از توسعه‌یافته‌ترین پلیمرهای زیست‌تخریب‌پذیر است. هدف از این تحقیق جداسازی و تخلیص توکسین بتاکلستریدیوم پرفرنژنس و ایجاد کمپلکس آن با نانوذره PLGA و تولید یک ساختار غیر توکسیک است. پاسخ ایمنی پس از تزریق این نانوتوکسوئید در حیوان هدف مورد ارزیابی قرار گرفت. سنجش توکسین به‌طور درون‌تن (LD50) و برون‌تن توسط تکنیک سدیم دودسیل سولفات(SDS psge)  در هر مرحله انجام شد. در این بررسی آنتی‌ژن توکسین بتا مبنای تهیه کاندید نانوتوکسوئید با فرمولاسیون نانوذره قرار گرفت. تأثیر فرمولاسیون نانوذره حاوی آنتی‌ژن بتا در ایجاد پاسخ ایمنی روی مدل حیوانی (موش NIH) مورد ارزیابی قرار گرفت. یافته‌ها نشان دادند که نانوذره PLGA را می‌توان برای طراحی و ساخت نانوواکسن توکسوئیدی که حاوی توکسین باشد مورد استفاده قرار داد و از آن به‌منظور سیستم‌های اتصال آنتی‌ژن در زمینه‌های مختلف استفاده کرد.
کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله English

Evaluation of the immunogenicity of the PLGA-based nano vaccine of clostridium perfringens beta toxin in a mouse model

نویسندگان English

Ebrahim Abbasi 1
Taghi Zahraei Salehi 2
Majid Tebianian 3
Reza Pilechian langroudi 4
Ramak Yahya raeyat 5
1 PhD Student, Department of Pathology, Faculty of Veterinary Medicine, Science and research Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran
2 Professor, Department of Microbiology and Immunology, Faculty of Veterinary Medicine, University of Tehran, Tehran, Iran
3 Associate Professor, Department of Immunology, Razi Vaccine and Serum Research Institute, Karaj, Iran
4 Assistant Professor, Department of Anaerobic Bacterial Vaccine Research and Production, Razi Vaccine and Serum Research Institute, Karaj, Iran
5 Assistant Professor, Department of Microbiology and Immunology, Faculty of Veterinary Medicine, Uni-versity of Tehran, Tehran, Iran
چکیده English

In recent years, a strategy based on nanoparticles has shown that non-denatured protein toxins can be used to enhance the appropriate immune response. The toxin does not bind to its ligand on the cell surface. The results of the nanoparticle and toxin complex show that the nanoparticles facilitate the internal release of the toxin. Clostridium perfringens beta toxin is a toxin produced by Clostridium perfringens type B and C and the most important disease is bloody diarrhea of newborn lambs. The toxin loses its lethality due to its involvement, so it becomes a toxoid. The nanoparticle used in this research is PLGA, which is one of the most developed biodegradable polymers. The purpose of this study is separate, Production and purification of Clostridium perfringens beta toxin and production of its complex with PLGA nanoparticles in order to form a non-toxic structure.In this study, beta-Clostridium perfringens type B and C toxins were isolated by ammonium sulfate precipitation and gel filtration chromatography. Purified was calculated to be 10 mg / ml. In this study, beta toxin antigen was used as a basis for the preparation of nanotoxoid candidate with nanoparticle formulation. When nanoparticles are injected into mice with beta toxin, they turn the toxin into a toxoid that has no toxicity effects, and in fact the toxin cannot bind to its receptors and reveal its effects, so the mice showed no signs of disease.

کلیدواژه‌ها English

Beta-Toxin
Closteridium perfringens
Nanoparticles
Poly lactic-co-glycolic acid
1- Volk WA, Gebhardt B, Hammaskjold M, Kaomer R. Lippincott-Raven, Philadelphia. Medical microbiology. 1995.
2- Steinthorsdottir V, Halldórsson H, Andrésson OS. Clostridium perfringens beta-toxin forms multimeric transmembrane pores in human endothelial cells. Microb pathog. 2000; 28(1): 45-50.
3- McDonel JL. Clostridium perfringens toxins (type a, b, c, d, e). Pharmacology & therapeutics. 1980; 10(3): 617-55.
4- Nilo L. Measurement of biological activities of purified and crude enterotoxin of Clostridium perfringens. Infect.immun. 1975; 12(2): 440-2.
5- Los FC, Randis TM, Aroian RV, Ratner AJ. Role of pore-forming toxins in bacterial infectious diseases. Microbiol Mol Biol. 2013; 77(2): 173-207.
6- Worthington R, Mülders M. The partial purification of Clostridium perfringens beta toxin. OJVR. 1975; 42(3): 91-19.
7- Freedman JC, Theoret JR, Wisniewski JA, Uzal FA, Rood JI, McClane BA. Clostridium perfringens type A–E toxin plasmids. Res Microbiol. 2015; 166(4): 264-79.
8- Navarro MA, McClane BA, Uzal FA. Mechanisms of action and cell death associated with Clostridium perfringens toxins. Toxins. 2018; 10(5): 212.
9- Fang RH, Luk BT, Hu C-MJ, Zhang L. Engineered nanoparticles mimicking cell membranes for toxin neutralization. Adv Drugdeliv Rev. 2015; 90: 69-80.
10- Avgoustakis K. Polylactic-co-glycolic acid (PLGA). Encyclopedia of biomaterials and biomedical engineering. 2005; 1(1): 1-11.
11- Ebrahimi Samani S, Asghari S, Naderimanesh H, Hoseinkhani S. Optimization of Preparation of PEG-PLGA Nanoparticles by Solvent Evaporation Method. Modares J Biotech. 2018; 9(2): 201.
12- Erbetta CDAC, Alves RJ, Magalh J, de Souza Freitas RF, de Sousa RG. Synthesis and characterization of poly (D, L-lactide-co-glycolide) copolymer. 2012.
13- Luk BT, Hu C-MJ, Fang RH, Dehaini D, Carpenter C, Gao W, et al. Interfacial interactions between natural RBC membranes and synthetic polymeric nanoparticles. Nanoscale. 2014; 6(5): 2730-7.
14- Fang RH, Hu C-MJ, Zhang L. Nanoparticles disguised as red blood cells to evade the immune system. Taylor & Francis. 2012.
15- Cavalcanti MTH, Porto T, Porto ALF, Brandi IV, Lima Filho JLd, Pessoa Junior A. Large scale purification of Clostridium perfringens toxins: a review. APSB. 2004; 40(2): 151-64.
16- Sakurai J, Duncan C. Purification of beta-toxin from Clostridium perfringens type C. Infect and immun. 1977; 18(3): 741-5.
17- Coskun O. Separation techniques: chromatography. NCI. 2016; 3(2): 156.
18- Zayerzadeh E, Fardipour A, Jabbari A. A New Purification Method for Beta-Toxin of Clostridium perfringens Type C Vaccinal Strain. J Med Bacteriol. 2014; 3(3-4): 8-13.
19- Xia Q, Zhang Y, Li Z, Hou X, Feng N. Red blood cell membrane-camouflaged nanoparticles: A novel drug delivery system for antitumor application. .APSB. 2019; 9(4): 675-89.
دوره 7، شماره 1
بهار و تابستان
شهریور 1403
صفحه 143-152

  • تاریخ دریافت 01 شهریور 1403
  • تاریخ بازنگری 13 شهریور 1403
  • تاریخ پذیرش 09 شهریور 1403