Journal of Mazandaran University of Medical Sciences

fa طراحی یک کاندید واکسن نوترکیب حاوی پروتئین هایی از سه باکتری EHEC، ETEC و شیگلا دیسانتری در باکتری E.coli و بررسی ایمنی هومورال آن در موش Designing a R‌ecombinant Vaccine Containing Three Bacterial Proteins of EHEC, ETEC, and shigella Dysentery Antigens in E. coli and Evaluation of its Humoral Immunity in Mic ايمونولوژي Immunology پژوهشي-کامل Research(Original) سابقه و هدف: جنس‌های مختلف انتروباکتریاسه نقش مهمی در ایجاد بیماری‌های گوارشی، از جمله اسهال دارند. از این میان، اشریشیا کلی انتروتوکسیژنیک، اشریشیا کلی انتروهموراژیک و شیگلا سه باکتری مهمی هستند که از طریق آب و غذا منتقل می‌شوند. واکسیناسیون یکی از استراتژی‌های مناسب برای مقابله با این پاتوژن‌ها می‌باشد. در مطالعه حاضر یک آنتی‌ژن کایمر، حاوی آنتی‌ژن‌های اصلی از این سه باکتری، طراحی و در میزبان بیانی اشریشیا کلی بیان گردید و برای بررسی ایجاد محافظت در برابر باکتری EHEC مورد آزمایش قرار گرفت. مواد و روش‌ها: پرایمرهای اختصاصی برای ترکیب این آنتی‌ژن‌ها طراحی گردید. خصوصیات آنتی‌ژن کایمر، از جمله خواص فیزیکی و شیمیایی، ساختار دوم و سوم و اپی‌توپ‌های سلول B و T از طریق تجزیه و تحلیل بیوانفورماتیکی تعیین گردید. پس از ترکیب این ژن ها، وکتور نوترکیب pET28a(+) حاصل، به سلول‌های مستعد منتقل شد. سپس پروتئین کایمر در باکتری بیان و پروتئین تولید شده تخلیص گردید. پس از آن، حیوانات از طریق تجویز زیر جلدی از آنتی‌ژن ایمن شدند. در نهایت، حیوانات ایمن شده با باکتری زنده E. coli O157:H7 مورد چالش قرار گرفتند. یافته‌ها: تجزیه و تحلیل بیوانفورماتیکی نشان داد که آنتی‌ژن کایمر دارای خواص فیزیکی وشیمیایی مناسبی بوده که می‌تواند به خوبی در میزبان‌های بیانی مختلف بیان شود. هم‌چنین این آنتی‌ژن، دارای اپی‌توپ‌های ویژه سلول‌های B و T می‌باشد. نتایج تجربی نشان داد که این آنتی‌ژن پاسخ ایمنی هومورال مناسبی را در موش برمی‌انگیزد. چالش موش‌های ایمن شده نشان داد که آنتی‌ژن فوق توانایی لازم برای محافظت موش‌ها در برابر سویه باکتریایی E. coli O157:H7 را دارد. استنتاج: آنالیزهای بیوانفورماتیکی و نیز آزمایشات تجربی نشان داد که این پروتئین می‌تواند یک کاندید واکسن مناسب علیه سه باکتری مذکور باشد. Background and purpose: Different genera of enterobacteriaceae have important roles in gastrointestinal diseases such as diarrhea. Among these, Enterotoxigenic E. coli (ETEC), enterohemorrhagic E. coli (EHEC), and Shigella are three main bacteria which are transmitted via contaminated food and water. Vaccination is a good strategy to combat these pathogens. In the present study, a chimeric antigen, containing the main antigens of these three bacteria was designed, expressed in E. coli host, and tested for protection against EHEC strain. Materials and methods: Specific primers were designed to fuse these antigens. The properties of the chimeric antigen, including physical and chemical properties, secondary and tertiary structures, and B cell and T cell epitopes were obtained via in silico analysis. After the fusion of the genes, the resulting recombinant pET28a(+) vector was transferred into the competent E. coli cells. Expression was induced and the protein was purified. Then, the animals were immunized through subcutaneous administration of the antigen. Finally, the immunized animals were challenged by live E. coli O157:H7 cells. Results: In silico analysis showed that the chimeric antigen had appropriate physical and chemical properties which could be expressed in various expression systems.  In addition, the antigen has potent B- and T-cell epitopes. Experimental results showed that the antigen has efficiently provoked the mice's humoral immune system. Challenging the immunized mice by live bacterial cells showed that the chimeric antigen was able to protect the mice against E. coli O157:H7 strain. Conclusion: Both in silico analysis and experimental results showed that the chimeric antigen has appropriate properties which can be considered as a proper candidate vaccine against the three bacteria mentioned.                                                                                                     انتروباکتریاسه, آنتی‌ژن کایمر, طراحی, ایمن سازی, چالش, آنالیز بیوانفور‌ماتیکی, کاندید واکسن enterobacteriaceae, chimeric antigen, design, challeng, immunization, in silico analysis, candidate vaccine 1 16 http://jmums.mazums.ac.ir/browse.php?a_code=A-11-7731-1&slc_lang=fa&sid=1 Firouz Ebrahimi فیروز ابراهیمی Febrhimi@ihu.ac.ir 100319475328460088187 100319475328460088187 Yes دانشجوی کارشناسی ارشد سلولی مولکولی، مرکز تحقیقات زیست شناسی، دانشگاه جامع امام حسین (ع)، تهران، ایران Vahid Ebadi وحید عبادی vahide679@gmail.com 100319475328460088188 100319475328460088188 No استادیار، مرکز تحقیقات زیست شناسی، دانشگاه جامع امام حسین (ع)، تهران، ایران Abbas Hajizadeh عباس حاجی زاده abbashajizade@gmail.com 100319475328460088189 100319475328460088189 No استاد، مرکز تحقیقات زیست شناسی، دانشگاه جامع امام حسین(ع)، تهران، ایران Yosof Tarverdizadeh یوسف تاروردی زاده Yosof.tarverdizadeh@gmail.com 100319475328460088190 100319475328460088190 No کارشناس ارشد میکروبیولوژی، مرکز تحقیقات زیست شناسی، دانشگاه جامع امام حسین(ع)، تهران، ایران Mustafa Bakhshi مصطفی بخشی bakhshi-M@hotmail.com 100319475328460088191 100319475328460088191 No دانشجوی دکتری نانو بیوتکنولوژی، مرکز تحقیقات زیست شناسی، دانشگاه جامع امام حسین(ع)، تهران، ایران