fa طراحی یک ایمونوتوکسین انسانی بر پایه قطعه متغیر تک زنجیره ای مشتق شده از پروتزماب و زیر واحد A Shiga like toxin2 علیه سرطان پستان: یک مطالعه in-silico بیوتکنولوژی Biotechnology پژوهشي-کامل Research(Original) <span style="font-size:16px;"><span style="line-height:2;"><span style="direction:rtl"><span style="unicode-bidi:embed"><span new="" roman="" style="font-family:" times=""><b><span lang="FA"><span b="" koodak="" style="font-family:"><span style="color:black">سابقه و هدف:</span></span></span></b> <span lang="FA"><span b="" style="font-family:" zar="">سرطان </span></span><span lang="FA"><span b="" style="font-family:" zar="">پستان دومین علت مرگ ناشی از سرطان در زنان است. </span></span><span dir="LTR">Her2</span><span lang="FA"><span b="" style="font-family:" zar="">، یک گیرنده فاکتور رشد اپیدرمی است که تقریباً در 25 درصد از سرطان‌های پستان بیش از حد بیان می‌شود. این گیرنده ممکن است در درمان بیماران مبتلا به سرطان پستان نقش مهمی داشته باشد. برای درمان سرطان پستان در بیماران </span></span><span dir="LTR">Her2</span><span lang="FA"><span b="" style="font-family:" zar=""> مثبت، اثرگذاری تعدادی از عوامل دارویی، از جمله (</span></span><span dir="LTR">Herceptin</span><span lang="FA"><span b="" style="font-family:" zar="">) </span></span><span dir="LTR">Trastuzumab</span><span lang="FA"><span b="" style="font-family:" zar=""> تایید شده است. هرسپتین یک آنتی‌بادی با توانایی اتصال به گیرنده </span></span><span dir="LTR">Her2</span><span lang="FA"><span b="" style="font-family:" zar=""> است. قطعه </span></span><span dir="LTR">V</span><span lang="FA"><span b="" style="font-family:" zar=""> تک زنجیره</span></span><span dir="LTR" lang="FA"><span b="" style="font-family:" zar="">&lrm;</span></span><span lang="FA"><span b="" style="font-family:" zar="">ای (</span></span><span dir="LTR">scFv</span><span lang="FA"><span b="" style="font-family:" zar="">) مشتق شده از هرسپتین نیز می</span></span><span dir="LTR" lang="FA"><span b="" style="font-family:" zar="">&lrm;</span></span><span lang="FA"><span b="" style="font-family:" zar="">تواند برای ایجاد ایمونوتوکسین هایی استفاده شود که سلول</span></span><span dir="LTR" lang="FA"><span b="" style="font-family:" zar="">&lrm;</span></span><span lang="FA"><span b="" style="font-family:" zar="">های سرطانی </span></span><span dir="LTR">Her2</span><span lang="FA"><span b="" style="font-family:" zar=""> مثبت را هدف قرار می</span></span><span dir="LTR" lang="FA"><span b="" style="font-family:" zar="">&lrm;</span></span><span lang="FA"><span b="" style="font-family:" zar="">دهد. توکسینوم شیگا، توکسینوم باکتریایی هستند که اغلب از باکتری‌های <i>شیگلا دیسنتری</i> و <i>اشریشیا کلی</i> تولید می</span></span><span dir="LTR" lang="FA"><span b="" style="font-family:" zar="">&lrm;</span></span><span lang="FA"><span b="" style="font-family:" zar="">شوند. زیر واحد </span></span><span dir="LTR">A</span><span lang="FA"><span b="" style="font-family:" zar=""> مربوط به </span></span><span dir="LTR">Shiga- like toxin 2</span><span b="" style="font-family:" zar=""> (</span><span dir="LTR">Stx2A</span><span lang="FA"><span b="" style="font-family:" zar="">) یک عامل سیتوتوکسیک است که پتانسیل کشتن سلول</span></span><span dir="LTR" lang="FA"><span b="" style="font-family:" zar="">&lrm;</span></span><span lang="FA"><span b="" style="font-family:" zar="">های سرطانی را دارا می&lrm;</span></span><span lang="FA"><span b="" style="font-family:" zar="">باشد</span></span><span lang="FA"><span b="" style="font-family:" zar="">.</span></span><span lang="AR-SA"><span style="font-family:"B Zar""></span></span></span></span></span><br> <span style="direction:rtl"><span style="unicode-bidi:embed"><span new="" roman="" style="font-family:" times=""><b><span lang="FA"><span b="" koodak="" style="font-family:"><span style="color:black"><span style="letter-spacing:-.1pt">مواد</span></span></span></span></b><b> </b><b><span lang="FA"><span b="" koodak="" style="font-family:"><span style="color:black"><span style="letter-spacing:-.1pt">و</span></span></span></span></b><b> </b><b><span lang="FA"><span b="" koodak="" style="font-family:"><span style="color:black"><span style="letter-spacing:-.1pt">روش</span></span></span></span></b><span dir="LTR" lang="FA"><span b="" style="font-family:" zar="">&lrm;</span></span><b><span lang="FA"><span b="" koodak="" style="font-family:"><span style="color:black"><span style="letter-spacing:-.1pt">ها</span></span></span></span></b><b><span lang="FA"><span b="" koodak="" style="font-family:">:</span></span></b><span lang="FA"><span b="" style="font-family:" zar=""> در این مطالعه درون رایانه</span></span><span b="" lang="AR-SA" style="font-family:" zar="">‌</span><span lang="FA"><span b="" style="font-family:" zar="">ای (</span></span><span dir="LTR">in-silico</span><span lang="FA"><span b="" style="font-family:" zar="">)، از ابزارهای بیوانفورماتیک برای ایجاد یک ایمونوتوکسین حاوی </span></span><span dir="LTR">scFv</span><span lang="FA"><span b="" style="font-family:" zar=""> اختصاصی </span></span><span dir="LTR">Her2</span><span lang="FA"><span b="" style="font-family:" zar=""> و </span></span><span dir="LTR">Stx2A</span><span lang="FA"><span b="" style="font-family:" zar=""> استفاده گردید. برای ایجاد یک ساختار ایمونوتوکسین، توالی اسید آمینه </span></span><span dir="LTR">scFv</span><span lang="FA"><span b="" style="font-family:" zar=""> و </span></span><span dir="LTR">Stx2A</span><span lang="FA"><span b="" style="font-family:" zar=""> با استفاده از یک لینکر پپتیدی به هم متصل شدند. ساختار دوم و سوم، خواص فیزیکوشیمیایی، حلالیت و حساسیت زایی سازه پیش بینی شده ارزیابی شد. اتصال به گیرنده ایمونوتوکسین و پایداری ایمونوتوکسین به ترتیب با استفاده از اتصال پروتئین-پروتئین و دینامیک مولکولی مورد بررسی قرار گرفت.</span></span></span></span></span><br> <span style="direction:rtl"><span style="unicode-bidi:embed"><span new="" roman="" style="font-family:" times=""><span lang="FA"><span b="" koodak="" style="font-family:"><span style="color:black">یافته</span></span></span><span dir="LTR" lang="FA"><span b="" style="font-family:" zar="">&lrm;</span></span><span lang="FA"><span b="" koodak="" style="font-family:"><span style="color:black">ها</span></span></span><span lang="AR-SA"><span b="" koodak="" style="font-family:"><span style="color:black">:</span></span></span><span lang="FA"><span b="" style="font-family:" zar=""> بر اساس یافته</span></span><span dir="LTR" lang="FA"><span b="" style="font-family:" zar="">&lrm;</span></span><span lang="FA"><span b="" style="font-family:" zar="">ها، سازه طراحی شده می</span></span><span b="" lang="AR-SA" style="font-family:" zar="">‌</span><span lang="FA"><span b="" style="font-family:" zar="">تواند پروتئینی پایدار با حلالیت کافی باشد که حساسیت زا نیست و ساختار مناسبی برای اتصال به </span></span><span dir="LTR">Her2</span><span lang="FA"><span b="" style="font-family:" zar=""> دارد. در نهایت نیز، انتظار می</span></span><span b="" lang="AR-SA" style="font-family:" zar="">‌</span><span lang="FA"><span b="" style="font-family:" zar="">رود این سازه قابلیت تولید یک ایمونوتوکسین </span></span><span dir="LTR">Her2</span><span lang="FA"><span b="" style="font-family:" zar=""> را داشته باشد</span></span><span lang="AR-SA"><span b="" style="font-family:" zar="">.</span></span><span lang="FA"><span b="" style="font-family:" zar=""><span style="color:black"></span></span></span></span></span></span><br> <b><span dir="RTL" lang="FA"><span b="" koodak="" style="font-family:"><span style="color:black"><span style="letter-spacing:-.2pt">استنتاج</span></span></span></span><span dir="RTL" lang="FA"><span b="" koodak="" style="font-family:"><span style="letter-spacing:-.2pt">:</span></span></span></b> <span dir="RTL" lang="FA"><span b="" style="font-family:" zar=""><span style="letter-spacing:-.2pt">این ایمونوتوکسین پس از انجام مطالعات </span></span></span><span new="" roman="" style="font-family:" times=""><span style="letter-spacing:-.2pt">in vitro</span></span><span dir="RTL" lang="FA"><span b="" style="font-family:" zar=""><span style="letter-spacing:-.2pt"> و </span></span></span><span new="" roman="" style="font-family:" times=""><span style="letter-spacing:-.2pt">in vivo</span></span><span dir="RTL"><span b="" style="font-family:" zar=""><span style="letter-spacing:-.2pt"> می</span></span></span><span lang="FA"><span b="" style="font-family:" zar="">&lrm;<span dir="RTL" style="letter-spacing:-.2pt">تواند به عنوان گزینه جهت درمان سرطان پستان به کار رود..</span></span></span></span></span> <span style="font-size:16px;"><span style="line-height:2;"><span new="" roman="" style="font-family:" times=""><b><span arial="" style="font-family:"><span style="letter-spacing:-.2pt">Background and purpose:</span></span></b> Breast cancer is the second cause of mortality among women. HER2, a member of the epidermal growth factor receptor family, is overexpressed in approximately 25% of breast cancer cases. This receptor represents a valuable therapeutic target in the management of breast cancer. For the treatment of HER2-positive breast cancer, several agents, including trastuzumab (Herceptin), have been approved. Herceptin is a monoclonal antibody capable of binding to the HER2 receptor. A single-chain variable fragment (scFv) derived from Herceptin can also be utilized in the development of immunotoxins targeting HER2-positive cancer cells. Shiga toxins are bacterial exotoxins commonly produced by <i>Shigella dysenteriae</i>&nbsp;and certain strains of <i>Escherichia coli</i>. The A subunit of Shiga-like toxin 2 (Stx2A) is a potent cytotoxic agent with the potential to kill cancer cells.</span><br> <span new="" roman="" style="font-family:" times=""><b><span arial="" style="font-family:"><span style="letter-spacing:-.2pt">Materials and methods:</span></span></b> <span style="letter-spacing:-.2pt">In this insilico study, we employed bioinformatics tools to design an immunotoxin composed of a HER2-specific single-chain variable fragment (scFv) and the A subunit of Shiga-like toxin 2. To construct the immunotoxin, the amino acid sequences of the scFv and Shiga-like toxin 2 subunit A were joined via a peptide linker. The secondary structure, physicochemical properties, solubility, and potential allergenicity of the construct were predicted. The tertiary structure of the immunotoxin was modeled, refined, and evaluated. Protein-protein docking was performed to assess immunotoxin-receptor binding, and molecular dynamics simulations were used to evaluate immunotoxin stability.</span></span><br> <span new="" roman="" style="font-family:" times=""><b><span arial="" style="font-family:"><span style="letter-spacing:-.2pt">Results:</span></span></b><b> </b><span style="letter-spacing:-.2pt">According to the findings, the designed construct appears to be a stable protein with adequate solubility, non-allergenic properties, and a structurally favorable configuration for binding to HER2.</span></span><br> <span new="" roman="" style="font-family:" times=""><b><span arial="" style="font-family:"><span style="letter-spacing:-.2pt">Conclusion</span></span></b><b><span style="letter-spacing:-.2pt">:</span></b> <span style="letter-spacing:-.2pt">In conclusion, the designed construct demonstrates potential for the production of a HER2-targeted immunotoxin. However, further validation through comprehensive in vitro and in vivo immunological assays is necessary to confirm the efficacy and therapeutic potential of the construct.</span><i><span style="letter-spacing:-.2pt"></span></i></span></span></span> سرطان پستان, Shiga- like toxin 2, هرسپتین, Her2, ایمونوتوکسین breast cancer, Shiga-like toxin 2 subunit A, Herceptin, Her2, bioinformatics, immunotoxin 15 29 http://jmums.mazums.ac.ir/browse.php?a_code=A-10-18154-1&slc_lang=fa&sid=1 Zeinab Ghesmati زینب قسمتی 1003194753284600178523 1003194753284600178523 No PhD in Molecular Medicine, Department of Molecular Medicine, Tabriz University of Medical Sciences, Tabriz, Iran دکتری پزشکی مولکولی، گروه پزشکی مولکولی، دانشگاه علوم پزشکی تبریز، تبریز، ایران Khadijeh Ahmadi خدیجه احمدی 1003194753284600178524 1003194753284600178524 No Assistant Professor, Infectious and Tropical Diseases Research Center, Hormozgan University of Medical Sciences, Bandar Abbas, Iran استادیار، مرکز تحقیقات بیماری‌های عفونی و گرمسیری، دانشگاه علوم پزشکی هرمزگان، بندرعباس، ایران Navid Nezafat نوید نظافت 1003194753284600178525 1003194753284600178525 No Assistant Professor, Pharmaceutical Sciences Research Center, Shiraz University of Medical Sciences, Shiraz, Iran استادیار، مرکز تحقیقات علوم دارویی، دانشگاه علوم پزشکی شیراز، شیراز، ایران Farzaneh Vahedi فرزانه واحدی 1003194753284600178526 1003194753284600178526 No PhD in Medical Biotechnology, Cellular and Molecular Research Center, Babol University of Medical Sciences, Babol, Iran دکتری زیست فناوری پزشکی، مرکز تحقیقات سلولی و مولکولی، دانشگاه علوم پزشکی بابل، بابل، ایران Mortaza Taheri-Anganeh مرتضی طاهری انگنه 1003194753284600178527 1003194753284600178527 No Assistant Professor, Cellular and Molecular Research Center, Cellular and Molecular Medicine Research Institute, Urmia University of Medical Sciences, Urmia, Iran استادیار، مرکز تحقیقات سلولی و مولکولی، پژوهشکده پزشکی سلولی و مولکولی، دانشگاه علوم پزشکی ارومیه، ارومیه، ایران Seyyed Hossein Khatami سید حسین خاتمی 1003194753284600178528 1003194753284600178528 No PhD in Clinical Biochemistry, Department of Clinical Biochemistry, Faculty of Medicine, Shahid Beheshti University of Medical Sciences, Tehran, Iran دکتری بیوشیمی بالینی، گروه بیوشیمی بالینی، دانشکده پزشکی، دانشگاه علوم پزشکی شهید بهشتی، تهران، ایران Hasan Ghasemi حسن قاسمی 1003194753284600178529 1003194753284600178529 No Associate Professor, Department of Basic Sciences, Abadan University of Medical Sciences, Abadan, Iran دانشیار، گروه علوم پایه، دانشگاه علوم پزشکی آبادان، آبادان، ایران Rahmatollah Soltani رحمت اله سلطانی 1003194753284600178530 1003194753284600178530 No Assistant Professor, Department of Basic Sciences, Behbahan Faculty of Medical Sciences, Behbahan, Iran استادیار، گروه علوم پایه، دانشکده علوم پزشکی بهبهان، بهبهان، ایران Vahid Zarezade وحید زارع زاده 1003194753284600178531 1003194753284600178531 No Assistant Professor, Department of Basic Sciences, Behbahan Faculty of Medical Sciences, Behbahan, Iran استادیار، گروه علوم پایه، دانشکده علوم پزشکی بهبهان، بهبهان، ایران Ahmad Movahedpour احمد موحدپور 1003194753284600178532 1003194753284600178532 Yes Assistant Professor, Department of Basic Sciences, Abadan University of Medical Sciences, Abadan, Iran استادیار، گروه علوم پایه، دانشگاه علوم پزشکی آبادان، آبادان، ایران Ahmad Movahedpour احسان قاسمی 1003194753284600178533 1003194753284600178533 No Assistant Professor, Cellular and Molecular Research Center, Yasouj University of Medical Sciences, Yasouj, Iran استادیار، مرکز تحقیقات سلولی و مولکولی، دانشگاه علوم پزشکی یاسوج، یاسوج، ایران